Les dispositifs agrivoltaïques sur tracker à axe unique ont un LCOE inférieur aux installations fixes

D’après pv magazine International

Le coût moyen de l’électricité (LCOE) pour les systèmes bifaciaux agrivoltaïques basés sur des trackers à axe unique est 23 % inférieur à celui des installations bifaciales agrivoltaïques construites sur des structures fixes, a montré une nouvelle étude de l’Université Leuven en Belgique. Les conclusions ont été consignées dans l’article intitulé “Performance evaluation of vertical bifacial and single-axis tracked agrivoltaic systems on arable land” (Évaluation des performances des systèmes agrivoltaïques verticaux bifaciaux et à axe unique sur les terres arables), récemment publié dans la revue Renewable Energy.

« Nos estimations de coûts pour cette étude pilote ont révélé des dépenses similaires pour les systèmes fixes et les systèmes mobiles, a déclaré Brecht Willockx, l’auteur principal de l’étude, à pv magazine. Toutefois, en raison du rendement spécifique nettement plus élevé (kWh/kW), le tracker solaire a présenté un LCOE inférieur ». Les chercheurs ont effectué une comparaison complète entre les deux configurations de système sur un terrain d’essai situé à Grembergen, en Belgique, les deux systèmes utilisant la technique du forage de pieux pour leurs fondations.

Privilégier les PPA

Le LCOE du système fixe construit par les chercheurs s’élevait à 0,10 €/kWh, tandis que celui du système avec algorithme de suivi était de 0,077 €/kWh. Selon l’étude, ces prix augmentent légèrement si l’on tient compte des pertes de rendement des cultures dues à l’installation des systèmes photovoltaïques dans les champs. Un supplément de 0,02 €/kWh doit donc être ajouté au LCOE du système suivi, tandis qu’un supplément de 0,035 €/kWh doit être ajouté dans le cas du système fixe.

« Nous pensons que le meilleur modèle commercial pour les agriculteurs, les investisseurs et les exploitants est celui des contrats d’achat d’électricité (PPA), où les prix de l’agrivoltaïque sont alignés sur ceux du photovoltaïque au sol, a ajouté Brecht Willockx. Cependant, il existe toujours une prime significative en raison de la capacité installée par hectare plus faible et des coûts fixes ».

Pour parvenir à ces résultats, un système à structures fixes a été déployé à une distance de 9 m d’une rangée à l’autre afin de maintenir un espacement approprié pour la croissance des cultures et l’accessibilité. Les modules solaires ont chacun une puissance nominale de 455 W et sont placés à une hauteur maximale de 2,6 m pour minimiser l’impact visuel.

Pour le système reposant sur des trackers, les mêmes types de modules ont été placés à une hauteur de 2,3 m. « Pour améliorer le gain bifacial, les éléments structurels à l’arrière sont minimisés en augmentant l’espace entre le tube de torsion et le module (50 cm) et en assurant un espacement longitudinal entre les modules (1 cm) », expliquent les scientifiques.

Grâce à leur analyse, les universitaires ont constaté que l’installation basée sur les trackers était plus performante que la structure fixe en termes de rendement énergétique, ce qui s’est traduit par une augmentation d’environ 35 % de la production mensuelle d’électricité. En outre, le système utilisant des suiveurs a obtenu de meilleurs résultats en termes d’efficacité de l’utilisation des terres, ce qui prend en compte les rendements électriques et agricoles.

Le groupe de chercheurs belges a constaté qu’au cours de la saison 2021, le système de suivi a permis d’augmenter le rendement total de 15 %. Au cours de la même saison, le système fixe a obtenu un rendement inférieur de 5 %, ce qui signifie qu’il n’est pas meilleur que les sites de production séparés. Au cours de la saison sèche 2022, le système suivi a affiché une augmentation de 47 % du rendement total et le système fixe une augmentation de 21 %, par rapport au point de référence.

Tout au long de la saison des pluies de 2021, un algorithme de suivi intelligent, prenant en compte un compromis entre le rendement énergétique et le rendement des cultures, a été utilisé, tandis que pendant la saison chaude et sèche de 2022, le système est passé à un algorithme traditionnel de suivi de l’énergie totale, prenant en compte uniquement le rendement énergétique.