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BayWISS-Kolleg Life Sciences und Grüne Technologien www.baywiss.de

Projekte im Kolleg Life Sciences und Grüne Technologien

© chuttersnap / Unsplash

Promotionsprojekte

Vorhersage der Akzeptanz bei Einführung eines On-Farm-Energiemanagementsystems im automatisierten Milchviehstall unter Berücksichtigung demographischer und sozioökonomischer Auswirkungen auf Gesellschaft und den ländlichen Raum

Das Ziel des vom BMEL geförderten und 2021 ausgelaufenen Verbundforschungsvorhabens CowEnergy war die Entwicklung eines autonomen Energie Management Systems (EMS) für Milchviehställe als Demonstrator. Das in Hard- und Software realisierte Zentrale Monitoring- und Steuerungsmodul analysiert Daten vorhandener und neuer Sensoren im Gesamtproduktionssystem Milcherzeugung. Integrierte Entscheidungsalgorithmen auf der Basis von Big Data führen zu optimierten Energieflüssen und einem effektiven Lastmanagement. Auf einem Praxis-Pilotbetrieb mit neu erbautem Milchviehstall konnte der Demonstrator sukzessive installiert und getestet werden. Weitere Untersuchungen im Rahmen der geplanten Vorserientests sollen nun zeigen, dass dieses On-Farm EMS dauerhaft und zuverlässig läuft. Durch induzierte Störungen soll die korrekte Funktionsweise aller installierten und angeschlossenen technischen Systemelemente analysiert werden. Unter Einbezug des vorhandenen stationären Energiespeichers werden die Notstromfunktion sowie in Absprache mit dem Stromversorgungsunternehmen weitergehende Netzdienstleistungen überprüft. Des Weiteren soll im Rahmen der Verbundsforschung eine Null-Serie auf bis zu 10 weiteren landwirtschaftlichen Betrieben (vorrangig Milchviehbetriebe) installiert werden. Dabei soll die Funktionstüchtigkeit bei unterschiedlicher technischer Ausstattung der Betriebe und besonders der Ställe sowohl bei Neubauten als auch bei bestehenden Anlagen geprüft werden. Der ländliche Raum wird zukünftig eine noch weit größere Rolle bei der Versorgung mit umweltfreundlich regenerativ erzeugter Energie übernehmen müssen als bisher. Insbesondere die Milchviehhalter können wesentlich dazu beitragen, da die Potenziale der Energieproduktion (Biogas, Photovoltaik, Windkraft) weit größer sind als der innerbetriebliche Verbrauch. Entscheidend ist, dass das Lastmanagement im Stall optimiert, die Eigenverbrauchs- und Autarkiequote erhöht und ein netzdienlicher Anschluss an die regionale Stromversorgungsstruktur realisiert wird. Dieses wird durch das entwickelte EMS ermöglicht, das damit den Zielen der Energiewende dient. Der Landwirt erschließt sich eine weitere Einkommensquelle, verbessert seine Möglichkeiten zur Produktionskontrolle und erfährt eine technologische und gesellschaftliche Aufwertung seiner Tätigkeit. Durch die Verbesserung der elektronischen Steuerung, Regelung, Überwachung und Automation des Produktionsverfahrens können Ressourcen eingespart werden. Das System fördert dabei durch seine tierindividuelle Ausrichtung das Tierwohl. Da das entwickelte EMS bereits auf dem Praxisbetrieb Demmel in Königsdorf Schönrain (Kreis Bad Tölz) in Funktion und daher per Definition ein Demonstrator ist, ist von einem aktuellen Technologiereifegrad von „7" auszugehen. Das System läuft automatisch, alle relevanten Daten zur Energieerzeugung, zur Energiespeicherung und zum Energieverbrauch aller angeschlossener technischer Systemelemente können jederzeit abgerufen, auf einem Monitor angezeigt oder per Internet (zum Beispiel direkt in den Hörsaal) übertragen werden. Mit den anstehenden Untersuchungen und den hinsichtlich der höchst unterschiedlichen Praxissituationen sehr wahrscheinlich notwendigen Anpassungen und Ergänzungen des Systems soll die generelle Funktionstüchtigkeit sichergestellt und nachgewiesen werden.

MITGLIED IM KOLLEG

seit

Betreuer Technische Universität München:
M. Sc. Christoph Bader

Christoph Bader

Hochschule für angewandte Wissenschaften Weihenstephan-Triesdorf

Projektbeschreibung:

Das Ziel des vom BMEL geförderten und 2021 ausgelaufenen Verbundforschungsvorhabens CowEnergy war die Entwicklung eines autonomen Energie Management Systems (EMS) für Milchviehställe als Demonstrator. Das in Hard- und Software realisierte Zentrale Monitoring- und Steuerungsmodul analysiert Daten vorhandener und neuer Sensoren im Gesamtproduktionssystem Milcherzeugung. Integrierte Entscheidungsalgorithmen auf der Basis von Big Data führen zu optimierten Energieflüssen und einem effektiven Lastmanagement. Auf einem Praxis-Pilotbetrieb mit neu erbautem Milchviehstall konnte der Demonstrator sukzessive installiert und getestet werden. Weitere Untersuchungen im Rahmen der geplanten Vorserientests sollen nun zeigen, dass dieses On-Farm EMS dauerhaft und zuverlässig läuft. Durch induzierte Störungen soll die korrekte Funktionsweise aller installierten und angeschlossenen technischen Systemelemente analysiert werden. Unter Einbezug des vorhandenen stationären Energiespeichers werden die Notstromfunktion sowie in Absprache mit dem Stromversorgungsunternehmen weitergehende Netzdienstleistungen überprüft. Des Weiteren soll im Rahmen der Verbundsforschung eine Null-Serie auf bis zu 10 weiteren landwirtschaftlichen Betrieben (vorrangig Milchviehbetriebe) installiert werden. Dabei soll die Funktionstüchtigkeit bei unterschiedlicher technischer Ausstattung der Betriebe und besonders der Ställe sowohl bei Neubauten als auch bei bestehenden Anlagen geprüft werden. Der ländliche Raum wird zukünftig eine noch weit größere Rolle bei der Versorgung mit umweltfreundlich regenerativ erzeugter Energie übernehmen müssen als bisher. Insbesondere die Milchviehhalter können wesentlich dazu beitragen, da die Potenziale der Energieproduktion (Biogas, Photovoltaik, Windkraft) weit größer sind als der innerbetriebliche Verbrauch. Entscheidend ist, dass das Lastmanagement im Stall optimiert, die Eigenverbrauchs- und Autarkiequote erhöht und ein netzdienlicher Anschluss an die regionale Stromversorgungsstruktur realisiert wird. Dieses wird durch das entwickelte EMS ermöglicht, das damit den Zielen der Energiewende dient. Der Landwirt erschließt sich eine weitere Einkommensquelle, verbessert seine Möglichkeiten zur Produktionskontrolle und erfährt eine technologische und gesellschaftliche Aufwertung seiner Tätigkeit. Durch die Verbesserung der elektronischen Steuerung, Regelung, Überwachung und Automation des Produktionsverfahrens können Ressourcen eingespart werden. Das System fördert dabei durch seine tierindividuelle Ausrichtung das Tierwohl. Da das entwickelte EMS bereits auf dem Praxisbetrieb Demmel in Königsdorf Schönrain (Kreis Bad Tölz) in Funktion und daher per Definition ein Demonstrator ist, ist von einem aktuellen Technologiereifegrad von „7" auszugehen. Das System läuft automatisch, alle relevanten Daten zur Energieerzeugung, zur Energiespeicherung und zum Energieverbrauch aller angeschlossener technischer Systemelemente können jederzeit abgerufen, auf einem Monitor angezeigt oder per Internet (zum Beispiel direkt in den Hörsaal) übertragen werden. Mit den anstehenden Untersuchungen und den hinsichtlich der höchst unterschiedlichen Praxissituationen sehr wahrscheinlich notwendigen Anpassungen und Ergänzungen des Systems soll die generelle Funktionstüchtigkeit sichergestellt und nachgewiesen werden.

Interessen:
Merinolandschafzucht, Politik, Ländlicher Raum

Abschlüsse:
Bachelor - Landwirtschaft (dual): HSWT, Standort Freising
Master - Regionalmanagement: HSWT, Standort Triesdorf

Auszeichnungen:
Auszeichnung für herausragendes Engagement (Präsident Hochschule Weihenstephan-Triesdorf) - 2020
Ehrenmitgliedschaft DLG für besonderes ehrenamtliches Engagement - 2018

Koordination

Treten Sie mit uns in Kontakt. Wir freuen uns auf Ihre Fragen und Anregungen zum Verbundkolleg Life Sciences und Grüne Technologien.

Dr. Ute Nazet

Dr. Ute Nazet

Koordinatorin BayWISS - Verbundkolleg Life Sciences und Grüne Technologien

Hochschule für angewandte Wissenschaften Weihenstephan-Triesdorf
Am Staudengarten 7 | Gebäude H7
85354 Freising

Telefon: +49 8161 714530
life-sciences.vk@baywiss.de