Un nouveau logiciel de modélisation pour l’agrivoltaïsme

D’après pv magazine international.

L’agrivoltaïsme, qui intègre production de denrées alimentaires et énergie solaire, est une technologie émergente tirant le meilleur parti des terrains et du sol, ressources limitées. Ce secteur n’en est encore qu’à ses débuts, c’est pourquoi les développeurs du solaire n’ont pas encore d’application efficace, telle qu’Aurora ou Helioscope, à leur disposition sur Internet pour les aider à concevoir rapidement des projets en tenant compte des cultures qui poussent en dessous.

Cet outil, Sandbox Solar, une entreprise d’installation de solaire, l’a mis au point : il s’agit de Spade. Spade a pour but d’aider les développeurs de solaire à identifier les types de cultures les mieux appropriées ainsi que la disposition idéale des panneaux solaires pour leurs projets. L’outil est parvenu au cinquième et dernier niveau du programme d’innovation « American Made » du ministère de l’Énergie. Désormais disponible, la première version bêta de Spade a déjà servi au développement de projets d’énergie solaire associés à la culture de pommes de terre, de chanvre et de houblon, entre autres.

Le logiciel génère plusieurs valeurs numériques clés : irradiation, rayonnement photosynthétiquement actif (PAR) et densité moyenne du flux magnétique de photons photosynthétiques (PPFD), deux types de mesure de la lumière qui sont peu familières au secteur du photovoltaïque.

Le PAR désigne la fourchette de longueurs d’ondes qui sont utiles à la photosynthèse, tandis que le PPFD mesure la densité de photons dans cette fourchette qui atteint une surface donnée. Toutes les longueurs d’ondes de la lumière ne se valent pas en termes de photosynthèse ; les plantes utilisent généralement la lumière bleue (400 nm à 500 nm) et rouge (600 nm à 700 nm) de manière plus efficace que la lumière verte (500 nm à 600 nm). Le PAR et la PPFD sont tous deux essentiels à la compréhension et à l’optimisation des conditions de luminosité pour la croissance des plantes et leur photosynthèse.

L’information est affichée à la fois visuellement, sous forme de graphiques, et numériquement en watts par mètre carré et en valeurs de PAR/PPFD. Là encore, le PAR désigne la quantité de lumière utile qui atteindra les plantes poussant au milieu des panneaux solaires. En réalité, la plupart des cultures compatibles avec l’agrivoltaïsme bénéficient de la réduction d’irradiation apportée par l’ombre des panneaux solaires.

D’après l’équipe de Spade, un aspect fondamental de l’optimisation des projets d’agrivoltaïsme consiste à prendre en compte les « trois C » : Configuration, Climat et Cultures. En pesant soigneusement ces trois facteurs, il est possible pour le développeur d’affiner ses stratégies en espaçant et en surélevant les panneaux solaires pour maximiser l’utilisation des sols et assurer le meilleur équilibre possible entre production d’énergie et agriculture.

Sur l’animation ci-dessus, on peut voir Tom Hickey, concepteur chez Spade, changer les variables de la conception des projets de solaire, ce qui entraîne la production de différents résultats d’agencement possibles remplissant les exigences du projet. Tom Hickey, qui participe à l’aventure Sandbox depuis plus de cinq ans, travaille actuellement à mi-temps avec le National Renewable Energy Laboratory. Il utilise Spade directement dans son travail de conception pour les clients et les projets d’agrivoltaïsme de Sandbox.

« Spade a révolutionné ce que j’étais capable de faire en interne », affirme-t-il.

Dans un récent entretien avec pv magazine USA, Alexis Pascaris, l’un des principaux développeurs du logiciel Spade, parlait en bien du programme d’agrivoltaïsme du Massachusetts ainsi que des mesures incitatives uniques proposées par le programme solaire SMART de l’État. Avec Tom Hickey et Alexis Pascaris aux manettes, Spade a collaboré avec plusieurs développeurs : en tant que sous-contractant professionnel, ils ont travaillé en collaboration avec le ministère de l’Agriculture afin d’aider les projets à progresser dans leur processus de candidature au programme SMART. Pour Alexis Pascaris, les outils d’analyse de l’ombre de Spade sont plus précis que ceux utilisés actuellement par le Massachusetts.

Ian Skor, fondateur de Sandbox Solar, est convaincu que la version actuelle de l’outil est suffisamment robuste pour répondre aux besoins immédiats de l’entreprise et des clients qui lui demandent conseil. Il reconnaît cependant que l’interface du logiciel mérite d’être davantage développé, afin de faciliter les interactions en ligne et d’affiner ses fonctionnalités d’ensemble.

D’après les indications d’Alexis Pascaris, l’entreprise est en train d’élaborer un budget pour faire passer Spade à la vitesse supérieure, et elle pourra lancer un appel à propositions d’investissements en 2023. À l’heure actuelle, l’équipe ne dispose pas de projet développé avec Spade et entièrement déployé. Toutefois, la mise en place de plusieurs projets conçus à l’aide de Spade est prévue pour bientôt, notamment un projet bifacial vertical en interne.

Traduction assurée par Christelle Taureau.