Le co-développement de terrains pour l'énergie solaire photovoltaïque et l'agriculture pourrait fournir 20 % de la production totale d'électricité aux États-Unis avec un investissement inférieur à 1 % du budget annuel des États-Unis, a découvert un nouvel article de chercheurs de l'Oregon State University.

L'installation à grande échelle de systèmes agrivoltaïques pourrait entraîner une réduction annuelle de 330, 000 tonnes d'émissions de dioxyde de carbone aux États-Unis - l'équivalent de 75, 000 voitures hors route par an et la création de plus de 100, 000 emplois en milieu rural, tout en ayant un impact minimal sur le rendement des cultures, disent les chercheurs.

« L'agrovoltaïque offre une chance rare de véritable synergie :plus de nourriture, plus d'énergie, moindre demande en eau, moins d'émissions de carbone, et des communautés rurales plus prospères, " a déclaré Chad Higgins, professeur agrégé au Collège des sciences agricoles de l'État de l'Oregon et auteur principal de l'article publié dans la revue Sustainability.

L'agrivoltaïque s'aligne également sur les objectifs du Green New Deal, un ensemble de lois fédérales visant à lutter contre le changement climatique et les inégalités économiques, dit Higgins.

"L'Amérique rurale, agricole en particulier, peut être la solution à bon nombre de nos préoccupations, qu'il s'agisse d'énergies renouvelables, atténuer les impacts du changement climatique, alimentation durable ou bonne gestion des ressources en eau, " Higgins a déclaré. "Cette connexion est inexploitée principalement parce qu'il n'y a pas eu suffisamment d'investissements dans ces communautés.

« Ce que nous proposons dans ce document est tout à fait possible. C'est techniquement possible. C'est politiquement possible. Et cela rapporterait de l'argent après l'investissement initial. cause de problèmes."

L'analyse décrite dans le document prépare Higgins pour la prochaine phase de sa recherche agrovoltaïque, qui comprend l'installation d'une ferme solaire entièrement fonctionnelle conçue pour donner la priorité aux activités agricoles sur cinq acres de la station de recherche et de vulgarisation North Willamette de l'État de l'Oregon à Aurora, Oregon, 20 milles au sud de Portland.

La prochaine phase vise à démontrer à la communauté agricole et aux futurs bailleurs de fonds potentiels comment les résultats de Higgins peuvent être appliqués dans les systèmes agricoles du monde réel pour encourager une adoption précoce. Le sol devrait être inauguré en mai 2021 et la production devrait démarrer en 2022.

Dans le document sur la durabilité, Higgins et son co-auteur, Kyle Proctor, un doctorant dans son laboratoire, constatent qu'une zone de la taille du Maryland serait nécessaire pour que l'agrovoltaïque réponde à 20 % de la production d'électricité des États-Unis. C'est à peu près 13, 000 milles carrés, ou 1 % des terres agricoles actuelles des États-Unis.

Le coût des panneaux agrivoltaïques serait de 1,12 billion de dollars sur une durée de vie du projet de 35 ans. Les chercheurs pensent que le secteur privé investirait dans la majeure partie des coûts de construction, le gouvernement fédéral contribuant avec des rabais et d'autres incitations.

En utilisant l'argent généré par l'électricité produite par les panneaux, les chercheurs estiment qu'il faudrait environ 17 ans pour rembourser les 1,12 billion de dollars. Après la durée de vie prévue de 35 ans du projet, les chercheurs estiment que les baies produiraient 35,7 milliards de dollars de revenus.

L'installation des baies créerait l'équivalent de 117, 000 emplois durant 20 ans, 40 % étant des postes pérennes pour l'exploitation et la maintenance des baies, disent les chercheurs.

Higgins arrive à ce projet avec un parcours éclectique. Il est passé par une phase autoproclamée de collecte de diplômes d'ingénieur et a publié des articles sur tout, de la cinétique de réaction enzymatique à la physique de la neige en passant par la théorie de la turbulence.

Le vaste bagage lui a été utile un jour de 2013 alors qu'il se promenait sur son "chemin de réflexion" sur le campus de l'État de l'Oregon. Il a remarqué des pâturages plus verts sous les panneaux solaires récemment installés. S'appuyant sur son expérience d'étude de l'eau, agriculture, énergie renouvelable, génie mécanique et civil, il a commencé à penser à la recherche agrovoltaïque.

Ses recherches initiales se sont concentrées sur l'impact des panneaux solaires sur les cultures plantées autour d'eux. Cette recherche, ainsi que les travaux d'autres scientifiques, a montré que le rendement des cultures dépend du type de culture, mais à la fin, lorsque la valeur de l'électricité produite par les panneaux solaires est incluse, il y a un avantage économique net des systèmes agrivoltaïques.

En regardant vers l'avenir, Higgins pense que l'installation à grande échelle de systèmes agrivoltaïques ouvre la porte à d'autres technologies. Le surplus d'énergie généré par les panneaux solaires pourrait être utilisé pour alimenter des tracteurs électriques ou pour produire des engrais dans une ferme. Des capteurs peu coûteux pourraient être installés sur les plates-formes de panneaux solaires pour soutenir les décisions basées sur l'intelligence artificielle afin d'améliorer la productivité agricole.

« Une fois que nous avons les infrastructures, une fois que nous avons de l'énergie, nous sommes prêts à nous attaquer à tant d'autres gros problèmes, " a déclaré Higgins.