Energetická účinnosť a inteligentné využitie energie v chove zvierat

Energetická účinnosť a inteligentné využitie energie v chove zvierat Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft LfL (Bavorský poľnohospodársky inštitút) Institut für Landtechnik und Tierhaltung ILT (Ústav poľnohospodárskej techniky a chovu hospodárskych zvierat) Josef Neiber Bukurešť, 25.11.2014 www.efficiency .Info

Štruktúra Zavedenie energie ako nákladového prvku, energetická účinnosť, vývoj cien Výskumný projekt LfL Zlepšenie energetickej efektívnosti v poľnohospodárstve v Bavorsku Výpočet referenčných hodnôt ako základných údajov pre poradenstvo Vývoj prístupov k úsporám energie z hľadiska nákladovej efektívnosti 1. Vyhodnotenie údajov o spotreba elektriny 2. Merania spotreby energie v poľnohospodárskych podnikoch Prístupy k úsporám energie a zvyšovaniu efektívnosti 3. Energetické poradenstvo a energetický audit v Bavorsku Energetický manažment využitie elektriny z vlastnej výroby Možnosti a limity použitia elektriny z vlastnej výroby (fotovoltaické zariadenia) Neiber-ILT2b 011-2014 015 3

Úspora energie a zvyšovanie energetickej účinnosti Energia ako nákladový prvok ceny energie neustále zvyšuje rastúci energetický dopyt výrobných procesov (mechanizácia, automatizácia, súčasné a budúce technické normy) Účinnosť: Pomer vstup/výstup Poľnohospodárstvo: dosahovanie vynikajúcich výsledkov s najnižšou možnou spotrebou energie Ciele úspory energie Efektívne využitie zdrojov šetriacich fosílne palivá Podpora reštrukturalizácie dodávok a dodávok energie Zníženie nákladov na energiu pri zabezpečení optimálneho výrobného štandardu Opatrenia: technické opatrenia (napr. efektívne zariadenia) z energetického hľadiska) konštruktívne opatrenia (napr. tepelná izolácia) energetické hospodárstvo podniku (napr. riadenie špičkového zaťaženia) Neiber-ILT2b 011-2014 015 4

Porovnanie cien energie na európskej úrovni Ročná spotreba energie 2 500 kwh - 5 000 kwh * Zmena v% (semester 1. 2013/semester 1. 2012) BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.v. Cena s daňami a clami Cena bez daní a ciel Na posúdenie nákladovej záťaže Cena elektriny Hrubý príjem Spotreba elektriny domácnosť Náklady na elektrinu/rok Záťaž energetických nákladov na energiu domácností je relevantná nielen pre absolútne hodnoty energetických nákladov a cien, ale aj ich vývoj a úroveň vo vzťahu k existujúcemu príjmu. Neiber-ILT2b 011-2014 015 5

Vyhodnotenie údajov o spotrebe energie v poľnohospodárskych podnikoch Celková spotreba elektrickej energie vo všetkých 26 439 hodnotených poľnohospodárskych podnikoch je približne 370 GigaWh/a. Pri ťažbách sa celkovo využíva asi 721 136 ha LF. Priemerná spotreba elektriny je 13 984 kwh/rok a priemerná využívaná plocha je 27,27 ha LF. Poľnohospodárske podniky [počet] Mliečny dobytok Chov mliekarenských združení Ostatné druhy kŕmnych plodín Ošípané Spracovateľské združenie Ostatné druhy zmiešaných plodín na ornej pôde Obilniny Zakorenené rastliny Záhradnícke združenie Vinárstvo Ovocné plodiny Spotreba elektriny podľa kategórie Koncentrácia fariem s podobným profilom z hľadiska výroby a poľnohospodárskeho vybavenia v skupinách fariem Spotreba elektriny [kwh/rok] Neiber-ILT2b 011-2014 015 6

Priemerná spotreba elektriny na výkrm podľa veľkostných kategórií podnikov Ø spotreba elektriny na výkrm [kwh/rok] ø r miesto Ø spotreba elektriny 115 kwh/li a Perspektívne údaje podľa EZVO: 40 kwh/li a Disperzia Ø spotreba elektriny (95 všetkých fariem) miesto Medzikvartilové rozpätie Ø spotreby elektriny (50% všetkých fariem) miesto Medián Ø spotreba elektriny miesto Aritmetická hodnota Ø spotreby elektriny miesto PB: približne 115 kwh/li/rok Až 200 201-400 401-600 601-800 801-100 nad 1000 Ø Počet výkrmových ošípaných na chov n = počet hodnotených chovov Neiber-ILT2b 011-2014 015 7

Metrológia, prenos dát a médiá na ukladanie dát Prúdový transformátor a merač Trojfázové a jednofázové elektrické merače Celková spotreba zariadení pripojených k rôznym ochranným spínačom Teplotné senzory Záznamník dát Napájanie Vodomery Neiber-ILT2b 011-2014 015 9

Rozdelenie spotreby energie na jednotlivé funkčné oblasti (SR) Spotreba elektriny na chovnú prasnicu [kwh/sr/rok] Priemerná hodnota Čistenie Osvetlenie Kúrenie Infračervené žiarovky Príprava krmiva Ostatné Vetranie Kŕmenie n = 8 fariem Spotreba oblastí pri výrobe prasiatok Neiber- ILT2b 011-2014 015 10

Spotreba elektriny na dojnicu [kwh/vl/rok] Hodnotenie zberu mlieka v prípade automatizovaného systému dojenia (SMA)/dojného stojana pre dojnice SMA rozptyl spotreby energie: Ø 354 kwh/vl Hodnota priemerná elektrina pri výrobe mlieka SMA n = 6, Ø 102 VL Dojací stojan n = 4, Ø 49 VL Dojiaci robot Čistenie WW nádrže Kompresor Vákuové čerpadlo Chladenie nádrže na mlieko Dojacie stojany: Ø 364 kwh/vl WW čistenie/T/M Chladenie nádrže na mlieko Vákuové čerpadlo Automatický dojiaci systém: 4,1 kwh/100 kg mlieka Smrekový dojací stojan: 4,3 kwh/100 kg mlieka Neiber-ILT2b 011-2014 015 12

Hodnotenie dojárne dojnice Spotreba elektriny na dojnicu [kwh/vl/rok] Rozptyl spotreby elektriny v budovách dojníc Priemerná hodnota Veterné siete Vetranie Čistiaci prostriedok HD Ø 164 kwh/dojnica Skládka/čerpadlo na tekutý hnoj Kartáče na dobytok Vodné čerpadlo n = 8 Osvetlenie Mrazuvzdorné napájačky Automatický podávač Neiber-ILT2b 011-2014 015 14

Dojiace kravy pre dojiarne - osvetlenie Faktory, ktoré ovplyvňujú požadovaný inštalovaný výkon, sú: svetelný výkon, intenzita svetla a účinnosť svietidiel, ako aj odraz obvodového plášťa budovy. Svietidlá Svietidlá Žiarivky Žiarivky Žiarivky Počet svietidiel ks Spotreba/VL Intenzita osvetlenia Doba svietenia Spotreba/VL kwh/vl lux Kovové výbojky + žiarivky Kovové žiarivky LED + žiarivky Žiarivky LED + Prevádzka s programom osvetlenia Neiber-ILT2b 011-2014 015 15

Energetické poradenstvo v Bavorsku LandSchafftEnergie je popredné konzultantské vedenie bavorského ministerstva hospodárstva a životného prostredia, energetiky a technológie, ako aj v potravinárstve, poľnohospodárstve a lesníctve, ktoré podporuje energetickú transformáciu vo vidieckych oblastiach. Poradenská sieť v skratke! Informácie a rady sa poskytujú v nasledujúcich oblastiach: Prechod energie vo vidieckych spoločenstvách Úspora energie a energetická účinnosť v poľnohospodárstve a lesníctve Udržateľné pestovanie energetických rastlín Teplo a elektrina z tuhých palív Mobilita a koncepty motorov na báze biogénneho paliva Elektrina, teplo a bioplynové palivá Komplexné systémové riešenia Veterná energia, fotovoltaika a solárna tepelná energia vo vidieckych oblastiach Neiber-ILT2b 011-2014 015 16

Vypracovanie energetického auditu pre poľnohospodárske podniky Na základe energetického auditu môže konzultant určiť individuálnu energetickú spotrebu farmy. Energetický audit môže slúžiť aj ako základ pre ďalšie poradenstvo. Existujú možnosti vyhodnotenia pre farmy s produkciou mlieka, bravčového mäsa, výkrmom ošípaných a outdoorovými aktivitami. Na základe výsledku je možné vykonať vertikálne porovnanie medzi farmami s vývojom spotreby a nákladov, ako aj horizontálne porovnanie medzi farmami s hodnotením úrovne spotreby elektrickej energie v porovnaní s inými podobnými farmami podľa veľkostných kategórií fariem. Spotreba času: 1/2 h Využitie energetického auditu so začiatkom na jar 2013 Energetické audity hodnotené podľa typu výroby n = 267 podnikov VL MS SR AB Chmeľ TI Vtáky Domy Výsledky hodnotení sú podkladom pre generovanie a overenie predchádzajúcich porovnávacích indexov, ako aj budúci vývoj programov. Hodnotiaci program pre operačné siete Neiber-ILT2b 011-2014 015 17

Argumenty energetického manažmentu v prospech využívania energie z vlastnej výroby Model integrácie trhu s EHS (účinný od apríla 2012): v prípade novo inštalovaných fotovoltaických zariadení je dotovaných ďalších 90 percent z celkového množstva vyrobenej elektriny, čo je stimulom pre spotrebu. elektrina z vlastnej výroby. Ekonomika: Referenčná cena za elektrinu je vyššia ako sadzba odmeny za solárnu energiu podľa EHS. Porovnanie: Elektrická energia vyžadovaná pre chov ošípaných (220 SR) Výroba elektriny fotovoltaické zariadenie (30 kwp) Zdroj: EnBW-PV-Einsp. (EV0) kw/220 SR Namerané hodnoty prevádzka farmy (220 SR) Celková spotreba Fotovoltaický zdroj energie Dodávka energie Dodávatelia energie Obnoviteľné zdroje energie Spotreba energie Hospodárenie s energiou a energetická účinnosť na farme Krivka zaťaženia popisuje vývoj v čase energia vyrobená alebo spotrebovaná v určitom časovom období. Energetický manažment možno okrem iného chápať ako prispôsobenie a optimalizáciu spotreby energie na výrobu energie. Neiber-ILT2b 011-2014 015 18

Množstvá vplyvu na záťažové profily poľnohospodárskeho podniku 1. Výrobné metódy Pre každý typ poľnohospodárskeho podniku, pre každý výrobný proces a dokonca aj pre každý jednotlivý poľnohospodársky podnik existuje individuálny nákladový profil, ktorý sa môže meniť. 2. Sezóna a klimatické podmienky Oblasti spotreby, ktoré podliehajú klimatickým podmienkam (napr. Ventilačný systém), a oblasti spotreby so stálou potrebou elektriny (napr. Krmivo pre zvieratá) 3. Denné obdobie, respektíve tok činnosti Krivky denného zaťaženia označujú vplyv denného času, respektíve toku aktivity na spotrebu elektriny. 4. Technické vybavenie, napr. V jednotkách na výrobu mlieka s odlišným systémom dojenia (automatizovaný systém dojenia, smrek) Neiber-ILT2b 011-2014 015 19

Možnosti optimalizácie spotreby energie z vlastnej výroby 1. Prenos dopytu zo špičiek do normálu Adaptácia pracovného toku (pokiaľ je to možné) na výrobu elektriny 2. Orientácia fotovoltaického zariadenia Predĺženie času zachytávania slnečnej energie východnou orientáciou - nízka nízka produkcia energie 3. Technické vybavenie Automatizácia (automatizované systémy dojenia a kŕmenia, zariadenie na likvidáciu hnoja) 4. Dimenzovanie zariadenia podľa spotreby energie Základné zaťaženie, špičkové zaťaženie 5. Skladovanie systémy akumulácie energie, skladovanie ľadovej vody. Neiber-ILT2b 011-2014 015 20

1. Prenos dopytu zo špičiek na normálnu výrobu ľadovej vody Čerpadlo na mlieko Automatický kŕmny stroj Denná krivka zaťaženia dojacieho stánku (55 dojníc) Vákuové čerpadlo Osvetlenie Kompresor Pohodlie kráv PV čistenie - viac Chladenie FV mlieka - február Fotovoltaická inštalácia: 30 kwp Prenos potreby zariadenia je napojený na chladenie mlieka v obdobiach so zníženou tarifou alebo v prípade použitia fotovoltickej energie z vlastnej výroby v obdobiach so silným slnečným žiarením. Neiber-ILT2b 011-2014 015 21

2. Orientácia fotovoltického systému: Denná krivka zaťaženia pre 55 dojníc so smrekovým dojiacim stojanom Mliečne čerpadlo Vákuové čerpadlo Kompresor Čistenie Chladenie mlieka Automatické napájanie Osvetlenie Kravský komfort FV-východ FV-západ FV-západ FV: 30 kwp Neiber-ILT2b 011-2014 015 22

3. Technické zariadenia: Denná krivka zaťaženia pre 65 dojníc s automatickým dojiacim systémom Denná krivka zaťaženia SAM (65 dojníc) Dojací robot Vákuové čerpadlo Kompresor Čistenie Chladenie mlieka Automatické kŕmenie Osvetlenie Komfortné kravy FV-mai FV-február Neiber-ILT2b 011-2014 015 23

4. Výroba a spotreba solárnej energie v zariadeniach s rôznymi veľkosťami FVE Veľkosť a zameranie FV zariadenia Ročná produkcia Dojacie zariadenie na farme dojníc Počet dojníc Farma na spotrebu elektriny Dojací stánok SAM (dojiaci robot) 70 VL 140 VL 210 VL 70 VL 140 VL 210 VL 30 kwp na juh Spotreba z vlastnej výroby kwh Hmotnosť spotreby prod. vlastné% 70 kwp južná Spotreba z vlastnej výroby kwh Podiel spotreby prod. vlastné% 200 kwp južná Spotreba z vlastnej výroby kwh Podiel spotreby prod. vlastný% 200 kwp estvest Spotreba z vlastnej výroby kwh Podiel spotreby prod. vlastná% Spotreba z vlastnej výroby v kwh Podiel spotreby z vlastnej výroby v% Neiber-ILT2b 011-2014 015 24

5. Skladovanie fotovoltaickej elektriny vo forme ľadovej vody na chladenie mlieka Výroba ľadovej vody môže byť praktickým riešením na skladovanie a využívanie slnečnej energie podľa potreby. Výmena chladiaceho systému mlieka v oblasti dojacieho stánku experimentálnej stanice Grub. Inštalácia predchladiča, nádrže na mlieko s priamym chladením a samostatnej skupiny ľad-voda s objemom mlieka získaným zo štyroch dojení. Na zvýšenie účinnosti bola na vonkajšiu stenu nainštalovaná chladiaca jednotka. Solárna energia alebo sieťové pripojenie Krok 3: Priame chladenie (ak je skladovacia teplota> 5 C Čistenie nádrže Nádrž na mlieko (teplota skladovacieho mlieka 4-5 C) Chladiaca kvapalina (fluidizátor) Kúpiť sor Vetracie čerpadlo 0, 18 KW Nádrž na ľadovú vodu (doba skladovania 48 h) Recirkulačné čerpadlo 1,1-1,35 KW Výmenník tepla Vodné čerpadlo Množstvo Krok 2: Chladenie ľadovou vodou Chladenie mlieka pri skladovacej teplote (