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Les panneaux solaires verticaux : usages, fonctionnement et avantages

Les panneaux solaires verticaux : usages, fonctionnement et avantages

Article Agriculteurs Agrivoltaïsme

Les panneaux solaires verticaux et bifaciaux constituent une solution de production d’électricité renouvelable innovante et adaptée aux besoins de certains agriculteurs. Découvrez le principe de cette technologie, ses avantages, ainsi que les étapes du développement d’un tel projet photovoltaïque.

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Qu’est-ce qu’un panneau solaire vertical bifacial ?

 

Le panneau solaire vertical bifacial est un dispositif photovoltaïque qui permet de produire de l’électricité. À la différence des panneaux solaires classiques, installés à l’horizontale, les modules sont ici fixés sur des surfaces et des supports verticaux : leur alignement permet de former une haie photovoltaïque. Certains panneaux solaires verticaux peuvent être bifaciaux. Les modules photovoltaïques dotés de cette technologie sont alors capables de produire de l’électricité solaire sur leurs deux faces. 

Panneau solaire horizontal ou vertical : quelles différences d’usage ? 

Le choix du positionnement, vertical ou horizontal, des panneaux photovoltaïques convient à différents usages. 

  • Les panneaux solaires horizontaux : adaptée à de nombreux projets, cette disposition est la plus courante. Les panneaux photovoltaïques sont posés sur une toiture ou sur le sol.
  •  Les panneaux solaires verticaux : la disposition verticale constitue une solution de production d’énergie solaire dans des environnements plus complexes (agrivoltaïsme sur de grandes cultures, cultures basses, élevage bovin, zones urbaines denses…).

Quel est le fonctionnement d’un panneau solaire vertical ?

 

Qu’il soit horizontal ou vertical, le panneau solaire produit de l’électricité grâce aux cellules photovoltaïques qui le composent. Au contact du rayonnement solaire, ses cellules produisent un courant électrique continu. Un onduleur permet de transformer ce courant continu en courant alternatif. L’électricité produite est alors injectée sur le réseau électrique. 

Zoom sur le fonctionnement de la technologie bifaciale 

Contrairement à un panneau solaire conventionnel, le panneau solaire vertical bifacial parvient à exploiter les rayons du soleil sur ses deux faces, grâce à une plaque de verre intégrée sur sa face arrière.

Comment produit un panneau solaire vertical et bifacial ?

 

Quelle est la meilleure orientation pour une haie solaire ?

En règle générale, la haie solaire est alignée sur l’axe nord-sud. Les panneaux solaires verticaux bifaciaux produisent ainsi de l’électricité en étant à la fois orientés vers l’est et vers l’ouest. Ils ne sont donc pas disposés de la même manière que des panneaux solaires horizontaux, installés en toiture ou au sol, qui sont idéalement orientés plein sud. 

Quels sont les différents moments de production ?

Les pics de production des panneaux solaires verticaux interviennent le matin et le soir, vers le lever et le coucher du soleil. À ces moments, les rayons du soleil frappent les cellules photovoltaïques de la face avant ou arrière avec un angle idéal. Leur orientation est-ouest leur permet d’être en adéquation avec les pics de consommation des particuliers. Ils sont ainsi complémentaires des panneaux solaires horizontaux (en toiture ou au sol), qui produisent majoritairement en milieu de journée.

Quel est le rendement d’un panneau solaire vertical bifacial ? 

Le rendement d’un panneau solaire exprime sa capacité à convertir l’énergie solaire reçue en électricité. Il fait état de son efficacité et de ses performances. En pratique, le rendement d’un panneau solaire vertical et bifacial dépend de nombreux facteurs : orientation ; inclinaison ; température ; ensoleillement ; état du panneau ; entretien du module ; qualité des matériaux… 

Quels sont les avantages des panneaux photovoltaïques verticaux ?

Si les panneaux solaires disposent de nombreux avantages (production d’électricité verte, réduction des émissions de gaz à effet de serre, lutte contre le dérèglement climatique…), la technologie verticale bifaciale présente de nombreux intérêts pour l’agriculteur. 

Une faible emprise au sol

La position verticale des panneaux photovoltaïques permet à la haie solaire d’être peu consommatrice d’espace. Son emprise au sol est limitée, ce qui assure à l’agriculteur d’exploiter le plein potentiel de ces parcelles. 

Ce type d’installation permet une optimisation de l’espace et assure ainsi un maintien de la surface dédiée aux cultures ou à l’élevage. Elle permet de laisser la priorité à la production agricole, comme l’exige le décret sur l’agrivoltaïsme du 8 avril 2024 (décret n°2024-318).

Une technologie adaptée aux activités agricoles

La haie verticale est pleinement compatible avec les activités de culture et d’élevage puisqu’elle est réversible et entièrement modulable : la répartition et l’écartement des panneaux solaires verticaux bifaciaux sont adaptés à l’espace disponible et aux spécificités du terrain.

Grâce à sa grande adaptabilité, ce type d’installation garantit une optimisation de l’espace. Elle convient, de ce fait, à de nombreuses pratiques de l’agriculteur : passage d’engins agricoles ; pâturage des bovins ; irrigation des cultures ; rotation des cultures ; évolution du système agricole… 

L’implantation de rangées de panneaux solaires verticaux et bifaciaux permet ainsi une parfaite synergie entre production électrique et production agricole.

Un service rendu à la parcelle ou à l'élevage

Comme le stipule le décret du 8 avril 2024, toute installation agrivoltaïque doit impérativement être au service de l’activité agricole. Elle doit obligatoirement constituer une réponse à certaines problématiques de l’agriculteur.

Dans le cas d’une haie solaire, différents services peuvent être rendus : 

  • Protection contre les aléas climatiques : l’implantation de panneaux solaires verticaux protège la parcelle du vent et des intempéries ; 
  • Amélioration du bien-être animal : pendant la période estivale, les animaux peuvent profiter de l’ombrage créé par les panneaux solaires verticaux ; 
  • Amélioration du potentiel agronomique : les panneaux photovoltaïques aident à réduire l’évaporation, ce qui constitue un bénéfice pour le sol du terrain agricole. 

Des bénéfices agronomiques à l’étude sur une parcelle test

Inauguré en 2022, le démonstrateur agrivoltaïque Camélia a été développé par ENGIE Green, en partenariat avec l’INRAE (Institut national de recherche agronomique). Ce démonstrateur permet notamment de mesurer les effets agronomiques d’une installation solaire verticale et bifaciale (microclimat aérien (lumière, vent, humidité…) et souterrain (température, humidité du sol…), fertilité du sol…).

Une solution pour développer l'activité agricole

Les panneaux solaires verticaux et bifaciaux constituent une réponse aux enjeux croisés de l’agriculteur. Ils permettent de relever ses différents défis, qu’ils soient liés au changement climatique, à la transition énergétique ou à la pérennité économique de son exploitation. 

Les panneaux solaires verticaux bifaciaux assurent à l’agriculteur d’optimiser sa productivité agricole. Ce type d’installation représente également une opportunité économique pour le propriétaire foncier et l’exploitant agricole : la location du terrain leur permet de bénéficier de compléments de revenus stables et durables.

Comment installer des panneaux solaires verticaux ?

L’installation de panneaux solaires verticaux et bifaciaux implique de se rapprocher d’un développeur photovoltaïque, comme ENGIE Green. En tant que leader français des énergies renouvelables, ENGIE Green accompagne le porteur du projet dans toutes les étapes et démarches nécessaires. 

Études de faisabilité

Le développement du projet photovoltaïque débute par la réalisation d’études de faisabilité. Réalisées par des experts ENGIE Green, ces études sont plurithématiques : Étude préalable agricole ; Étude technique ; Étude naturaliste ; Relevé topographique ; Étude paysagère ; Dimensionnement de l’installation ; Étude d’impact…

D’autres études peuvent être menées, en fonction des enjeux propres au projet (étude de raccordement, étude du sol…).

Démarches préalables et administratives

ENGIE Green se charge aussi de toutes les démarches inhérentes au développement des panneaux solaires verticaux et bifaciaux. Elles consistent notamment à : 

  • vérifier le plan local d’urbanisme (PLU) ;
  • réaliser une enquête publique ; 
  • échanger avec tous les acteurs locaux (élus, riverains, associations…) ; 
  • obtenir toutes les autorisations nécessaires.

Comment se passe la pose et la maintenance des panneaux PV verticaux ?

Pour répondre aux besoins de l’agriculteur, l’implantation des panneaux solaires verticaux est réalisée sur mesure. Les installateurs de panneaux solaires ENGIE Green se chargent de toutes les étapes de construction du projet : 

  • les travaux préalables ; 
  • la pose des panneaux solaires ; 
  • la mise en place des autres composants (onduleurs, câbles…) ; 
  • le raccordement au poste de livraison au réseau ;
  • la mise en service de l’installation solaire…
camelia vache haie solaire

Tout au long de sa durée d’exploitation, l’installation fait l’objet d’une maintenance préventive et curative, assurée par ENGIE Green. Ces opérations d’entretien et de maintenance consistent en : 

  • un contrôle des équipements sur site plusieurs fois par an ;
  • un suivi à distance de la production ; 
  • une détection d’éventuelles anomalies ; 
  • une intervention en cas de dysfonctionnement.
Camelia engie green

Les panneaux solaires verticaux et bifaciaux ont une durée de vie allant de 30 à 35 ans : une longue période durant laquelle ils assurent la production d’une électricité verte et renouvelable. À l’issue de leur exploitation, deux options peuvent être mises en œuvre : le démantèlement ou le repowering.

Lors d’un démantèlement, ENGIE Green se charge de la remise en état du site et du recyclage des équipements. Dans le cas d’un repowering, les panneaux solaires sont renouvelés : ils sont démontés puis remplacés par de nouveaux modules, plus récents et donc plus performants. 

Quels compléments et alternatives aux panneaux solaires verticaux ? 

 

Les technologies agrivoltaïques sont diverses et peuvent ainsi s’adapter aux enjeux de nombreux agriculteurs. Outre les panneaux solaires verticaux indiqués pour les grandes cultures et l’élevage bovin, il est possible de s’orienter vers d’autres solutions, qui peuvent d’ailleurs être complémentaires : 

  • Agrivoltaïsme dynamique :  il consiste à mettre en œuvre des persiennes solaires, pilotables en temps réel, permettant de protéger les vignes et les vergers. 
  • Ombrières solaires pour les ovins : cette solution photovoltaïque constitue une solution de protection climatique pour le cheptel et la prairie ;
  • Ombrières solaires pour les bovins : dédiée aux exploitations agricoles en élevage bovin, cette technologie repose sur l’installation de panneaux solaires en ombrière.

 

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