Енергийна ефективност и интелигентно използване на енергия в животновъдството - PDF
Енергийна ефективност и интелигентно използване на енергия в животновъдството Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft LfL (Баварски институт по земеделие) Institut für Landtechnik und Tierhaltung ILT (Институт за селскостопанско инженерство и животновъдство) Йозеф Нейбер Букурещ, 25.11.2014 германия -ефективност .info
Структура Въвеждане на енергията като елемент на разходите, енергийна ефективност, развитие на цените Изследователски проект LfL Подобряване на енергийната ефективност в селското стопанство в Бавария Изчисляване на еталони като основни данни за консултации Разработване на подходи за енергоспестяване от гледна точка на рентабилност 1. Оценка на данните за потребление на електроенергия 2. Измервания на потреблението на енергия в земеделските стопанства Подходи за енергоспестяване и повишаване на ефективността 3. Консултации в областта на енергетиката и енергиен одит в Бавария Използване на електроенергия от електричество от собствено производство Възможности и ограничения за използване на електроенергия от собствено производство (фотоволтаични инсталации) Neiber-ILT2b 011-2014 015 3
Енергоспестяване и повишаване на енергийната ефективност Енергията като елемент на разходите цените на енергията непрекъснато увеличават нарастващото енергийно търсене на производствените процеси (механизация, автоматизация, настоящи и бъдещи технически стандарти) Ефективност: Съотношение на входа/продукцията Селско стопанство: постигане на отлични резултати с възможно най-ниско потребление на енергия Цели за енергоспестяване Ефективно използване на ресурси, спестяващи изкопаеми горива Подпомагане на преструктурирането на енергийните доставки и снабдяване Намаляване на енергийните разходи при осигуряване на оптимален производствен стандарт Мерки: технически мерки (напр. ефективни инсталации от енергийна гледна точка) конструктивни мерки (напр. топлоизолация) управление на енергията на стопанството (напр. управление на пиково натоварване) Neiber-ILT2b 011-2014 015 4
Сравнение на цените на енергията на европейско ниво Годишно потребление на енергия 2500 kwh-5000 kwh * Промяна в% (семестър 1 2013/семестър 1 2012) BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.v. Цена с данъци и мита Цена без данъци и мита За оценка на тежестта на разходите Цена на електроенергия Брутен доход Консумация на електроенергия домакинство Разходи за електроенергия/година Тежестта на енергийните разходи на енергията на частните домакинства е важна не само абсолютните стойности на енергийните разходи и цени, но и тяхното развитие и ниво спрямо съществуващия доход. Neiber-ILT2b 011-2014 015 5
Оценка на данните за енергийното потребление на земеделските стопанства Общото потребление на електроенергия от всички 26 439 оценени земеделски стопанства е приблизително 370 GigaWh/годишно. Експлоатацията експлоатира общо около 721 136 ха LF. Средното потребление на електроенергия е 13 984 kwh/a, а средната експлоатирана площ е 27,27 ha LF. Земеделски стопанства [брой] Млечни говеда Развъждане на млечни асоциации Други видове фуражни култури Свине Преработващо дружество Други видове смесени обработваеми култури Зърнени култури Вкоренени растения Градинско сдружение Лозарство Плодови култури Потребление на електроенергия по категории Концентрация на ферми с подобен профил по отношение на производството и селскостопанското оборудване в групи ферми Потребление на електроенергия [kwh/година] Neiber-ILT2b 011-2014 015 6
Средно потребление на електроенергия на място за угояване по категории на стопанствата Ø потребление на електроенергия на място за угояване [kwh/година] ø r място Ø потребление на електроенергия 115 kwh/li a Перспективни данни съгласно ЕАСТ: 40 kwh/li a Дисперсия Ø потребление на електроенергия (95 от всички стопанства) място Интерквартилен диапазон от потребление на електроенергия Ø (50% от всички стопанства) място Медиана Ø потребление на електроенергия място Аритметична стойност Ø на потреблението на електроенергия място PB: приблизително 115 kwh/li/година До 200 201-400 401-600 601-800 801-100 над 1000 Ø Брой угоени свине на стопанство n = брой оценени стопанства Neiber-ILT2b 011-2014 015 7
Метрология, пренос на данни и носители за съхранение на данни Токов трансформатор и измервателен уред Трифазни и еднофазни електромери Обща консумация на устройства, свързани към различни защитни превключватели Температурни сензори Регистратор на данни Захранване Водомери Neiber-ILT2b 011-2014 015 9
Разпределение на потреблението на енергия в отделни функционални зони (SR) Консумация на електроенергия на разплодна свиня [kwh/sr/година] Средна стойност Почистване Осветление Отопление Инфрачервени лампи Подготовка на фуража Друго Вентилация Хранене n = 8 ферми Площи на потребление при производството на прасенца Neiber- ILT2b 011-2014 015 10
Потребление на електроенергия на млечна крава [kwh/vl/година] Оценка на събирането на мляко при автоматизирана доилна система (SMA)/доилна станция за млечни крави Дисперсия на потреблението на енергия SMA: Ø 354 kwh/vl Стойност средно електричество в производството на мляко SMA n = 6, Ø 102 VL Доилна стойка n = 4, Ø 49 VL Доилен робот Почистване на резервоара за WW Компресор Вакуумна помпа Охлаждане на резервоара за мляко Доилна стойка: Ø 364 kwh/vl Почистване на WW/T/M Охлаждане на резервоара за мляко Вакуумна помпа Автоматична доилна система: 4,1 kwh/100 kg мляко Стенна доилна поставка: 4,3 kwh/100 kg мляко Neiber-ILT2b 011-2014 015 12
Оценка на доилна зала млечни крави Потребление на електроенергия на млечна крава [kwh/vl/година] Дисперсия на потреблението на електроенергия в сгради млечни крави Средна стойност Вятърни мрежи Вентилационен препарат HD Ø 164 kwh/млечна крава Изхвърляне на боклук помпа за течен тор Четки за говеда Водна помпа n = 8 Осветление Поилки за защита от замръзване Автоматична машина за подаване Neiber-ILT2b 011-2014 015 14
Доилни крави потребителски доилен салон - осветление Факторите, които оказват влияние върху необходимата инсталирана мощност, са: светлинната мощност, интензивността на светлината и ефективността на осветителните тела, както и отражението на обвивката на сградата. Осветителни тела Осветителни тела Флуоресцентни лампи Флуоресцентни лампи Флуоресцентни лампи Брой осветителни тела бр. Потребление/VL Интензивност на светлината Време на осветление Потребление/VL kwh/vl lux Метални парни лампи + флуоресцентни лампи Метални флуоресцентни лампи LED + флуоресцентни лампи LED + флуоресцентни лампи Работа с Neiber-ILT2b програма за осветление 011-2014 015 15
Енергийната консултация в Бавария LandSchafftEnergie е водещата консултантска консултация на баварското министерство на икономиката и околната среда, енергетиката и технологиите, както и за храните, земеделието и горите, която насърчава енергийния преход в селските райони. Консултантска мрежа с един поглед! Предоставят се информация и съвети за следните области: Енергиен преход в селските общности Икономия на енергия и енергийна ефективност в селското и горското стопанство Устойчиво отглеждане на енергийни инсталации Топлина и електричество от твърди горива Мобилност и концепции за двигатели, базирани на биогенно гориво Електричество, топлина и биогоривни горива Комплексни системни решения Вятърна енергия, фотоволтаици и слънчева топлинна енергия в селските райони Neiber-ILT2b 011-2014 015 16
Разработване на енергиен одит за земеделските стопанства Въз основа на енергийния одит, консултантът може да определи индивидуалното енергийно потребление на фермата. Енергийният одит може да служи и като основа за допълнителни консултации. Има възможности за оценка на ферми с производство на мляко, производство на свинско месо, угояване на свине и дейности на открито. Въз основа на резултата могат да се правят вертикални сравнения между стопанствата с развитието на потреблението и разходите, както и хоризонтални сравнения между стопанства с оценка на нивото на потребление на електроенергия в сравнение с други подобни стопанства по категории на стопанствата. Потребление на време: 1/2 ч. Използване на енергиен одит, започващ през пролетта на 2013 г. Енергийни одити, оценени според производствения тип n = 267 стопанства VL MS SR AB Хмел TI Birds Houses Резултатите от оценките са основата за генериране и проверка на предишните индекси за сравнение както и бъдещото развитие на програмите. Програма за оценка на оперативните мрежи Neiber-ILT2b 011-2014 015 17
Аргументи за енергиен мениджмънт в полза на използването на енергия от собственото производство на модел за интеграция на пазара на ЕИО (в сила от април 2012 г.): в случай на новоинсталирани фотоволтаични инсталации, други 90% от общото количество произведена електроенергия се субсидира, което е стимул за потреблението електричество от собствено производство. Икономика: Референтната цена за електроенергия е по-висока от квотата за възнаграждение за слънчева енергия съгласно Сравнението на ЕИО: Необходима електроенергия за свинеферма (220 SR) Фотоволтаична инсталация за производство на електроенергия (30 kwp) Източник: EnBW-PV-Einsp. (EV0) kw/220 SR Измерени стойности фермерска практика (220 SR) Общо потребление Фотоволтаична електроцентрала Електроснабдяване Доставчици на енергия Възобновяеми енергийни източници Консумация на енергия Управление на енергията и енергийна ефективност във фермата Кривата на натоварване описва развитието във времето на мощност, генерирана или консумирана за определен период от време. Управлението на енергията може да се разбира, наред с други неща, като адаптиране и оптимизиране на потреблението на енергия към производството на енергия. Neiber-ILT2b 011-2014 015 18
Количества на влияние върху профилите на натоварване на стопанството 1. Методи на производство За всеки вид стопанство, за всеки производствен процес и дори за всяко отделно стопанство има индивидуален профил на натоварване, който подлежи на промяна. 2. Сезон и климатични условия Области на потребление, които са подчинени на климатичните условия (напр. Вентилационна система) и области на потребление с постоянна нужда от електричество (напр. Храна за животни) 3. Период от деня, съответно потокът на активността Кривите на ежедневното натоварване показват влиянието на времето на деня, съответно на потока на активността върху потреблението на електроенергия. 4. Техническо оборудване, напр. В звена за производство на мляко с различна доилна система (автоматизирана доилна система смърч)
Възможности за оптимизиране на потреблението на енергия от собствено производство 1. Прехвърляне на търсенето от пикови периоди към нормално Адаптиране на работния поток (ако е възможно) към производство на електричество 2. Ориентация на фотоволтаичната инсталация Удължаване на времето за улавяне на слънчевата енергия чрез източна ориентация -ниско производство на по-ниска енергия 3. Автоматизация на техническото оборудване (автоматизирани системи за доене и хранене, инсталация за изхвърляне на оборски тор) 4. Оразмеряване на централата според потреблението на енергия системи за акумулиране на енергия, съхранение на ледена вода. Neiber-ILT2b 011-2014 015 20
1. Прехвърляне на търсенето от пиковите периоди към нормалното производство на ледена вода Млечна помпа Автоматична машина за подаване Ежедневна крива на натоварване за доене (55 млечни крави) Вакуумна помпа Осветление Компресор Крава комфорт PV почистване - повече PV охлаждане на мляко - февруари Фотоволтаична инсталация: 30 kwp Прехвърлянето на нуждите на инсталацията се полива за охлаждане на млякото в периоди с намалена тарифа или, в случай на използване на фотоволтаична енергия от собствено производство, в периоди с висока слънчева радиация. Neiber-ILT2b 011-2014 015 21
2. Ориентация на фотоволтаичната система: Дневна крива на натоварване за 55 млечни крави със стойка за доене на смърч Млечна помпа Вакуумна помпа Компресор Почистване Млечно охлаждане Автоматично подаване Осветление Комфорт на кравата FV-изток FV-запад FV-запад FV: 30 kwp Neiber-ILT2b 011-2014 015 22
3. Технически инсталации: Ежедневна крива на натоварване за 65 млечни крави с автоматизирана доилна система SAM дневна крива на натоварване (65 млечни крави) Доен робот Вакуумна помпа Компресор Почистване Млечно охлаждане Автоматично хранене Осветление Комфорт Крави FV-mai FV-февруари Neiber-ILT2b 011-2014 015 23
4. Производство и потребление на слънчева енергия в инсталации с различни PV размери Инсталационен размер и ориентация на PV Годишно производство Млечна ферма доилно оборудване Брой млечни крави Ферма за потребление на електроенергия Стойка за доене SAM (доилен робот) 70 VL 140 VL 210 VL 70 VL 140 VL 210 VL 30 kwp юг Консумация от собствено производство kwh Тегло на консумацията прод. собствен% 70 kwp юг Потребление от собствено производство kwh Дял на потребление прод. собствен% 200 kwp юг Потребление от собствено производство kwh Дял на потребление прод. собствен% 200 kwp estvest Потребление от собствено производство kwh Дял на потребление прод. собствен% Потребление от собствено производство в kwh Дял на потребление от собствено производство в% Neiber-ILT2b 011-2014 015 24
5. Съхранение на фотоволтаично електричество под формата на ледена вода за охлаждане на млякото Производството на ледена вода може да бъде практично решение за съхранение и използване на слънчева енергия според нуждите. Подмяна на системата за охлаждане на млякото в района на доилния щанд на експериментална станция Grub. Инсталиране на предварителен охладител, директно охлаждащ резервоар за мляко и отделна група ледена вода с обем за съхранение на мляко, получено от четири доения. За да се увеличи ефективността, на външната стена е инсталиран охладител. Слънчева енергия или мрежово свързване, ако е необходимо Стъпка 3: Директно охлаждане (ако температурата на съхранение> 5 C Почистване на резервоара Резервоар за мляко (температура на съхранение на мляко 4-5 C) Охлаждаща течност (флуидизатор) Купете сорт Вентилационна помпа 0, 18 KW Резервоар за ледена вода (време за съхранение 48 часа) Рециркулационна помпа 1,1-1,35 KW Топлообменник Водна помпа Количество Стъпка 2: Охлаждане с ледена вода Охлаждане на млякото при температура на съхранение (