Serre photovoltaïque : prix, avantages, rentabilité
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Une serre photovoltaïque est une installation qui combine la fonction de serre agricole avec celle de production d'électricité à partir de panneaux solaires intégrés dans sa structure. Issue de l'agrivoltaïsme, la serre photovoltaïque permet aux agriculteurs de produire de l'électricité verte tout en bénéficiant d'une activité agricole plus diversifiée, et à meilleur rendement. Le prix d'une serre photovoltaïque varie généralement entre 300 et 700€ par mètre carré. Pour faire construire une serre photovoltaïque au sein de son exploitation agricole, il est nécessaire de faire appel à une entreprise spécialisée.
Qu'est-ce qu'une serre photovoltaïque ?
Une serre photovoltaïque est une structure qui combine à la fois les fonctions d'une serre traditionnelle pour la culture des fruits, légumes et plantes, et celle d'une installation photovoltaïque pour la production d'énergie solaire. En d'autres termes, elle utilise des panneaux solaires intégrés dans sa structure pour convertir l'énergie solaire en électricité tout en permettant la croissance des plantes à l'intérieur. Avec l'installation de panneaux solaires sur les hangars, ou la location de terrain pour l'installation d'un champ photovoltaïque, les serres photovoltaïques constituent une solution prisée par les agriculteurs souhaitant produire de l'énergie solaire.
Les serres agricoles offrent aux cultures un environnement de développement favorable, en les protégeant contre la baisse des températures en hiver, ou encore contre la faune pouvant ravager les cultures. Ainsi, l'usage d'une serre agricole permet aux agriculteurs d'augmenter leurs rendements et de proposer une culture plus diversifiée.
Les serres photovoltaïques sont conçues de manière à maximiser l'utilisation de la lumière solaire pour la photosynthèse des plantes tout en capturant l'énergie solaire excédentaire pour la production d'électricité verte. Elles offrent ainsi une solution intégrée permettant à la fois de produire des aliments et de l'énergie renouvelable sur un même espace.
Quel est le prix d'une serre photovoltaïque ?
Le prix d'une serre photovoltaïque se situe en moyenne entre 300 et 700€ par mètre carré.
Ce prix peut être influencé par plusieurs facteurs :
- La taille de la serre photovoltaïque est un facteur clé déterminant son coût. Les serres plus grandes nécessitent plus de matériaux et de main-d'œuvre pour la construction, ce augmente le prix ;
- La technologie photovoltaïque : Les panneaux solaires eux-mêmes représentent une part importante du coût total. Les technologies solaires plus avancées et plus efficaces peuvent être plus coûteuses à l'achat, mais elles sont susceptibles de produire plus d'électricité, ce qui peut compenser le coût initial plus élevé à long terme ;
- La qualíté des matériaux utilisés pour construire la serre, y compris les panneaux solaires, la structure de la serre, les systèmes de ventilation, etc., peut influencer le prix. Des matériaux de haute qualité sont plus chers à l'achat, mais ils peuvent également offrir une durabilité et des performances supérieures ;
- Le coût de la main-d'oeuvre pour la conception, la fabrication et l'installation de la serre photovoltaïque peut varier en fonction de la région géographique, de la disponibilité de la main-d'œuvre qualifiée et des tarifs locaux ;
- Certaines options supplémentaires telles que le suivi solaire, les systèmes de stockage d'énergie, ou les systèmes de contrôle climatique avancés peuvent être ajoutées à la serre photovoltaïque pour améliorer ses performances, mais elles augmentent également son coût.
- Les aides financières : dans certaines régions, il peut y avoir des subventions, des crédits d'impôt ou d'autres incitations financières disponibles pour encourager l'installation de serres photovoltaïques. Ces dispositifs permettent de réduire le coût total pour les propriétaires.
Quels sont les avantages d'une serre photovoltaïque ?
Faire installer une serre photovoltaïque permet de nombreux avantages aux agriculteurs :
- La réduction de leur facture d'électricité ;
- La protection des cultures agricoles ;
- La hausse des rendements agricoles ;
- La diversification des cultures ;
- La transition énergétique.
Réduction de la facture d'électricité
Les serres agricoles photovoltaïques sont équipées de panneaux solaires installés sur leur toit. Ces panneaux solaires captent la lumière du soleil et la convertissent en électricité.
Généralement, cette électricité est ensuite utilisée pour répondre aux besoins énergétiques de la serre, tels que l'éclairage, le chauffage, les systèmes d'irrigation, les ventilateurs, etc.
En produisant leur propre électricité à partir du soleil, les agriculteurs réduisent leur dépendance aux réseaux électriques publics. Ainsi, ils n'ont pas à acheter autant d'électricité auprès des fournisseurs d'électricité, ce qui peut entraîner des économies significatives sur leurs factures d'électricité.
De plus, dans de nombreux cas, une serre agricole photovoltaïque produit plus d'électricité que ce qui est nécessaire pour alimenter ses propres besoins.
L'agriculteur a alors la possibilité de revendre sa production d'électricité excédentaire à EDF via EDF Obligation d'Achat (EDF OA), afin que celle-ci soit réinjectée dans le réseau électrique public. Ainsi, l'agriculteur peut générer un revenu supplémentaire grâce à l'électricité verte. Il peut également choisir d'autoconsommer cette électricité pour répondre aux besoins de son exploitation, et ainsi réduire sa facture d'électricité.
Pour réduire sa facture d'électricité, un autre levier d'action impactant pour les agriculteurs est d'opter pour le meilleur prix pour son contrat d'électricité.
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Protection des cultures agricoles
La serre photovoltaïque est très souvent une structure fermée. Cela permet aux cultures d’être protégées face aux températures hivernales, à la faune et aux intempéries.
La hausse des rendements agricoles
L'utilisation d'une serre photovoltaïque permet une amélioration des rendements agricoles
Sun'Agri, entreprise pionnière et leader mondial de l'agrivoltaïsme a récemment dévoilé des résultats prometteurs concernant la production de fruits et légumes sous ses serres d'essais agrivoltaïques. Des tests de rendement ont été réalisés via une comparaison avec une parcelle témoin, présentant des caractéristiques de récolte similaire :
Ces tests ont été menés dans deux exploitations agricoles :
- À Clair Fruits, dans la Drôme, spécialisée dans la production de cerises, les rendements ont augmenté de 15 % grâce à l'installation agrivoltaïque. Cependant, les résultats varient selon les variétés de cerises, avec une augmentation de 30 % pour les Burlat, 13 % pour les Primulat, mais une baisse de 20 % pour les Bigalise ;
- À La Ferme de Yola, dans le Lot-et-Garonne, spécialisée dans le maraîchage bio, les rendements ont également progressé. Les tomates et les aubergines ont enregistré une augmentation de rendement de 9 à 10 %, tandis que les concombres ont affiché une hausse de 23 % par rapport à la parcelle témoin. Une exposition moindre aux ravageurs a également été observée. Cette exploitation utilise une serre agrivoltaïque pilotée, maximisant ainsi l'utilisation des panneaux solaires.
Pour cause, la serre agricole photovoltaïque crée un environnement contrôlé où les conditions de croissance telles que la lumière, la température et l'humidité peuvent être ajustées précisément pour répondre aux besoins spécifiques des cultures. Cela se traduit généralement par des rendements plus élevés et une meilleure qualité des récoltes.
De plus, les serres photovoltaïques permettent de prolonger la saison de croissance en offrant une protection contre les conditions météorologiques extrêmes telles que le gel, la grêle ou les fortes pluies. Cela permet aux agriculteurs de cultiver des cultures pendant des périodes où elles ne pourraient pas être cultivées en plein champ, ce qui contribue à augmenter les rendements annuels.
En outre, les serres photovoltaïques offrent une protection contre les ravageurs et les maladies, réduisant ainsi les pertes de récolte dues à ces facteurs. En limitant l'exposition des cultures aux parasites et aux agents pathogènes, les serres permettent aux plantes de croître plus sainement et de produire des rendements plus élevés.
Une diversification des cultures
L'usage d'une serre photovoltaïque permet une diversification des cultures en offrant un environnement contrôlé où les conditions de croissance peuvent être ajustées selon les besoins spécifiques de différentes plantes. Cette flexibilité permet de cultiver une gamme plus large de culture qui pourraient ne pas prospérer dans les conditions climatiques extérieures normales.
De plus, les serres photovoltaïques permettent de maintenir des conditions de croissance optimales tout au long de l'année, ce qui étend la période de production et permet le développement de cultures saisonnières en dehors de leur saison normale.
Un engagement dans la transition énergétique
L'utilisation d'une serre photovoltaïque représente un engagement concret dans la transition énergétique. En utilisant des panneaux solaires pour produire de l'électricité, les agriculteurs réduisent leur dépendance aux énergies fossiles, contribuent à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et favorisent la lutte contre le changement climatique. De plus, en produisant localement leur électricité, ils participent à la décentralisation du système énergétique.
Comment mettre en place un projet de serre photovoltaïque ?
Dépôt du permis de construire
Selon l'article R421-9 du Code de l'urbanisme, « Les châssis et serres dont la hauteur au-dessus du sol est comprise entre un mètre quatre-vingts et quatre mètres, et dont la surface au sol n'excède pas deux mille mètres carrés sur une même unité foncière » doivent être précédés d'une déclaration préalable de travaux (DP).
Pour cela, il faut se renseigner auprès de sa mairie ou de constituer un dossier de demande d'autorisation d'urbanisme.
Le financement du projet photovoltaïque
Pour financer son projet de serre photovoltaïque, l'agriculteur a le choix entre deux possibilités.
- Financer la serre photovoltaïque grâce à ses fonds propres ;
- Faire financer sa serre photovoltaïque entièrement grâce à un partenariat en échange de l'électricité produite
Le financement d'une serre agrivoltaïque par fonds propres ou prêt bancaire
Si l'agriculteur souhaite être pleinement propriétaire de la serre photovoltaïque et exploiter la production d'électricité, il peut choisir d'investir ses fonds propres dans ce projet. Cela implique d'utiliser vos économies ou d'autres ressources financières pour couvrir les coûts de conception, d'achat des équipements et d'installation de la serre photovoltaïque.
Il est aussi possible de solliciter un prêt auprès d'une banque ou d'une institution financière pour financer ce projet. Les prêts peuvent être à court, moyen ou long terme, avec des taux d'intérêt et des conditions de remboursement variables.
Le financement d'une serre agrivoltaïque dans le cadre d'un partenariat
De nombreuses entreprises spécialisées dans le déploiement de projets agrivoltaïques proposent un partenariat gagnant-gagnant aux agriculteurs. Dans ce cadre, l'entreprise finance les travaux de construction de la serre photovoltaïque, en contrepartie de la gestion de l'énergie produite. Ce type de partenariat est généralement l'objet d'un contrat d'une durée de 30 ans. À l'issue du contrat, l'agriculteur peut devenir propriétaire d'une serre photovoltaïque entièrement financée et exploiter l'électricité des panneaux photovoltaïques.
La construction du projet photovoltaïque
Faire construire une serre photovoltaïque nécessite de se faire accompagner par une société spécialisée dans ce type de projet.
Voici les principales étapes de la construction d'une serre photovoltaïque :
- La planification et conception : La première étape consiste à planifier et concevoir la serre photovoltaïque. Cela implique de déterminer la taille de la serre en fonction des besoins de culture, ainsi que la disposition des panneaux solaires pour une efficacité maximale de la capture de l'énergie solaire ;
- Le choix des matériaux : Les matériaux utilisés pour la construction d'une serre photovoltaïque doivent être à la fois durables et transparents pour permettre la pénétration de la lumière solaire. Des matériaux comme le verre trempé ou les plastiques spéciaux peuvent être utilisés pour les parois et le toit ;
- L'installation des fondations : Une fois les plans établis, des fondations solides doivent être installées pour soutenir la structure de la serre et les panneaux solaires. La nature exacte des fondations dépendra du type de sol et des conditions climatiques locales ;
- L'Assemblage de la structure : La structure de la serre, comprenant les poteaux, les arceaux et les supports pour les panneaux solaires, est ensuite assemblée selon les plans préalablement établis. Cette étape nécessite souvent une main-d'œuvre qualifiée pour garantir la solidité et la stabilité de la structure ;
- L'installation des panneaux solaires : Une fois la structure en place, les panneaux solaires sont installés sur le toit et/ou les parois de la serre. Ils doivent être correctement positionnés et orientés pour maximiser l'exposition au soleil tout au long de la journée ;
- La connexion électrique : Les panneaux solaires sont ensuite connectés à un système électrique qui convertit l'énergie solaire en électricité utilisable. Cela peut impliquer l'installation d'onduleurs solaires, de batteries de stockage ou la connexion au réseau électrique local ;
- L'aménagement intérieur : une fois la partie structurelle et électrique achevée, l'intérieur de la serre peut être aménagé pour la culture des plantes. Cela peut inclure l'installation de systèmes d'irrigation, de contrôle de l'humidité et de la température, ainsi que des supports pour les plantes ;
- L'entretien et la maintenance: Une fois la serre photovoltaïque opérationnelle, elle nécessite un entretien régulier pour assurer son bon fonctionnement. Cela peut inclure le nettoyage des panneaux solaires, la surveillance des systèmes électriques et agricoles, ainsi que la maintenance générale de la structure ;
Quelle culture privilégier sous une serre photovoltaïque ?
Pour maximiser les bénéfices d'une serre photovoltaïque, il faut choisir des cultures qui s'adaptent harmonieusement aux deux principaux changements qu'apporte la serre, par rapport à une culture en extérieur
- La réduction de l'intensité lumineuse dûe à la captation de la lumière du soleil par les panneaux photovoltaïques. Il est donc nécessaire d'opter pour des cultures qui tolèrent ou préfèrent une luminosité modérée ;
- Un contrôle précis des températures, ce qui crée un environnement stable pour la croissance des plantes. Cette régulation thermique favorise la croissance rapide et uniforme des cultures.
Le choix de la culture à privilégier sous une serre photovoltaïque dépend également de plusieurs autres facteurs, notamment du climat local, des conditions de lumière et de température sous la serre, ainsi que des objectifs de production.
Voici des exemples de plantations fréquemment cultivées sous une serre photovoltaïque :
- Les plantes à faible hauteur ou rampantes comme les fraises, les herbes aromatiques (basilic, coriandre, etc.) ou les légumes-racines (carottes, radis), peuvent bien fonctionner sous une serre photovoltaïque, car elles s'adaptent parfaitement à une intensité lumineuse réduite ;
- Les légumes feuillus comme la laitue, les épinards ou les bettes à carde peuvent être cultivés sous une serre photovoltaïque, en particulier si des nuances légères sont utilisées pour éviter une lumière directe trop intense. En effet, elles jouissent d'un bon développement sous une température constante et modérée ;
- Les plantes à croissance rapide telles que les tomates cerises, les concombres, les poivrons ou les courgettes, peuvent être une bonne option pour une serre photovoltaïque. Elles bénéficieront de conditions de croissance contrôlées et d'une protection contre les intempéries ;
- Les plantes à haute valeur ajoutée, comme les fines herbes exotiques, les fleurs coupées ou les plantes médicinales, peuvent être des choix rentables pour la culture sous serre photovoltaïque, surtout si la demande locale est élevée ;
- Les cultures hydroponiques : les plantes poussent dans un système sans terre avec une solution nutritive. Cette culture peut être particulièrement efficaces sous une serre photovoltaïque en raison de la gestion précise de l'eau et des nutriments.
Il demeure essentiel de faire des recherches sur les conditions spécifiques de sa région et de choisir des cultures qui correspondent le mieux à ces conditions ainsi qu'aux objectifs de production et aux demandes du marché local.
Comment fonctionne une serre photovoltaïque ?
Le fonctionnement d'une serre photovoltaïque repose sur la captation de la lumière du soleil à travers des parois transparentes, créant un environnement favorable à la croissance des cultures. Des panneaux photovoltaïques intégrés sur le toit ou les côtés de la serre convertissent cette lumière en électricité à courant continu. Cette électricité est ensuite transformée en courant alternatif utilisable grâce à un onduleur électrique. Elle peut servir à alimenter les besoins énergétiques de la serre, tels que l'éclairage, le chauffage ou la ventilation, ou être injectée dans le réseau électrique. Dans certains cas, l'électricité excédentaire peut être stockée dans des batteries pour une utilisation ultérieure.