La production en serre est fortement dépendante de l'énergie, notamment pour la régulation des microclimats intérieurs. Face à la hausse des coûts et à la raréfaction des sources d'énergie traditionnelles comme le charbon et le pétrole, conjuguées à la pression environnementale croissante, l'intégration des énergies renouvelables dans les serres est devenue urgente.
L'énergie solaire, en tant que ressource renouvelable, suscite un intérêt sans précédent à l'échelle mondiale. En Europe, en Amérique du Nord et en Chine, des efforts sont déployés pour développer des technologies d'utilisation de l'énergie solaire et les intégrer aux serres. Les applications solaires en serre se répartissent en deux catégories : la production d'électricité et la récupération d'énergie thermique. Les systèmes d'énergie solaire fournissent l'électricité nécessaire au fonctionnement des serres, tandis que les capteurs solaires captent et stockent la chaleur pour la régulation de la température.
Systèmes d'énergie solaire pour serres
L'électricité est essentielle au fonctionnement des serres : elle alimente les systèmes de climatisation, l'irrigation et les équipements de production. L'énergie solaire offre une solution éprouvée permettant aux serres de produire leur propre électricité. Voici quelques configurations courantes :
1. Systèmes solaires intégrés : Les panneaux solaires sont intégrés à la structure de la serre, bien que les angles fixes puissent limiter l'efficacité énergétique.
2. Systèmes solaires indépendants : des panneaux sont montés sur le toit de la serre, avec des angles réglables pour maximiser la capture de la lumière solaire.
3. Systèmes solaires séparés : Les panneaux sont installés sur des terrains ouverts adjacents, ce qui réduit la complexité de l'installation mais peut potentiellement gaspiller de l'espace.
Lors de la conception de systèmes solaires, une analyse minutieuse est nécessaire pour équilibrer les besoins en éclairage des cultures et la production d'électricité. L'agencement des panneaux solaires doit éviter d'ombrager les zones productives et être orienté nord-sud afin de minimiser les ombres portées.
Défis et tendances futures
L'intégration des systèmes d'énergie solaire dans les serres se heurte à deux défis majeurs :
1. Équilibre entre production d'énergie et éclairage : maximiser la production d'énergie solaire peut entrer en conflit avec un éclairage optimal pour les plantes. Les régions peu ensoleillées doivent évaluer soigneusement la viabilité de l'énergie solaire.
2. Stockage et distribution de l'électricité : La consommation irrégulière d'électricité dans les serres complique le stockage et la distribution. Le stockage par batteries est coûteux en raison de leur remplacement fréquent, tandis que le raccordement au réseau est souvent limité lors des périodes de faible demande. Des solutions hybrides adaptées aux conditions locales sont donc indispensables.
À l'avenir, les innovations en matière de systèmes solaires pour serres devraient se concentrer sur :
• Développement de panneaux et de films solaires à transmission de lumière ajustable.
• Conception de structures et de composants intégrés pour les serres.
• Amélioration des systèmes de contrôle et des logiciels pour une utilisation efficace de l'énergie solaire.
• Établir des modèles théoriques pour évaluer les environnements d’éclairage solaire.
L'utilisation accrue de l'énergie solaire dans les serres permet non seulement d'améliorer la productivité agricole, mais aussi de promouvoir le développement durable en exploitant une ressource renouvelable abondante. Cette synergie est prometteuse pour l'avenir de l'horticulture et la préservation de l'environnement.
