Des panneaux solaires photoluminescents conçus pour optimiser la production en serre

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D’après pv magazine USA.

Au cours de la prochaine décennie, les installations solaires pourraient couvrir plus de 3 millions d’hectares aux États-Unis, ouvrant ainsi la voie à l’association du photovoltaïque et des terres agricoles pour produire des aliments, préserver les écosystèmes et maximiser les revenus des agriculteurs et des cultivateurs. La décarbonisation de la production alimentaire, qui représente jusqu’à 30 % des émissions mondiales, fait de l’agrivoltaïque une solution écologiquement intéressante.

Une nouvelle solution pour l’agriculture en environnement contrôlé va être développée dans le cadre d’un partenariat entre Heliene, un fabricant de modules solaires, et UbiQD, un intégrateur de matériaux photoluminescents. Les deux entreprises cherchent à mettre au point une solution pour les serres permettant de transmettre une lumière utile aux plantes qui s’y trouvent et de produire de l’énergie solaire.

UbiQD fabrique des panneaux translucides pour les serres qui contiennent des cellules photoluminescentes capables de convertir la lumière dans une longueur d’onde donnée. Les panneaux UbiQD “UbiGro” émettent un spectre de couleurs optimisé pour la croissance des plantes, absorbant les UV et la lumière bleue et émettant une lumière orange ou rouge propice à la fructification.

La croissance des fraises a été stimulée de 14 à 28% par UbiGro dans une série d’essais de croissance hivernale à Mesa, Arizona.

Image : UbiGro

Lors de récents essais, UbiGro a fait progresser de 21 % la floraison des géraniums, de 14 à 28 % la croissance des fraises d’hiver et de 8 % le rendement de la production de cannabis. L’augmentation du rendement des cultures est un signe réjouissant pour tous les producteurs, et les deux sociétés sont prêtes à aller encore plus loin en intégrant des panneaux solaires photovoltaïques aux systèmes de couverture des serres.

Le couplage de la production d’énergie solaire et de la production alimentaire est souvent qualifié d'”agrivoltaïque”. Ce secteur émergent exploite les atouts de la production décentralisée d’énergie tout en conservant un usage optimal des terres. Dans l’agrivoltaïque en serre, il y a un compromis à trouver entre la transparence de la toiture et la production d’électricité. D’où l’intérêt d’ajouter la photoluminescence au produit pour en augmenter le rendement.

En parallèle du produit UbiGro, qui optimise la lumière photoluminescente, UbiQD a développé des fenêtres génératrices d’électricité. Avec la contribution d’un grand fabricant nord-américain de systèmes photovoltaïques à Heliene, les deux entreprises sont maintenant en mesure de poursuivre le développement et la mise à l’échelle de l’élément photovoltaïque du produit.

Des recherches menées par l’Université d’État de l’Oregon ont révélé que les installations combinant la production solaire et l’agriculture, tant à l’intérieur qu’à l’extérieur, pourraient fournir 20 % de la production totale d’électricité aux États-Unis. Selon les chercheurs, la généralisation de ce type d’installation pourrait entraîner une réduction annuelle de 330 000 tonnes d’émissions de dioxyde de carbone tout en ayant un impact “minime” sur le rendement des cultures.

L’étude de l’État de l’Oregon a révélé que pour atteindre 20% de la production d’électricité aux États-Unis, l’agrivoltaïque devrait couvrir une superficie équivalente à celle de l’État du Maryland. Cela représente environ 13 000 miles carrés, soit 1% des terres agricoles américaines actuelles.

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