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Januar 2004
© Bernhard Feller 1
Energieeinsparung im Sauenstall
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 AbluftsystemeWilhelm Menken, Menken & Drees, Lüftungstechnik, Coesfeld
Luft-Luft-Wärmetauscher zur WärmerückgewinnungHeinrich Dönselmann-Theile, HDT-Anlagenbau, Diepholz
ab 10 Uhr:
ab ca. 11 Uhr und nachmittags:Beratung in der Baulehrschau, Führung durch die Stallanlagen
Energieverbrauch und Einsparpotenzialim Sauenstall
Bernhard FellerLandwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen
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© Bernhard Feller November 2005
Energie im Schweinestall:Strom: 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 Sommerhohe Leistung im Winter
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Tagesgang des Elektro-Energieverbrauches
0
2
4
6
8
10
12
14
1 4 7 10 13 16 19 22
Mehr oder weniger gleichmäßige Leistungsabnahme mit geringen Spitzen
kW
Zeit
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Jahresgang des Heiz-Energieverbrauches
Hohe Leistung wenig Stunden
Geringe Leistung viel Stunden
15 kW
120 kW
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Strombedarf in der Schweinehaltung
Abferkelstall:Lüftung: Strom 40 – 45 kWh/Platz
Infrarotlampe: Strom 7 – 11 kWh/Wurf
Ferkelaufzucht
Strom 1 - 4 kWh/Ferkel
Schweinemast
Strom 20 - 40 kWh/Mastschwein
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Elektroenergieverbrauch in der Sauenhaltung
4%
59%2%
35%Lüftung
Fütterung
Reinigung
Beleuchtung
insgesamt 90 kWh je Sauenplatz und Jahrohne Heizenergie
Büscher et al. 2005
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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 VentilatorenDatafan Plus – System (EMI) natural flow (Fancom)
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transformatorische Regelung
elektronischeRegelung
Ventilator mit EC Motor
Ventilator mit EinphasenWechselstrom Motor
Drehzahl
spez
ifisch
e Le
istu
ngsa
ufna
hme
W/1.000 m³u.h80
60
40
20
00 400 600 800 1000 1200 1400 min
transformatorischeRegelung mit Dreidraht
Quelle: Niethammer
Leistungsaufnahme verschiedener Regelungen
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Leistungsaufnahme zweier Ventilatoren
Niethammer, DLG
Vollast 8.760 h/a 100 €
Teillast 8.760 h/a 78 €
Vollast 8.760 h/a 87 €
Teillast 8.760 h/a 92 €
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Lüfterlaufleistung
0
10
20
30
40
50
5 bis 20 20 bis 40 40 bis 60 60 bis 80 80 bis 90 über 90
Istwert der Lüftung %
Abteil1 Abteil 2Abteil 3 Abteil 4Abteil 5
% der Jahresstunden
40 43 12 4 1 1 %% der Jahresstunden
80 % 20 %
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21 390100
790
403
8 620100
46,8100
Quelle:S. Pedersen, DK, SJF, 1999
Drehzahl min-1 821 814 805 832Leistungs-aufnahme
W 390 390 401 378
Volumen-strom
m3 /h%
5 87068
6 09071
9 410109
10 930127
SpezifischerVolumenstrom
m3/kWh%
15 05070
15 62073
23 470110
28 920135
SpezifischeLeistungs-aufnahme
W / 1000 m3
h-1
%
66,4142
64137
42,691
34,674
Abluftgestaltung und Energiekonsum
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Strombedarf für Fütterungsanlagen:
nach G. Schmitt-Pauksztat, W. Büscher, Bonn, ergänzt
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
Jahreskosten pro Sau für den Futtertransport
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Einsparung durch Tarifgestaltung
Energieverbrauch: 55.000 kWh Strom/Jahr
IST: HT-Zeit 4:00 bis 22:00 Uhr 18 Stunden je Tag 15,28 Ct/kWhNT-Zeit 22:00 bis 4:00 Uhr 6 Stunden je Tag 9,37 Ct/kWhStromkosten: 7.591 €/a
Plan: HT-Zeit 6:00 bis 19:00 Uhr 13 Stunden je Tag 16,28 Ct/kWhNT-Zeit 19:00 bis 6:00 Uhr 11 Stunden je Tag 10,37 Ct/kWh+ Wochenende, Feiertage: 24 Stunden je TagStromkosten: 6.435 €/a
Einsparung durch Tarifgestaltung: 1.156 €/a
- 15%
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Heizenergieverbrauch in der SchweinehaltungSauenstall:Ferkelnest: Strom 40 – 45 kWh/Wurf
WW 65 – 70 kWh/Wurf
Infrarotlampe: Strom 7 – 11 kWh/Wurf
Raumheizung: 60 – 80 kWh/Platz
Ferkelaufzucht
Heizung: 20 – 28 kWh/Ferkel
Schweinemast
Heizung: 20 – 28 kWh/Mastschwein
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Wärmebedarf je Stallplatz und JahrAbferkelstall:Ferkelnestbeheizung: 680 kWh/Platz
Raumheizung: 180 kWh/Platz
Deck- und Wartestall: 160 kWh/Platz
Sauenstall: 330 kWh/Platz
Ferkelaufzucht: 170 kWh/Platz
Schweinemast: 70 kWh/Platz
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Wärmebedarf eines Sauenbetriebes ca. 330 Sauen
Abferkelstall: 80 Abferkelbuchten 68.800 kWh
Deck- und Wartestall: 260 Plätze 18.200 kWh
Ferkelaufzuchtstall: 1.300 Plätze 217.600 kWh
Gesamtwärmebedarf: 305.000 kWh
Dies entspricht einer Heizölmenge von: ca. 34.000 l
oder ca. 18.000 € (0,53 Ct/l)
oder ca. 54 €/Sau
Anteil an den Direktkosten: ca. 6 – 8 %
Anteil an den Gesamtkosten: ca. 3 – 5 %
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Nutzenergiebedarf bis zum 21. Lebenstag
64 kWh
43 kWh
243 kWh
98 kWh
Nutzenergie je Wurf
3,39 €Polymerbetonplatten Warmwasser
5,98 €Kunststoffplatten
elektrisch
13,58 €Gasinfrarotstrahler
13,62 €Elektroinfrarotstrahler
Kosten je WurfSystem
de Baey-Ernsten et al.; ergänzt
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Energieverbrauch und Energiekosten im Abferkelstall
Strom: 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%
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Energieverbrauch verschiedener Betriebe-Auswertung aus ca. 110 Durchgängen-
0
5
10
15
20
25
30
35
A B C D E F0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Wärme Strom
Wärme kWh je Ferkel Strom kWh je Ferkel
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Wärmebedarf je Ferkel und Heizleistung für einen 1.200er Aufzuchtstall im Laufe eines Jahres
0
5
10
15
20
25
30
35
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez0
10
20
30
40
50
60
70
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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: 234 293 351 W 3 – 4%
Wärmeverlust Decke: 732 732 732 W 8 – 9%
Wärmeverlust Lüftung 10 kg: 3960 3960 3960 WWärmeverlust Lüftung 20 kg: 7440 7440 7440 W 87%
Gesamtwärmeverluste: 8406 8465 8523 W
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Twinrohre/Siedewasserrohre
Einsparpotenzial durch Abdeckung: bis 30%
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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
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Heizungssysteme für die FerkelerzeugungWärmeverteilung
Warmwasser StrahlungLuft
Fußbodenheizung
Alu-Profilrohre
EisenrohreHeizkörper
GaskanoneGaskonvektorGebläsekonvektor
Warmlufterzeuger
Infrarotlampen
GasstrahlerDunkelstrahler
Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, altern. Energien
Heizöl,Erdgas, Flüssiggas
Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Strom
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Warmwasserheizungen
Gute Regelbarkeit
Sehr gute Stallluftqualität
Einsatz preiswerter Energieträger
Kopplung verschiedener Energieträger an einem Wärmeverteilsystem
Aufwändige Wärmeverteil- und Regeltechnik
Wärmeverluste beim Wärmetransport
Einrichtung aufwändiger Energielager
Vorteile Nachteile
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Kostenvergleich verschiedener Energieträger
3,6117 €/dt4,7 kWh/kgHackschnitzel
Solarthermie
3,60
2,38
1,46
6,45
5,59
4,08
5,30
9,71
15,28
Energie Cent/kWh
18 €/dt5,0 kWh/kgHolzpellets
38 Cent/l6,8 kWh/lFlüssiggas
60 Cent/l9,3 kWh/lRapsöl
6 €/dt4,1 kWh/kgStroh
10 €/dt4,2 kWh/kgGetreide
40 Cent/m³9,8 kWh/m³Erdgas
52 Cent/l9,8 kWh/lHeizöl
NT1,0 kWhStrom
HT1,0 kWhStrom
PreisEnergiegehalt
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Kostenvergleich verschiedener Energieträger
12,00
3,07
1,35
3,72
3,90
1,01
0,58
0,83
Anlage Cent/kWh
12,00
6,68
4,95
6,10
5,36
6,60
4,66
6,13
Gesamt Cent/kWh
3,6117 €/dt4,7 kWh/kgHackschnitzel
Solarthermie
3,60
2,38
1,46
6,45
5,59
4,08
5,30
9,71
15,28
Energie Cent/kWh
18 €/dt5,0 kWh/kgHolzpellets
38 Cent/l6,8 kWh/lFlüssiggas
60 Cent/l9,3 kWh/lRapsöl
6 €/dt4,1 kWh/kgStroh
10 €/dt4,2 kWh/kgGetreide
40 Cent/m³9,8 kWh/m³Erdgas
52 Cent/l9,8 kWh/lHeizöl
NT1,0 kWhStrom
HT1,0 kWhStrom
PreisEnergiegehalt
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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
© Bernhard Feller November 2005
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit....Vielen Dank für die Aufmerksamkeit....