Energía solar para granjas y agricultura

La energía solar puede ser usada en granjas y ranchos para satisfacer y/o complementar muchas necesidades de energía.

Calentamiento de Agua y de Espacios

La ganadería y las industrias lácteas tienen, a menudo, necesidades sustanciales de calentamiento de agua y aire. Las granjas porcinas y avícolas modernas crían animales en edificaciones cerradas, donde es necesario controlar cuidadosamente la temperatura y la calidad del aire, para maximizar la salud y el crecimiento de los animales.

granja energía solar

Estas instalaciones necesitan remplazar el aire interior regularmente, para eliminar la humedad, los gases tóxicos, los olores y el polvo. Calentar ese aire, cuando es necesario, requiere grandes cantidades de energía. Con la planificación y el diseño adecuados, los calentadores solares de aire/espacio pueden ser incorporados a las edificaciones de las granjas para precalentar el aire fresco que entra. Estos sistemas pueden también inducir o incrementar los niveles de ventilación natural durante los meses de verano.

Los sistemas de calentamiento solar de agua pueden suministrar agua caliente a temperaturas baja y media para la limpieza de corrales. Las granjas lecheras comerciales usan grandes cantidades de energía para calentar agua para la limpieza de equipos, así como para calentar y estimular la ubre de las vacas. Calentar agua y enfriar leche pueden representar el 40% de la energía utilizada en una granja lechera. Los sistemas solares de calentamiento de agua pueden ser usados para suministrar parte o toda esta agua caliente.

Calentamiento de Invernaderos

Las granjas también pueden utilizar la energía solar para calentar invernaderos. Los invernaderos comerciales, usualmente, dependen del sol para satisfacer sus necesidades de iluminación. Por lo general, no están diseñados para utilizar el sol para la calefacción. Se basan en calentadores de gas o de petróleo para mantener las temperaturas necesarias para cultivar plantas en los meses más fríos. Los invernaderos solares, sin embargo, están diseñados para utilizar la energía solar para calefacción e iluminación. Un invernadero solar utiliza la masa térmica para recoger y almacenar la energía térmica solar. Su aislamiento conserva el calor para su uso durante la noche y en días nublados.

Un invernadero solar también está orientado para maximizar la exposición de los cristales del lado sur. Su lado norte tiene poco o ningún cristal, y está bien aislado. Para reducir la pérdida de calor, el propio acristalamiento también es más eficiente que el vidrio de un solo panel.  Los productos van de doble panel a acristalamiento “celular”. Un invernadero solar reduce la necesidad de combustibles fósiles para la calefacción. Un calentador de gas o de  petróleo, puede servir como un calentador de reserva, o puede aumentar los niveles de dióxido de carbono para inducir un mayor crecimiento de las plantas.

Electricidad

Los sistemas de electricidad solar o fotovoltaica (PV) pueden ser usados en granjas y ranchos para dar energía eléctrica a cercas, iluminación y bombeo de agua.

Cuando se dimensiona y se instala adecuadamente, las bombas de agua PV son muy confiables y reclaman poco mantenimiento. Las dimensiones y el costo de una bomba de agua PV depende de lo siguiente:

  • Recurso solar local
  • Profundidad de bombeo
  • Demanda de agua
  • Costos de compra del sistema y de instalación

La mayoría de los sistemas eléctricos son, típicamente, más rentables en las ubicaciones remotas, donde no existen líneas de transmisión de la energía.

Cultivo y Secado de Granos

El uso del sol para los cultivos y los granos es una de las más viejas, y ampliamente usadas, aplicaciones de la energía solar. La técnica más simple y menos costosa es permitir que los cultivos se sequen naturalmente en el campo, o extender los granos y las frutas al sol después de la cosecha. La desventaja de esos métodos es que los cultivos y los granos pueden ser dañados por los pájaros, los roedores, el viento, la lluvia y la contaminación por el polvo arrastrado por el viento y la suciedad.

Los secadores solares más sofisticados hacen lo siguiente:

  • Protegen los granos y las frutas
  • Reducen las pérdidas
  • Secan más rápido y uniformemente
  • Producen un producto de mejor calidad que los que se secan por métodos al aire libre.

Los componentes básicos de un secador solar incluyen un recinto o cobertizo, bandejas de secado seleccionadas o bastidores, y un colector solar. En el calor, en climas áridos, puede que, incluso, el colector no sea necesario. El lado sur del recinto puede ser transparente para permitir que la luz del sol seque el material. El colector puede ser tan simple como una caja transparente con un interior oscuro para absorber la energía solar que calienta el aire. El aire calentado en los colectores solares se mueve, ya sea por convección natural o forzado por un ventilador, hasta que todo el material esté seco. El tamaño del colector y la velocidad del flujo de aire dependen de lo siguiente:

  • La cantidad de material a ser secado
  • El contenido de humedad del material
  • La humedad del aire
  • La cantidad promedio de radiación solar disponible durante la estación seca.

Hay, relativamente, pocos secadores solares de cultivos grandes en los Estados Unidos. Esto es debido a que el costo del colector solar puede ser alto. Además, las velocidades de secado no pueden ser controladas tan fácilmente como con los secadores alimentados por gas natural o por propano. El uso de los colectores en otras épocas del año, como para calentar las edificaciones de las granjas, puede hacer que los secadores solares sean más rentables. Es posible hacer secadores pequeños, de bajo costo, a partir de materiales simples. Esos sistemas pueden ser útiles para secar vegetales y frutas para uso doméstico.

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