Energiankulutuksen mittaaminen Viikin koetilan navetasta | Measuring of energy consumption in the experiment farm of Viikki

Tutkimukseni tavoitteena oli Viikin koetilan navetan energiankulutuksen ja ilmanvaihdon kautta poistuvan energiamäärän mittaus, sekä mahdollisten energiansäästökohteiden selventäminen. Jotta tehostamistoimenpiteet osattaisiin kohdentaa oikein, pitää tietää kuinka paljon ja missä energiaa kuluu. Kirjallisuus-analyysissä selvisi, että merkittävimpiä energiaa kuluttavia kohteita navetoissa olivat ilmanvaihto, lypsy, maidon jäähdytys, veden lämmitys, valaistus, lannanpoisto ja rehunjako. Eniten energiaa navetassa kului pääsääntöisesti ruokintaan ja lypsyyn. Rehunjaon energiankulutus vaihteli välillä 133–650 kWh/vuosi/lehmä. Lypsyn energiankulutus vaihteli 380–570 kWh/vuosi/lehmä. Lypsyyn sisältyi lypsytapahtuman lisäksi maidon jäähdytys ja maitotankin pesu. Rehunjaon energiankulutusta nosti polttoaineiden käyttö, koska polttoaineella toimivien laitteiden hyötysuhde on huonompi kuin sähkömoottoreiden. Sähköntuotannon energiakustannuksia ei ole otettu huomioon. Viikin navetassa on paljon energiaa kuluttavia kohteita. Koska mittareita oli rajoitettu määrä, oli tarkoitus keskittyä mittaamaan oletettavasti eniten energiaa vievien kohteiden energiankulutusta. Alustavien mittaustulosten perusteella kokonaisenergian mittaaminen osoittautui haastavammaksi kuin alun perin luulin, joten luovuin siitä. Mittauksen piiriin kuului laitteiden sähkönkulutus, lämmitystehon mittaus, polttoaineen kulutus sekä ilman kosteus, lämpötila ja hiilidioksidipitoisuus. Tutkimuskohteena oleva navetta on uudistettu vanha kivinavetta, jossa on parsipihatto. Navetassa on noin 60–70 lehmää, muutama hieho ja 0-30 vasikkaa. Mittalaitteiden yhteinen energiankulutus oli 197475 kWh/vuosi, mikä on 0,267 kWh/maitokilo/vuosi. Eniten energiaa kulutti valaistus. Valaistuksen vuotuinen kulutus oli 56132 kWh. Maitokiloa kohti valaistuksen kulutus oli 0,076 kWh/vuosi ja lehmää kohti 823 kWh/vuosi. Rehunjako kulutti vuodessa yhteensä 42000 kWh. Siinä energiankulutus oli maitokiloa kohti 0,050 kWh/vuosi ja lehmää kohti 615kWh/vuosi. Vuotuinen energiankulutus maitokiloa kohden oli lypsyssä 0,047, lämmityksessä 0,041, lannanpoistossa 0,029 ja ilmanvaihdossa 0,018 kWh/kg. Ilmanvaihdon kautta poistui laskelmieni mukaan 580000 kWh energiaa.

The aim of this research was to measure energy consumption and energy loss through ventilation in the Viikki research farm, as well as to find possible targets to decrease energy consumption. In order to properly achieve an efficient use of energy it is important to first know how much energy is being used and where. In the literature review I found that the greatest energy consumption comes from ventilation, milking, cooling the milk, warming the water, lightning, taking of the manure and feeding. Previous research has shown that most of the energy is used for feeding and milking. Feeding took 133–650 kWh/year/cow. The energy consumption of milking was 380–570 kWh/year/cow. Milking the cows, cooling the milk and washing up the tank were included in energy consumption of milking. If internal combustion engines are used for feeding the overall energy consumption is higher than when electrical engines are used. To determine energy consumption in the Viikki research farm`s barn, measuring devices were installed. Due to the limited number of devises I concentrated on the sources of the highest energy consumption, as was determined from previous research. The reliability of the results from the chosen targets was acceptable, however, measurement of the total consumption of energy of the entire barn was very challenging and its measurement was eventually abandoned. The barn used for this research is an old renovated stone barn where cows are kept unchained. There are 60 to 70 cows, a couple of heifers and 0 to 30 calves in the barn. The total energy consumption of the barn as measured by the devices is 197 475 kWh/year or 0,267 kWh/kg of milk/year. Most of the energy is used for lightning (56 132 kWh per annum) or 0,076 kWh/kg of milk and 823 kWh/cow per annum. Feeding accounted for 42 000 kWh/year or 0,050 kWh/kg/year. The feeding of one cow required 615 kWh a year of energy. The amount of energy used for one kilo of milk was: milking, 0,047; warming 0,041; manure disposal 0,029; and ventilation 0,018 kWh/year. According to my calculations the amount of energy passing through the ventilation system was 580 000 kWh/year.