Uso de paneles solares como sombra para terneras Holstein
Autores: Faria, Ana Flávia P. A.; Maia, Alex S. C.; Moura, Gustavo A. B.; Fonsêca, Vinícius F. C.; Nascimento, Sheila T.; Milan, Hugo F. M.; Gebremedhin, Kifle G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Uso de paneles solares como sombra para terneras Holstein
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Zootecnia
Palabras clave
Agrivoltaica animal
Producción sostenible
Novillas lecheras
Paneles solares
Emisiones de metano
Confort térmico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
La Agrivoltaica Animal combina la generación de energía eléctrica, el confort térmico de los animales y la producción sostenible al mismo tiempo. Este modelo de producción puede fomentar la intensificación sostenible de la producción láctea en áreas tropicales donde la irradiancia solar es alta y casi constante durante todo el año. En este estudio, proponemos la Agrivoltaica Animal como una práctica alternativa para reducir la carga térmica y las emisiones de CH de las novillas lecheras en áreas tropicales. Para comprobar esta hipótesis, (1) se integraron los datos meteorológicos y las respuestas conductuales y fisiológicas de los animales para determinar los beneficios proporcionados por la sombra de los paneles solares en la termorregulación de las novillas lecheras, y (2) se tomaron mediciones de las emisiones de metano entérico para determinar el potencial de los paneles solares para compensar los GHG. Se evaluaron siete novillas Holstein cruzadas (7/8, Holstein x Gyr) con un peso corporal medio de 242 kg (DE = 53.5) en un potrero sombreado con diez módulos de paneles solares. Se utilizaron registradores de temperatura en miniatura para registrar la temperatura de la superficie corporal, la piel y la vagina de las novillas cada cinco minutos. La tasa respiratoria y el comportamiento de uso de la sombra también fueron monitoreados por dos observadores. Estas mediciones se tomaron de 08:00 a 17:00 h durante 18 días consecutivos. Después de completar el estudio de campo, las novillas fueron sometidas a evaluaciones de las oscilaciones diarias de emisión de CH utilizando un sistema de respirometría de flujo continuo. El uso de sombra por parte de las novillas aumentó progresivamente (< 0.01) con un nivel creciente de irradiancia solar. Acostarse y rumiar eran más probables (< 0.01) cuando las novillas estaban en la sombra, especialmente cuando la irradiancia solar superaba los 500 W m. Entre las 10:00 y las 14:00 h, las novillas se beneficiaron de la sombra producida por los paneles solares, con una reducción del 40% en la carga de calor radiante. Con una intensidad creciente de irradiancia solar, la temperatura de la superficie corporal, la temperatura de la piel y la tasa respiratoria de las novillas en la sombra fueron más bajas (< 0.01) en comparación con cuando estaban expuestas al sol. Las novillas tuvieron una emisión total diaria de metano de 63.5 g por animal o 1.7 kg de CO. Basado en esta tasa de emisión y la cantidad de CO que no se emitió a la atmósfera debido a la electricidad generada por los paneles solares, se esperaría que 4.1 m de paneles por animal (potencia nominal = 335 W) obtuvieran una emisión neta cero de CH. Durante un período de un año (de septiembre de 2018 a agosto de 2019), un conjunto de diez paneles fotovoltaicos utilizados en el estudio produjo 4869.4 kWh de electricidad, ahorrando así US $970.00 o US $48.00 por m de panel solar. Basado en los resultados de este estudio, se puede concluir que el uso de la Agrivoltaica Animal, además de producir electricidad, tiene un beneficio potencial significativo al proporcionar un mejor confort térmico al ganado, así como compensar las emisiones de metano entérico liberadas al medio ambiente. Además, el sistema proporcionaría ingresos adicionales a los agricultores, así como una posible fuente de microgeneración de energía.
Descripción
La Agrivoltaica Animal combina la generación de energía eléctrica, el confort térmico de los animales y la producción sostenible al mismo tiempo. Este modelo de producción puede fomentar la intensificación sostenible de la producción láctea en áreas tropicales donde la irradiancia solar es alta y casi constante durante todo el año. En este estudio, proponemos la Agrivoltaica Animal como una práctica alternativa para reducir la carga térmica y las emisiones de CH de las novillas lecheras en áreas tropicales. Para comprobar esta hipótesis, (1) se integraron los datos meteorológicos y las respuestas conductuales y fisiológicas de los animales para determinar los beneficios proporcionados por la sombra de los paneles solares en la termorregulación de las novillas lecheras, y (2) se tomaron mediciones de las emisiones de metano entérico para determinar el potencial de los paneles solares para compensar los GHG. Se evaluaron siete novillas Holstein cruzadas (7/8, Holstein x Gyr) con un peso corporal medio de 242 kg (DE = 53.5) en un potrero sombreado con diez módulos de paneles solares. Se utilizaron registradores de temperatura en miniatura para registrar la temperatura de la superficie corporal, la piel y la vagina de las novillas cada cinco minutos. La tasa respiratoria y el comportamiento de uso de la sombra también fueron monitoreados por dos observadores. Estas mediciones se tomaron de 08:00 a 17:00 h durante 18 días consecutivos. Después de completar el estudio de campo, las novillas fueron sometidas a evaluaciones de las oscilaciones diarias de emisión de CH utilizando un sistema de respirometría de flujo continuo. El uso de sombra por parte de las novillas aumentó progresivamente (< 0.01) con un nivel creciente de irradiancia solar. Acostarse y rumiar eran más probables (< 0.01) cuando las novillas estaban en la sombra, especialmente cuando la irradiancia solar superaba los 500 W m. Entre las 10:00 y las 14:00 h, las novillas se beneficiaron de la sombra producida por los paneles solares, con una reducción del 40% en la carga de calor radiante. Con una intensidad creciente de irradiancia solar, la temperatura de la superficie corporal, la temperatura de la piel y la tasa respiratoria de las novillas en la sombra fueron más bajas (< 0.01) en comparación con cuando estaban expuestas al sol. Las novillas tuvieron una emisión total diaria de metano de 63.5 g por animal o 1.7 kg de CO. Basado en esta tasa de emisión y la cantidad de CO que no se emitió a la atmósfera debido a la electricidad generada por los paneles solares, se esperaría que 4.1 m de paneles por animal (potencia nominal = 335 W) obtuvieran una emisión neta cero de CH. Durante un período de un año (de septiembre de 2018 a agosto de 2019), un conjunto de diez paneles fotovoltaicos utilizados en el estudio produjo 4869.4 kWh de electricidad, ahorrando así US $970.00 o US $48.00 por m de panel solar. Basado en los resultados de este estudio, se puede concluir que el uso de la Agrivoltaica Animal, además de producir electricidad, tiene un beneficio potencial significativo al proporcionar un mejor confort térmico al ganado, así como compensar las emisiones de metano entérico liberadas al medio ambiente. Además, el sistema proporcionaría ingresos adicionales a los agricultores, así como una posible fuente de microgeneración de energía.