Vergleich von Kapazität und

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1 Eidgenössisches Departement für Wirtschaft, Bildung und Forschung WBF Agroscope Vergleich von Kapazität und Kosten verschiedener Unterdachtrocknungsverfahren Franz Nydegger, Gotthard Wirleitner 19. Alpenländisches Expertenforum 214 2

2 Notwendiger Wasserentzug bei der Dürrfutterbereitung 3 Wasserentzug bei 6 % TM Wasserentzug [g/m3] % rel. F. 5 % rel. F. 6 % rel. F. 7 % rel. F. 8 % rel. F. 9 % rel. F. Lufttemperatur [ C] Nach Baumgartner 4

3 Berechnung Wasserentzug Berechnung des Wasserentzuges nach Baumgartner: A = Sättigungsdefizit der Trocknungsluft in g/m 3 B = TM-Gehalt des Futters in % C = Wasserentzug in g/m 3 C = * A.495 * B 5 Berechnungen zur Einfuhrmenge Futter-Fläche FF ha TM pro ha TM ha kg/ha Flächen-Ertrag TM TM F kg = FF*TM/ha Wasserlast WL kg/ m 2 Stock S m 2 TM End TM E % TM Anfang TM A % = TM F / F A *1 TM Anfang TM A % = FF*TM ha /(TM F /(1-TM E /1)+S*WL)*1 WL-Stock WL S kg = WL*S Futter Anfang F A kg = H+WL S = TM F /(1-TM E /1)+S*WL Trocknungszeit Z T h Charge tragbar = (Z T /75)*(WL S /65)<

4 Steigerung der Trocknungskapazität Sonnenkollektoren (Sonnendach) inkl. PV Doppelnutzung, elektrisch und thermisch Luftentfeuchter (Wärmepumpen) Warmluftofen (Öl) Holzheizung (Schnitzel oder Stückgut) 7 Annahmen Vergleich Beispielbetrieb Dürrfutterbereitung für 6 Milchkühe Ration von 17 kg Trockensubstanz (TM) Dürrfutter pro Kuh und Tag Winterfütterungstage 17 Dürrfutterbedarf von rund 17 Tonnen (t) TM pro Jahr Ertrag von 19 ha Naturwiese (mittelintensiv 6 m ü M 9 t TM/ha Jahr) 4 Schnitte (üblich 35 %, 3%, 2%, 15%) Vergleich vereinfachend 1 Schnitt 3 Chargen total 9 Chargen 8

5 Belüftungsanlagen Bei allen Verfahren Heustockfläche 2 x 15 m 2 Stockvolumen 14 m 3 Max. Füllhöhe 5 m Automatische Steuerungen Einfuhr-TM 6 % 9 Verfahren für die Trocknung Kaltbelüftung (KB) Belüftung ausgerüstet mit Sonnenkollektoren (Soko) Belüftung mit Luftentfeuchter kombiniert mit Sonnenkollektoren (LE+Soko) Spezielle Auslegungen KB und Soko beide Stöcke gleichzeitig betrieben Soko 75 % «warm» 25 % «kalt» betrieben, beide Stöcke gleichzeitig betrieben LE+Soko, Soko (3 m 2 ) und LE (32 kw), je 5 % Einsatz Stöcke werden nacheinander betrieben 1

6 Berechnungen Auslegung-Heubelüftung (Excel Agroscope) Trocknungskapazität und Energiebedarf und Kosten (boxenkalk G. Wirleitner) Anlagepreise (Angaben Beratung) Jahreskosten (exkl. Betriebskosten -> oben) Amortisation 5.% Zins 2.5% Reparatur 1.5% Versicherung.2% 11 Investitionsbedarf 16' 14' 12' 1' 8' 6' 4' Luftentfeuchter Soko Ventilatoren Arbeit Belüftungsbox 2' 12

7 Jahreskosten 3' 25' 2' 15' 1' 5' Energiekosten 9 Chargen Versicherung Reparatur Zins Amortisation 13 Wasserentzug Wasserentzug pro m 3 [g/m 3 ]

8 Energiebedarf pro kg verdunstetes Wasser.3 Energie pro kg Wasser [kwh/kg] Energiebedarf pro t Heu Energie pro t Heu [kwh/t]

9 Energiekosten, spezifisch Energiekosten pro t [ /t] Energiekosten pro t entzogenes Wasser Energiekosten pro t Heu 17 Maximale Einfuhrmenge minimaler TM Gehalt pro Charge Maximale Charge [t] Minimaler TM Gehalt [%] Maximale Charge t Minimaler TM Gehalt % 18

10 Fazit Kaltbelüftung (Referenz) kostengünstigstes Verfahren grösste Dauer in Tagen für die Trocknung Solare Trocknung, höherer Anlagepreis, kürzere Dauer der Trocknung, tiefer Energiebedarf, relativ tiefe Kosten pro t Heu Kombination Luftentfeuchter mit Soko, kürzere Dauer der Trocknung, mittlerer Energiebedarf, hohe Kosten pro t Heu Grosse Anlagen mit Soko schlagkräftig bei Nutzung ganzer Stockfläche Bei grossen Anlagen werden Luftentfeuchter oft nur auf Teilflächen eingesetzt und mit Soko kombiniert (Beispiel LE- Soko) Vorteile beider Verfahren, Luftentfeuchter weitgehend wetterunabhängig, Soko energieeffizient 19 Entscheidend für effiziente, kostengünstige Trocknung Frühzeitiger Einbezug der Belüftungsanlage in die Planung Rechtzeige Kostenabschätzung Realistische Einschätzung der Trocknungskapazität der Anlage Nutzung geeigneter Flächen als Sonnendach Nutzung der gesamten Stockfläche für die Belüftung im ersten Schnitt Einsatz automatischer Steuergeräte für die Ventilatoren etc Wahl geeigneter Geräte zur Steigerung der Trocknungskapazität Ausrichtung der Schnittfläche auf die Trocknungskapazität Laufende Kontrolle des Trocknungsfortschrittes 2

11 Forschungsbedarf Kurzeitprognosen der meteorologischen Bedingung als Basis für die Kapazitätsberechnung Einsatzmöglichkeiten alternativer Mittel (Abwärmenutzung, Holzschnitzel und Pellets) zur Steigerung der Trocknungskapazität (speziell nachts und bei Schlechtwetter) Mehrfachnutzung der Anlagen für weitere Trocknungsgüter (z.b. Hackschnitzel, Getreide, Kräuter etc) Trocknungsverlauf und Ansprüche an die Trocknungsanlage bei speziellen Futterarten (z. B. Klee, Luzerne) Einfluss der Silage freien Fütterung auf Verzehr, Leistung und Gesundheit der Kühe und die Zusammensetzung der Milch 21 Herzlichen Dank! Tel