स्रोत: wcroc.cfans.umn.edu
कृषि उद्योग भोजन, चारा, फाइबर और ऊर्जा के उत्पादन में भारी मात्रा में जीवाश्म-ईंधन की खपत करता है। दूध को ठंडा करने वाली बिजली से लेकर, अनाज के खेतों में कंबाइनों और ट्रैक्टरों में जलने वाले ईंधन तक, बाजार में सामान लाने वाले ट्रकों तक, और पौधों को पोषण देने वाले नाइट्रोजन उर्वरक तक; कृषि उद्योग जीवाश्म ऊर्जा की एक विस्तृत श्रृंखला की बड़ी और निरंतर आपूर्ति के लिए बंदी है। जीवाश्म-ईंधन के लिए कृषि की निर्भरता और प्यास देश और दुनिया के लिए महत्वपूर्ण आर्थिक, पर्यावरणीय और सामाजिक जोखिम पैदा करती है। एग्रीवोल्टिक्स एक ऐसा तरीका है जिससे उत्पादक जीवाश्म ईंधन पर कम निर्भर हो सकते हैं, उत्पादन लागत कम कर सकते हैं, भूमि दक्षता बढ़ा सकते हैं, डेयरी मवेशियों के उपयोग के लिए चारे और फसलों में सुधार कर सकते हैं, और डेयरी गायों में दूध उत्पादन और स्वास्थ्य बढ़ा सकते हैं। डेयरी सेटिंग में जमीन पर लगे पीवी सिस्टम का उपयोग अत्यधिक गर्मी के दौरान डेयरी गायों को छाया प्रदान कर सकता है और किसानों को आय का वैकल्पिक साधन प्रदान कर सकता है।
नवीकरणीय ऊर्जा और डेयरी उत्पादन अनुसंधान में पिछले निवेश और संस्थागत अनुभव के माध्यम से, मिनेसोटा विश्वविद्यालय के वेस्ट सेंट्रल रिसर्च एंड आउटरीच सेंटर (डब्ल्यूसीआरओसी) के पास एक नई हरित क्रांति का नेतृत्व करने का विश्व स्तर पर अनूठा अवसर है - एक क्रांति जो वर्तमान में कृषि उद्योग के भीतर उपभोग की जाने वाली हरित ऊर्जा है। . मॉरिस डेयरी ऑपरेशन प्रतिदिन दो बार 275 गायों का दूध निकालता है और यह एक मध्यम आकार के मिनेसोटा डेयरी फार्म का प्रतिनिधि है। गायों को पारंपरिक और प्रमाणित जैविक चरने वाले झुंड के बीच लगभग समान रूप से विभाजित किया गया है।
ऐसा कोई शोध नहीं है जिसने डेयरी गायों को छाया प्रदान करने और डेयरी गायों पर प्रभाव निर्धारित करने के लिए जमीन पर लगे सौर प्रणाली के उपयोग की जांच की हो। इसलिए, हमारी टीम चारागाह डेयरी गायों के उत्पादन, स्वास्थ्य और व्यवहार पर सौर फोटोवोल्टिक पैनलों से छाया के प्रभावों की जांच करना चाहती थी। 2018 की गर्मियों के दौरान, WCROC के एक चरागाह में 30 किलोवाट का ग्राउंड माउंटेड सोलर सिस्टम स्थापित किया गया था। पैनल 35˚ दक्षिण और जमीन से 8 से 10 फीट की ऊंचाई पर लगाए गए थे ताकि गायें पैनल तक न पहुंच सकें। सौर पैनल सोलर एज (सोलर एज, फ़्रेमोंट, सीए) इनवर्टर और ऑप्टिमाइज़र का उपयोग करके हेलेन पैनल (हेलीन फोटोवोल्टिक मॉड्यूल, मैरी, ओंटारियो और मिनियापोलिस, एमएन) थे और जेनर्जी (जेनर्जी, सेबेका, एमएन) द्वारा स्थापित किए गए थे। गायों के ऊपर पैनल लगाने की लागत में वृद्धि न्यूनतम थी और कुल लागत लगभग $90 थी,000।
चारागाह डेयरी गाय का अध्ययन जून 2019 से सितंबर 2019 तक आयोजित किया गया था। चौबीस क्रॉसब्रेड गायों को दो उपचारों में से एक को सौंपा गया था: सौर पीवी से छाया या कोई छाया नहीं। छाया रहित गायों को चारागाह में छाया तक पहुंच नहीं थी। सभी गायों के पास जुगाली करने, खाने, सक्रिय न होने और सभी गायों के सक्रिय व्यवहार को रिकॉर्ड करने के लिए एक काउमैनेजर ईयर-टैग सेंसर था। इसके अलावा, एक स्माएक्सटेक बोलस को गाय के रेटिकुलम में रखा गया और शरीर के आंतरिक तापमान, साथ ही गायों की गतिविधि और पीने के दौर को रिकॉर्ड किया गया। अध्ययन के दौरान दिन के समय परिवेश का उच्च तापमान 81 से 93℉ तक रहा।
गायों के व्यवहार माप और मक्खी की संख्या के लिए छायादार और बिना छाया वाली गायें समान थीं। छायादार गायों की समग्र गतिविधि अन्य छायादार गायों की तुलना में कम थी, क्योंकि वे दिन के गर्म घंटों के दौरान सौर पैनलों के नीचे खड़ी रहती थीं। गायों के लिए दैनिक शराब पीना समान था। सुबह के समय छायादार और बिना छाया वाली गायों की श्वसन दर समान थी, लेकिन दोपहर के दौरान, छायादार गायों की श्वसन दर (66 साँस/मिनट) छाया रहित गायों (78 साँस/मिनट) की तुलना में कम थी। हैरानी की बात यह है कि गायों के लिए दूध, वसा और प्रोटीन का उत्पादन अलग नहीं था, चाहे उनके पास छाया हो या न हो। संभवतः, उत्पादन में कोई अंतर नहीं देखा गया क्योंकि गायें गर्मियों के दौरान चरने वाले 175 दिनों में से केवल 28 दिनों के लिए छाया में थीं। यदि गायें पूरी गर्मियों में छाया में रहीं तो दूध उत्पादन पर दीर्घकालिक प्रभाव देखा जा सकता है।
प्रति घंटा शरीर के तापमान के नतीजे बताते हैं कि दोपहर 1 बजे से रात 12 बजे तक छायादार गायों की तुलना में किसी भी छायादार गाय के शरीर का आंतरिक तापमान (+1℉) अधिक नहीं था। दूध देने के समय (सुबह 10 बजे से रात 8 बजे तक) के बीच, छायादार गायों के शरीर का आंतरिक तापमान छायादार गायों की तुलना में कम था। रात के समय सभी गायों के शरीर का तापमान समान था।
इस अध्ययन के परिणामों के आधार पर, गायों ने छाया की सुरक्षा में खड़े होने के लिए चरने के समय का त्याग किया होगा। हमारे सौर पैनल के साथ भविष्य के अनुसंधान में गायों के प्रजनन प्रदर्शन, और दूध, वसा और प्रोटीन उत्पादन, शरीर के वजन, शरीर की स्थिति और पशु स्वास्थ्य और कल्याण पर दीर्घकालिक प्रभावों की जांच की जाएगी। हमारे अध्ययन से संकेत मिलता है कि एग्रीवोल्टिक्स चारागाह वाली डेयरी गायों को गर्मी से राहत देने का एक स्वीकार्य तरीका प्रदान कर सकता है, साथ ही किसानों के लिए विद्युत ऊर्जा पैदा कर सकता है, जिससे डेयरी संचालन के कार्बन पदचिह्न को कम किया जा सकता है। भविष्य में, हम पशुधन फार्मों में सौर ऊर्जा के लिए ट्रैकिंग सिस्टम की खोज करेंगे, मवेशियों के लिए पवनरोधी के रूप में सौर पैनलों का उपयोग करेंगे, और उन फसलों और चारे का मूल्यांकन करेंगे जो सौर प्रणालियों के तहत सबसे अच्छी तरह से विकसित होंगे। कृषिवोल्टिक प्रणाली के आर्थिक प्रभाव और सौर खेतों से भूमि उत्पादकता, खेतों पर सौर फोटोवोल्टिक प्रणालियों को अपनाने को प्रेरित करेगी।
