Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Die vom Startup-Unternehmen Insolight SA in Lausanne entwickelten THEIA-Solarmodule bieten eine revolutionäre Kombination aus Lichtdurchlässigkeit und hohem Wirkungsgrad, die sich ideal für Agrovoltaikanlagen eignet. Sie ermöglichen es, die Erzeugung von Solarenergie mit einer Anpassung des durch die Module durchgelassenen Lichts zu koppeln, um die Photosynthese der Pflanzen zu optimieren. In diesem Projekt sollen die Solarmodule anstelle von schützenden Plastiktunneln über Beerenkulturen montiert werden. Das Projektteam (Romande Energie, Agroscope und Insolight) will mit seinem solaren und agronomischen Fachwissen die Doppelnutzung des Geländes und der Struktur demonstrieren. Diese Innovation bietet eine neue Lösung für die Errichtung großer Solaranlagen in der Schweiz, die gleichzeitig die Raumplanung und die Landschaft respektiert. Sie eröffnet auch neue Geschäftsmodelle, die mit der Doppelnutzung der Solaranlage als landwirtschaftlicher Schutz verbunden sind.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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THEIA solar modules developed by Lausanne-based startup Insolight SA offer a revolutionary combination of translucency and high efficiency, ideal for agrivoltaic installations. They enable solar energy production to be coupled with an adjustment of the light transmitted through the modules, to optimize plant photosynthesis. In this project, solar panels will be installed in place of protective plastic tunnels, above berry crops. The project team (Romande Energie, Agroscope and Insolight), thanks to their solar and agronomic expertise, aims to demonstrate the dual use of the land and the structure.This innovation offers a new solution for the deployment of large-scale solar installations in Switzerland, while respecting land-use planning and the landscape. It also opens up new economic models linked to the dual use of solar installations as agricultural protection.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Les modules solaires THEIA développés par la startup Insolight SA, à Lausanne, offrent une combinaison révolutionnaire de translucidité et de haut rendement, idéale pour les installations agrivoltaïques. Ils permettent de coupler la production d’énergie solaire à un ajustement de la lumière transmise à travers les modules, pour optimiser la photosynthèse des plantes. Dans ce projet, les panneaux solaires vont être montés à la place de tunnels plastiques de protection, au-dessus de cultures de petits fruits. L’équipe du projet (Romande Energie, Agroscope et Insolight) grâce à leurs expertises solaires et agronomiques, vise à démontrer le double usage du terrain et de la structure.Cette innovation offre une nouvelle solution pour les déploiements de grandes installations solaires en Suisse, tout en respectant l’aménagement du territoire et le paysage. Elle ouvre également de nouveaux modèles économiques liés au double usage de l’installation solaire en tant que protection agricole.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Dieser Bericht fasst die Aktivitäten und Ergebnisse der ersten 30 Monate des P+D-Projekts "Projet pilote agrivoltaïque à l'Agroscope de Conthey (VS)" zusammen, das am 20.03.2021 begann und bis zum 31.12.2024 läuft. Die Aktivitäten umfassen den Aufbau und die Erprobung eines Prototyps einer dynamischen agrivoltaischen Anlage, die Kunststofftunnel über Himbeer- und Erdbeerkulturen ersetzen soll, um diese zu schützen und gleichzeitig erneuerbaren Solarstrom auf derselben Fläche zu erzeugen. Ziel des Projekts ist es, das technisch-wirtschaftliche Potenzial der Lösung zu bewerten.
Wichtigste Ergebnisse:
• Installation eines 18 kWp-Demonstrators, der an das Stromnetz angeschlossen ist und dessen Design agronomische Experimente und den Vergleich mit Kontrollzonen für die landwirtschaftliche Produktion ermöglicht.
• Betrieb der Anlage über 30 Monate, einschließlich Tests von Lichtmanagementstrategien während mehrerer landwirtschaftlicher Produktionszyklen verschiedener Himbeersorten und eines Erdbeerzyklus.
• Agronomische Aktivitäten und Überwachung der Kulturen mit Analysen der Quantität und Qualität der Kulturen im Vergleich zu verschiedenen Referenzzonen (mit zwei verschiedenen Arten von Plastiktunneln abgedeckt und unbedeckt).
Die agronomischen Ergebnisse waren je nach Jahreszeit, Sorte und Beschattung unterschiedlich. Die Ernteerträge, die unter dem Prototyp des agrivoltaischen Systems erzielt wurden, waren in einigen Fällen ähnlich und in anderen Fällen niedriger als die unter den Kunststoffabdeckungen. In mehreren Fällen wurden jedoch mit der Photovoltaikanlage größere Früchte erzielt, was den wirtschaftlichen Ertrag für den Erzeuger auch bei geringeren Erträgen erhöhen kann. Anhand der Ergebnisse lassen sich Beschattungsniveaus und Sorten ermitteln, bei denen die landwirtschaftlichen Erträge erhalten bleiben, während gleichzeitig auf derselben Fläche Solarstrom erzeugt wird. In allen Fällen waren der Ernteertrag und die Fruchtgröße unter dem agrivoltaischen System im Vergleich zu einer unbedeckten Referenzzone größer, was auf einen Vorteil der agrivoltaischen Abdeckung für diese Art von Kultur hinweist. Die Stromproduktion entsprach den Erwartungen, die auf den Simulationen für dieses Prototypsystem beruhten. In den ersten Monaten des Projekts konnten die Autoren jedoch die Grenzen des Industrialisierungspotenzials der Technologie, auf der der Prototyp basiert, erkennen. Eine Lösung der neuen Generation, die die mikroklimatischen Managementfunktionen des ursprünglichen Prototyps beibehält, aber dessen Beschränkungen umgeht, wurde seitdem entwickelt und für erweiterte Tests im kommerziellen Maßstab installiert.
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Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
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This report summarises the activities and results of the first 30 months of the P+D project " Projet pilote agrivoltaïque à l’Agroscope de Conthey (VS)", which began on 20.03.2021 and will last until 31.12.2024. The activities include the deployment and piloting of a prototypal dynamic agrivoltaic installation to replace plastic tunnels over raspberry and strawberry crops, to protect them while producing renewable solar electricity on the same land. The aim of this project is to assess the techno-economic potential of the solution. Main achievements:
- Installation of an 18 kWp demonstrator, connected to the grid, whose design allows for agronomic experimentation and comparison to control zones for agricultural production.
- Operation of the installation for 30 months, including tests of light management strategies during several agricultural production cycles of different varieties of raspberries, and one cycle of strawberries.
- Agronomic activities and crop monitoring, with analyses of crop quantity and quality, in comparison to various reference zones (covered by two different kinds of plastic tunnels and uncovered).
Agronomical results showed varied outcomes, depending on seasons, varieties, and applied shading. Crop yields obtained under the prototypal agrivoltaic system were in some cases similar and in other cases lower than those obtained under the plastic covers. However, in several cases, larger fruit sizes were obtained under the agrivoltaic system, potentially increasing the economical return for the producer even in case of lower yield. The results allow to identify shading levels and varieties for which agricultural yields are maintained while producing solar electricity on the same land. In all cases, crop yield and fruit size were larger under the agrivoltaic system compared to an uncovered reference zone, indicating a benefit provided by the agrivoltaic cover for this type of crop. Electrical production match expectations based on simulations for this prototypal system. However, the first months of the project enabled the authors to identify limitations in terms of industrialization potential of the technology on which the prototype is based. A new generation solution, retaining the microclimatic management functionalities of the original prototype, but circumventing its limitations, has since been developed and installed for extended testing on a commercial scale.
Zugehörige Dokumente
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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Ce rapport résume les activités et les résultats des 30 premiers mois du projet P+D " Projet pilote agrivoltaïque à l'Agroscope de Conthey (VS) ", qui a débuté le 20.03.2021 et durera jusqu'au 31.12.2024. Les activités comprennent le déploiement et le pilotage d'une installation agrivoltaïque dynamique prototypique pour remplacer les tunnels en plastique au-dessus des cultures de framboises et de fraises, afin de les protéger tout en produisant de l'électricité solaire renouvelable sur le même terrain. L'objectif de ce projet est d'évaluer le potentiel technico-économique de la solution. Principales réalisations :
• Installation d'un démonstrateur de 18 kWc, connecté au réseau, dont la conception permet l'expérimentation agronomique et la comparaison avec des zones témoins.
• Fonctionnement de l'installation pendant 30 mois, y compris des tests de stratégies de gestion de la lumière pendant plusieurs cycles de production agricole de différentes variétés de framboises, et un cycle de fraises.
• Activités agronomiques et suivi des cultures, avec analyse de la quantité et de la qualité des récoltes, en comparaison avec diverses zones de référence (deux zones couvertes par deux types différents de tunnels plastiques et une zone non-couverte).
Des résultats agronomiques variables ont été obtenu en fonction des saisons, des variétés et de l'ombrage appliqué. Les rendements obtenus avec le système agrivoltaïque prototypique étaient dans certains cas similaires et dans d'autres cas inférieurs à ceux obtenus sous les couvertures en plastique. Cependant, dans plusieurs cas, des fruits de plus grande taille ont été obtenus avec le système agrivoltaïque, ce qui pourrait augmenter le rendement économique pour le producteur, même en cas de rendement inférieur. Les résultats permettent d'identifier les niveaux d'ombrage et les variétés pour lesquels les rendements agricoles sont maintenus tout en produisant de l'électricité solaire sur le même terrain. Dans tous les cas, le rendement des cultures et la taille des fruits étaient plus importants sous le système agrivoltaïque que dans une zone de référence non couverte, ce qui indique un avantage de la couverture agrivoltaïque pour ce type de culture. La production électrique correspond aux attentes basées sur les simulations pour ce système prototypique. Cependant, les premiers mois du projet ont permis aux auteurs d'identifier les limites en termes de potentiel d'industrialisation de la technologie sur laquelle le prototype est basé. Une solution de nouvelle génération, conservant les fonctionnalités de gestion microclimatique du prototype original, mais contournant ses limites, a depuis été développée et installée pour des tests étendus à l'échelle commerciale.
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