Serres photovoltaïques : définition et avantages qu’elles offrent

Les serres photovoltaïques intègrent la production agricole avec celle de l’énergie solaire. En utilisant des panneaux photovoltaïques semi-transparents, elles permettent aux plantes en dessous de croître tout en produisant de l’énergie propre. Cette approche innovante permet une double exploitation du terrain, optimisant l’espace et maximisant les rendements.

De nombreux aspects doivent être pris en compte pour la réalisation d’une serre photovoltaïque. La projection de l’ombre des panneaux photovoltaïques sur le sol, la quantité de radiation photo synthétiquement active à l’intérieur de la structure et la conception de systèmes protégés capables de garantir une flexibilité suffisante pour s’adapter aux changements des besoins culturaux en réponse aux variations du marché sont tous des facteurs qui influencent de manière significative la conception d’une serre photovoltaïque.

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Serre photovoltaïque issu du logiciel logiciel Solarius PV

Que sont les serres photovoltaïques

Les serres photovoltaïques sont des structures fixes et ancrées au sol capables d’offrir, en plus de la production électrique, également une production agricole. Elles remplissent donc simultanément deux fonctions : 

• celle de fournir des produits agricoles et/ou floraux ;
• celle de produire de l’énergie électrique à partir de sources photovoltaïques.

Les serres ont la prérogative de pouvoir créer l’environnement idéal pour le type de culture que l’on souhaite réaliser. Leur structure peut être réalisée en différents matériaux : fer, bois structurel, maçonnerie ou aluminium.

Elles reposent généralement sur une base en maçonnerie ou sur des supports mobiles vissés dans le sol, avec des murs et un toit en matériau transparent, dotés de fermetures fixes ou saisonnièrement amovibles.

Selon les besoins, il est possible d’y faire entrer de la lumière, de réguler la chaleur et de varier le niveau d’humidité. Les murs sont en verre transparent et le toit peut être en pente d’un ou des deux côtés, équipé de fenêtres qui s’ouvrent vers l’extérieur pour permettre l’aération.

Types de serres

En fonction des solutions structurelles et géométriques, les serres peuvent être classées en : 

• serre tunnel : elles présentent une structure en arc, la couverture est généralement réalisée en film plastique et ce sont généralement des structures mobiles. Ses caractéristiques particulières sont un faible coût et une technologie réduite pour la climatisation ;
• serre à toit curvilinéaire : elles présentent un toit avec un profil curvilinéaire, soutenu par des poteaux verticaux, généralement la couverture est réalisée avec du film ou des plaques en matériau plastique. Des ouvertures pour la ventilation sont présentes dans les murs et sur le toit ;
• serre à pavillon : elles présentent un toit à pentes planes soutenu par des murs verticaux, la couverture est réalisée en utilisant des plaques en verre ou en matériau plastique. Les ouvertures pour la circulation de l’air sont positionnées le long des côtés et au faîte. Dans cette catégorie, on trouve les serres de type venlo : des colonnes verticales et une poutre horizontale constituent la structure porteuse primaire, sur laquelle repose celle secondaire du toit ; généralement, la couverture est réalisée en verre.

Caractéristiques d’une serre photovoltaïque

Comme nous l’avons vu, il existe différents types de serres photovoltaïques, conçues en fonction de l’espace disponible et du type de culture prévu.

Cependant, certaines caractéristiques structurelles doivent toujours être respectées pour garantir l’efficacité complète de l’installation photovoltaïque : 

• dimensions : les serres doivent avoir une largeur minimale de 9 mètres et une hauteur d’au moins 2 mètres. Si l’on envisage de construire plusieurs serres photovoltaïques, il est nécessaire de maintenir une distance d’au moins 6-7 mètres entre elles ;
• exposition : les panneaux solaires doivent être installés dans la partie de la serre la plus exposée au sud pour maximiser la captation des rayons solaires. Ils peuvent être disposés en damier pour permettre une plus grande pénétration de la lumière à travers la couverture ;
• puissance : il n’existe pas de puissance standard prédéfinie pour les serres photovoltaïques. Chaque installation doit être dimensionnée en fonction des besoins spécifiques, de la même manière que pour les systèmes solaires résidentiels.

Quels sont les avantages d’une serre photovoltaïque

L’un des principaux avantages de l’intégration du photovoltaïque dans les serres est la possibilité de concevoir l’orientation optimale des panneaux dès les premières phases de planification, étant donné que les serres ne sont pas des bâtiments fixes avec des fondations.

La construction d’une serre destinée à accueillir une installation photovoltaïque nécessite une couverture conçue pour loger les panneaux avec une inclinaison idéale et orientée vers le sud.

Contrairement à l’installation sur des bâtiments, des hangars ou des entrepôts, le système de fixation des panneaux sur une serre peut être beaucoup plus polyvalent, pouvant être semi amovible. Cela permet d’optimiser l’inclinaison et l’orientation des modules photovoltaïques en fonction des saisons ou des besoins de ventilation de la pépinière.

Un autre avantage significatif est l’utilisation directe ou l’accumulation de l’énergie produite par les panneaux pour le fonctionnement de la serre elle-même. Grâce à des capteurs et des actionneurs, il est possible d’automatiser divers aspects de la serre. Par exemple, des capteurs d’humidité et de température, alimentés par l’énergie solaire, peuvent activer des systèmes de ventilation de manière automatique et autorégulée. Il en va de même pour l’irrigation, la gestion de la lumière, le suivi de l’humidité interne et externe, et le fonctionnement des machines de récolte.

Coût d’une serre solaire

La conception d’une serre photovoltaïque doit avant tout répondre aux besoins agronomiques de l’exploitation agricole. Par conséquent, les coûts associés dépendront du type de projet à réaliser.

Plus précisément, les coûts peuvent varier considérablement et comprennent plusieurs composants à considérer, tels que : 

• coût du terrain ;
• coût de la structure ;
• coût de l’installation photovoltaïque intégrée ;
• mise en œuvre.