Afin d'éviter un conflit d'usage entre le solaire et l'agriculture sur des terres a priori destinées à l'agroalimentaire, l'Institut Fraunhofer ISE de Freiburg im Breisgau en Allemagne démarre actuellement, dans la région du lac de Constance, une expérimentation d'agrophotovoltaïque (APV) pour la production simultanée d'énergie et de produits alimentaires. Objectif : prouver que la compétitivité de l'énergie solaire produite pour moins de 10 c€/kWh par des centrales photovoltaïques au sol n'est pas une entrave à l'agriculture. En Allemagne, le potentiel APV est estimé à un volume entre 25 et 50 GW …

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Le parc photovoltaïque allemand s'élève aujourd'hui à quelque 39 GWc, dont 9 GWc se trouve sur des terrains agricoles ou de conversion (friches). L'installation de centrales PV sur des terrains agricoles n'est plus subventionnée outre-Rhin depuis des années. La compétitivité de l'énergie solaire produite par des centrales au sol, avec des prix de génération nettement inférieurs à 10 c€/kWh, a suscité des idées pour éviter la concurrence avec l'agroalimentaire, comme la mise en place d'une production agricole adaptée sous les panneaux PV. « Cette approche pourrait servir d'exemple dans le monde », souligne Eicke R. Weber, directeur du Fraunhofer ISE*. Des études montrent en effet que cette utilisation simultanée peut même être bénéfique pour certains produits comme, par exemple, pommes de terre et salades. Les panneaux PV protègent les plantations d'un ensoleillement direct trop fort.

L'expérimentation dans la région du lac de Constance, à la limite entre le Bade-Wurtemberg et la Bavière prévoit l'installation d'une première centrale photovoltaïque de 190 kWc sur des terres de la communauté agricole Demeter-Heggelbach. Elle s'accompagne d'analyses scientifiques, économiques, écologiques et sociopolitiques, et vise aussi à inclure l'intégration des besoins et le potentiel créatif des parties prenantes concernées dans le développement de la technologie. Côté agricole, l'accent sera mis sur la production de légumes en plein champ. Dans la région, la part des énergies renouvelables dans le bouquet électrique n'atteignait que 12% en 2013, contre 25,5% en moyenne dans le pays. Les éoliennes sont l'objet de fortes controversées (pour ne pas entraver la vue sur le panorama des Alpes), et le potentiel biogaz est assez faible du fait des spécificités locales de production agricole (fruits et houblon).

Le projet est fondé sur le principe d'un « Living Lab » selon une idée du fondateur du Fraunhofer ISE (Prof. Dr. Adolf Goetzberger). Il sera dirigé par le Fraunhofer ISE qui s'occupe aussi de la partie technique, avec la coopération de compatriotes du KIT (Karlsruher Institut für Technologie) pour la conception et la réalisation de l'approche Living Lab, de l'université de Hohenheim pour les analyses scientifiques et écologiques, de l'ITAS (Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse) pour les impacts sociopolitiques et économiques, et de partenaires industriels. Parmi ces derniers figurent l'énergéticien EWS-Schönau pour l'achat de l'électricité produite, la société BayWa r.e. pour le développement et l'exploitation de la partie PV du projet, ainsi que Demeter-Heggelbach pour la démonstration pratique de la production agricole à l'ombre des panneaux solaires. Les collectivités locales apportent leur soutien au projet au niveau régional et communal.

* Le concept pourrait aussi servir dans des régions à faibles précipitations. Le Fraunhofer ISE vise notamment l'Egypte. L'APV y remplacerait des générateurs au diesel et permettrait en parallèle d'alimenter les systèmes de distribution et de retraitement des eaux pour améliorer la sécurité d'approvisionnement en produits alimentaires, en eau et en électricité.