ที่มา: wcroc.cfans.umn.edu
อุตสาหกรรมการเกษตรใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลจำนวนมหาศาลในการผลิตอาหาร อาหารสัตว์ เส้นใยและพลังงาน ตั้งแต่ไฟฟ้าที่ทำให้นมเย็นลง ไปจนถึงเชื้อเพลิงที่ถูกเผาในรถเกี่ยวข้าวและรถแทรกเตอร์ในทุ่งนา จนถึงรถบรรทุกที่นำสินค้าออกสู่ตลาด และไปจนถึงปุ๋ยไนโตรเจนที่ช่วยบำรุงพืช อุตสาหกรรมการเกษตรตกเป็นเหยื่อของพลังงานฟอสซิลหลากหลายชนิดจำนวนมากและสม่ำเสมอ การพึ่งพาเกษตรกรรมและความกระหายเชื้อเพลิงฟอสซิลก่อให้เกิดความเสี่ยงทางเศรษฐกิจ สิ่งแวดล้อม และสังคมที่สำคัญต่อประเทศชาติและโลก เกษตรกรรมเป็นวิธีหนึ่งที่ผู้ผลิตอาจพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลน้อยลง ลดต้นทุนการผลิต เพิ่มประสิทธิภาพที่ดิน ปรับปรุงอาหารสัตว์และพืชผลสำหรับโคนม และเพิ่มการผลิตนมและสุขภาพในโคนม การใช้ระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบติดตั้งภาคพื้นดินในโรงรีดนมสามารถให้ร่มเงาแก่โคนมในช่วงที่เกิดอากาศร้อนจัด และช่วยให้เกษตรกรมีทางเลือกทางรายได้
ด้วยการลงทุนในอดีตและประสบการณ์ของสถาบันในด้านพลังงานทดแทนและการวิจัยการผลิตผลิตภัณฑ์นม ศูนย์วิจัยและเผยแพร่ผลงานของมหาวิทยาลัยมินนิโซตาเวสต์ (WCROC) มีโอกาสพิเศษระดับโลกในการเป็นผู้นำการปฏิวัติเขียวครั้งใหม่ - การปฏิวัติที่ใช้พลังงานสีเขียวในปัจจุบันที่ใช้ในอุตสาหกรรมการเกษตร . กิจการผลิตภัณฑ์นมของ Morris รีดนมวัว 275 ตัววันละสองครั้ง และเป็นตัวแทนของฟาร์มโคนมขนาดกลางในรัฐมินนิโซตา วัวจะถูกแบ่งเท่าๆ กันระหว่างฝูงวัวธรรมดาและฝูงทุ่งหญ้าออร์แกนิกที่ได้รับการรับรอง
ไม่มีงานวิจัยใดที่ตรวจสอบการใช้ระบบสุริยะที่ติดตั้งภาคพื้นดินเพื่อให้ร่มเงาแก่โคนมและเพื่อหาผลกระทบต่อโคนม ดังนั้น ทีมงานของเราจึงต้องการตรวจสอบผลกระทบของร่มเงาจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ต่อการผลิต สุขภาพ และพฤติกรรมของโคนมในทุ่งหญ้า ในช่วงฤดูร้อนปี 2561 ได้มีการติดตั้งระบบสุริยะที่ติดตั้งภาคพื้นดินขนาด 30 กิโลวัตต์ในทุ่งหญ้าที่ WCROC แผงติดตั้งอยู่ที่ 35 องศา ทิศใต้ และสูงจากพื้นดิน 8 ถึง 10 ฟุต เพื่อไม่ให้วัวสามารถเข้าถึงแผงได้ แผงโซลาร์เซลล์คือแผง Heliene (โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ Heliene, Marie, Ontario และ Minneapolis, MN) โดยใช้อินเวอร์เตอร์และเครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพ Solar Edge (Solar Edge, Fremont, CA) และได้รับการติดตั้งโดย Zenergy (Zenergy, Sebeka, MN) ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งแผงเหนือวัวเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย และค่าใช้จ่ายทั้งหมดอยู่ที่ประมาณ 90 ดอลลาร์000
การศึกษาโคนมในทุ่งหญ้าดำเนินการตั้งแต่เดือนมิถุนายน 2019 ถึงกันยายน 2019 วัวลูกผสมจำนวน 24 ตัวได้รับมอบหมายให้ทำการบำบัดแบบใดแบบหนึ่งจากสองแบบ: บังแดดจากแสงอาทิตย์ PV หรือไม่มีร่มเงา วัวที่ไม่มีร่มเงาไม่สามารถเข้าถึงร่มเงาในทุ่งหญ้าได้ วัวทุกตัวมีเซ็นเซอร์ติดหู CowManager เพื่อบันทึกการเคี้ยวเอื้อง การกิน การไม่เคลื่อนไหว และพฤติกรรมที่เคลื่อนไหวของวัวทุกตัว นอกจากนี้ ยังมีการวางยาลูกกลอน SmaXtec ไว้ในโครงตาข่ายของวัว และบันทึกอุณหภูมิร่างกายภายใน ตลอดจนกิจกรรมและช่วงการดื่มของวัว อุณหภูมิสูงโดยรอบในเวลากลางวันในระหว่างการศึกษาอยู่ระหว่าง 81 ถึง 93 ฟาเรนไฮต์
วัวที่มีร่มเงาและไม่มีร่มเงามีความคล้ายคลึงกันในการวัดพฤติกรรมและจำนวนการบินบนวัว วัวร่มเงามีกิจกรรมโดยรวมสูงน้อยกว่าวัวที่ไม่มีร่มเงา เนื่องจากพวกมันยืนอยู่ใต้แผงโซลาร์เซลล์ในช่วงเวลาที่ร้อนจัดของวัน การดื่มสุราในแต่ละวันมีความคล้ายคลึงกับวัว อัตราการหายใจของวัวในร่มและไม่มีร่มเงาในช่วงเวลาเช้าใกล้เคียงกัน แต่ในช่วงบ่าย วัวในร่มมีอัตราการหายใจต่ำกว่า (66 ครั้ง/นาที) น้อยกว่าวัวที่ไม่มีร่มเงา (78 ครั้ง/นาที) น่าประหลาดใจที่การผลิตนม ไขมัน และโปรตีนไม่แตกต่างกันสำหรับวัวไม่ว่าจะมีร่มเงาหรือไม่มีร่มเงาก็ตาม อาจเป็นไปได้ว่าไม่มีความแตกต่างในการผลิตเนื่องจากวัวอยู่ใต้ร่มเงาเป็นเวลา 28 วันจาก 175 วันที่วัวกินหญ้าในช่วงฤดูร้อน อาจสังเกตผลกระทบระยะยาวของการผลิตน้ำนมหากวัวอยู่ใต้ร่มเงาตลอดฤดูร้อน
ผลการตรวจวัดอุณหภูมิร่างกายรายชั่วโมงแสดงให้เห็นว่าไม่มีวัวในร่มที่มีอุณหภูมิภายในร่างกาย (+1 ฟาร์) มากกว่าวัวในร่มตั้งแต่เวลา 13.00 น. ถึง 24.00 น. ระหว่างช่วงรีดนม (10.00 น. ถึง 20.00 น.) วัวในร่มมีอุณหภูมิภายในร่างกายต่ำกว่าวัวไม่มีร่มเงา วัวทุกตัวมีอุณหภูมิร่างกายใกล้เคียงกันในช่วงเวลากลางคืน
จากผลการศึกษาครั้งนี้ วัวอาจสละเวลาเล็มหญ้าเพื่อยืนในร่มเงา การวิจัยในอนาคตร่วมกับแผงโซลาร์เซลล์ของเราจะตรวจสอบประสิทธิภาพการสืบพันธุ์ของวัว และผลกระทบระยะยาวต่อการผลิตนม ไขมัน และโปรตีน น้ำหนักตัว สภาพร่างกาย และสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีของสัตว์ การศึกษาของเราระบุว่าเกษตรโวลตาอิกอาจให้วิธีการลดความร้อนที่ยอมรับได้แก่โคนมในทุ่งหญ้า เช่นเดียวกับการสร้างพลังงานไฟฟ้าให้กับเกษตรกร ซึ่งช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในการดำเนินงานด้านโคนม ในอนาคต เราจะสำรวจระบบติดตามพลังงานแสงอาทิตย์ในฟาร์มปศุสัตว์ โดยใช้แผงโซลาร์เซลล์เป็นแผงบังลมสำหรับวัว และประเมินพืชผลและอาหารสัตว์ที่จะเติบโตได้ดีที่สุดภายใต้ระบบสุริยะ ผลกระทบทางเศรษฐกิจของระบบเกษตรโวลตาอิกและผลผลิตที่ดินจากโซลาร์ฟาร์มจะผลักดันการนำระบบโซลาร์เซลล์มาใช้ในฟาร์ม
