Energieverbrauch und Einsparpotenzial im Sauenstall

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1 Energieeinsparung im Sauenstall ab 10 Uhr: Energieverbrauch und Einsparpotenzial im Sauenstall Bernhard Feller, Landwirtschaftskammer NRW Mit korrekter Einstellung der Regelgeräte die Luftraten dem Bedarf anpassen Rolf Feldmann, Landwirtschaftskammer NRW Energiesparene Ventilatoren und Abluftsysteme Wilhelm Menken, Menken & Drees, Lüftungstechnik, Coesfeld Luft-Luft-Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung Heinrich Dönselmann-Theile, HDT-Anlagenbau, Diepholz ab ca. 11 Uhr und nachmittags: Beratung in der Baulehrschau, Führung durch die Stallanlagen Energieverbrauch und Einsparpotenzial im Sauenstall Bernhard Feller Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen

2 Energie im Schweinestall: : für Beleuchtung und für den Antrieb von Motoren in Fütterungsanlagen, Ventilatoren, Hochdruckreinigern, Entmistungen und Güllepumpen Bereitstellung durch EVU und/oder BHKW Kennzeichen: gleichmäßige Abnahme mit geringen Leistungsspitzen Wärme: zum Ausgleich der Wärmeverluste durch das Stallgebäude und durch die Lüftung zur Beheizung des Ferkelnestes Bereitstellung durch Heizungsanlage mit Heizöl, Flüssiggas, Erdgas, regenerative Brennstoffe, BHKW Kennzeichen: geringe Leistung im Sommer hohe Leistung im Winter Tagesgang des Elektro-Energieverbrauches kw Mehr oder weniger gleichmäßige Leistungsabnahme mit geringen Spitzen Zeit

3 Jahresgang des Heiz-Energieverbrauches 120 kw Hohe Leistung wenig Stunden Geringe Leistung viel Stunden 15 kw bedarf in der Schweinehaltung Abferkelstall: Lüftung: kwh/platz Infrarotlampe: 7 11 kwh/wurf Ferkelaufzucht Schweinemast 1-4 kwh/ferkel kwh/mastschwein

4 Elektroenergieverbrauch in der Sauenhaltung insgesamt 90 kwh je Sauenplatz und Jahr ohne Heizenergie Fütterung 2% 35% Beleuchtung 59% Lüftung 4% Reinigung Büscher et al Energieeinsparung in der Lüftungsanlage Optimierung der Zu- und Abluftkanäle Sauberkeit der Lüftungsanlage Abstimmung Ventilator und Regelung Energiesparende Ventilatoren Anpassen der Luftraten an den Lüftungsbedarf Gruppenschaltung von Ventilatoren Datafan Plus System (EMI) natural flow (Fancom)

5 Leistungsaufnahme verschiedener Regelungen W/1.000 m³u.h 80 elektronische Regelung Ventilator mit Einphasen Wechselstrom Motor 60 transformatorische Regelung spezifische Leistungsaufnahme transformatorische Regelung mit Dreidraht Ventilator mit EC Motor min Drehzahl Quelle: Niethammer Leistungsaufnahme zweier Ventilatoren Vollast h/a 87 Teillast h/a 92 Vollast h/a 100 Teillast h/a 78 Niethammer, DLG

6 Lüfterlaufleistung % der Jahresstunden Abteil1 Abteil 2 Abteil 3 Abteil 4 Abteil % % der Jahresstunden 5 bis bis bis bis bis 90 über 90 Istwert der Lüftung % 80 % 20 % Abluftgestaltung und Energiekonsum Quelle: S. Pedersen, DK, SJF, 1999 Drehzahl min Leistungsaufnahme Volumenstrom Spezifischer Volumenstrom Spezifische Leistungsaufnahme W m 3 /h % m 3 /kwh % W / 1000 m 3 h -1 % , , , ,6 74

7 bedarf für Fütterungsanlagen: Jahreskosten pro Sau für den Futtertransport Seilförderer: 1,08 Wh/kg Trockenfutter 20,6 Ct/Sau Flüssigfütterung: 2,97 Wh/kg Trockenfutter 56,7 Ct/Sau Druckluft: 18,81 Wh/kg Trockenfutter 359,2 Ct/Sau Spiralförderer: 0,25 Wh/kg Trockenfutter 4,7 Ct/Sau Abruffütterung: 1,21 Wh/kg Trockenfutter 23,1 Ct/Sau Futterbedarf 12,5 dt/sau und Jahr, 15,28 Ct/kWh nach G. Schmitt-Pauksztat, W. Büscher, Bonn, ergänzt Einsparung durch Tarifgestaltung Energieverbrauch: kwh /Jahr IST: HT-Zeit 4:00 bis 22:00 Uhr 18 Stunden je Tag 15,28 Ct/kWh NT-Zeit 22:00 bis 4:00 Uhr 6 Stunden je Tag 9,37 Ct/kWh kosten: /a Plan: HT-Zeit 6:00 bis 19:00 Uhr 13 Stunden je Tag 16,28 Ct/kWh NT-Zeit 19:00 bis 6:00 Uhr 11 Stunden je Tag 10,37 Ct/kWh + Wochenende, Feiertage: 24 Stunden je Tag kosten: /a Einsparung durch Tarifgestaltung: /a - 15%

8 Heizenergieverbrauch in der Schweinehaltung Sauenstall: Ferkelnest: kwh/wurf WW kwh/wurf Infrarotlampe: 7 11 kwh/wurf Raumheizung: kwh/platz Ferkelaufzucht Heizung: Schweinemast Heizung: kwh/ferkel kwh/mastschwein Wärmebedarf je Stallplatz und Jahr Abferkelstall: Ferkelnestbeheizung: Raumheizung: Deck- und Wartestall: 680 kwh/platz 180 kwh/platz 160 kwh/platz Sauenstall: 330 kwh/platz Ferkelaufzucht: 170 kwh/platz Schweinemast: 70 kwh/platz

9 Wärmebedarf eines Sauenbetriebes ca. 330 Sauen Abferkelstall: 80 Abferkelbuchten kwh Deck- und Wartestall: 260 Plätze kwh Ferkelaufzuchtstall: Plätze kwh Gesamtwärmebedarf: kwh Dies entspricht einer Heizölmenge von: ca l oder ca (0,53 Ct/l) oder ca. 54 /Sau Anteil an den Direktkosten: ca. 6 8 % Anteil an den Gesamtkosten: ca. 3 5 % Nutzenergiebedarf bis zum 21. Lebenstag System Nutzenergie je Wurf Kosten je Wurf Elektroinfrarotstrahler 98 kwh 13,62 Gasinfrarotstrahler 243 kwh 13,58 Kunststoffplatten elektrisch 43 kwh 5,98 Polymerbetonplatten Warmwasser 64 kwh 3,39 de Baey-Ernsten et al.; ergänzt

10 Energieverbrauch und Energiekosten im Abferkelstall : 45 kwh je Wurf x 15,28 Ct/kWh = 6,88 /Wurf 6,88 /Wurf x 2,35 Würfe je Sau und Jahr = 16,16 je Sau Warmwasser: 65 kwh je Wurf x 5,3 Ct/kWh x 85% = 4,05 /Wurf 4,05 /Wurf x 2,35 Würfe je Sau und Jahr = 9,52 je Sau Differenz: 6,64 je Sau - 41% Energieverbrauch verschiedener Betriebe -Auswertung aus ca. 110 Durchgängen Wärme kwh je Ferkel kwh je Ferkel 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 A B C D E F 0 Wärme

11 Wärmebedarf je Ferkel und Heizleistung für einen 1.200er Aufzuchtstall im Laufe eines Jahres Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 0 Wärmeverluste durch die Bauteile: Beispiel: 120 Ferkel je Abteil; Abteilmaß: 5,60 m x 8,60 m; Höhe: 2,75 m Außentemperatur: -10 C; Raumtemperatur: 28 C U-Wert der Außenwand: 0,40 0,50 0,60 W/m²K U-Wert der Decke: 0,40 0,40 0,40 W/m²K Wärmeverlust Wand: W 3 4% Wärmeverlust Decke: W 8 9% Wärmeverlust Lüftung 10 kg: W Wärmeverlust Lüftung 20 kg: W 87% Gesamtwärmeverluste: W

12 Twinrohre/Siedewasserrohre Einsparpotenzial durch Abdeckung: bis 30% Energiefresser im Heizbetrieb: Management der Heizungsanlage Einstellung Anfangstemperatur Lüftung und Beginn Heizung Anordnung des Temperaturfühlers im Abteil Anordnung der Heizkörper/Heizung Zulufttemperatur im Zentralgang Kalibrierung des Temperaturfühlers Einstellung der Zuluft- bzw. Abluftklappen Verluste durch ungedämmte Vor- und Rückläufe der Wärmeverteilung weite Wege von der Heizung bis zum Verbraucher zu hohe Vorlauftemperaturen

13 Heizungssysteme für die Ferkelerzeugung Wärmeverteilung Warmwasser Luft Strahlung Fußbodenheizung Alu-Profilrohre Eisenrohre Heizkörper Gaskanone Gaskonvektor Gebläsekonvektor Warmlufterzeuger Infrarotlampen Gasstrahler Dunkelstrahler Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, altern. Energien Heizöl,Erdgas, Flüssiggas Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Warmwasserheizungen Vorteile Nachteile Gute Regelbarkeit Sehr gute Stallluftqualität Einsatz preiswerter Energieträger Kopplung verschiedener Energieträger an einem Wärmeverteilsystem Aufwändige Wärmeverteil- und Regeltechnik Wärmeverluste beim Wärmetransport Einrichtung aufwändiger Energielager

14 Kostenvergleich verschiedener Energieträger Energiegehalt Preis Energie Cent/kWh 1,0 kwh HT 15,28 1,0 kwh NT 9,71 Heizöl 9,8 kwh/l 52 Cent/l 5,30 Erdgas 9,8 kwh/m³ 40 Cent/m³ 4,08 Flüssiggas 6,8 kwh/l 38 Cent/l 5,59 Rapsöl 9,3 kwh/l 60 Cent/l 6,45 Stroh 4,1 kwh/kg 6 /dt 1,46 Getreide 4,2 kwh/kg 10 /dt 2,38 Holzpellets 5,0 kwh/kg 18 /dt 3,60 Hackschnitzel 4,7 kwh/kg 17 /dt 3,61 Solarthermie Kostenvergleich verschiedener Energie Energieträger Anlage Energiegehalt Preis Gesamt Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh 1,0 kwh HT 15,28 1,0 kwh NT 9,71 Heizöl 9,8 kwh/l 52 Cent/l 5,30 0,83 6,13 Erdgas 9,8 kwh/m³ 40 Cent/m³ 4,08 0,58 4,66 Flüssiggas 6,8 kwh/l 38 Cent/l 5,59 1,01 6,60 Rapsöl 9,3 kwh/l 60 Cent/l 6,45 Stroh 4,1 kwh/kg 6 /dt 1,46 3,90 5,36 Getreide 4,2 kwh/kg 10 /dt 2,38 3,72 6,10 Holzpellets 5,0 kwh/kg 18 /dt 3,60 1,35 4,95 Hackschnitzel 4,7 kwh/kg 17 /dt 3,61 3,07 6,68 Solarthermie 12,00 12,00

15 Fazit zuerst durch Optimierung der vorhandenen Technik Energiekosten senken bei Neu- und Ersatzinvestitionen den spezifischen Energieverbrauch beachten genaue Ermittlung und Analyse des Energieverbrauchs und des Jahresganges des Energieverbrauchs Tarifverträge mit dem EVU überprüfen Investition in Warmwasserheizsysteme erlaubt den Austausch des Energieträgers Vielen Dank für die Aufmerksamkeit...