Energian säästö peltoviljelytöissä Jussi Esala. Askelia polttoaineen kulutustekijöiden ymmärtämiseen ja kulutuksen seuraamiseen

Transkriptio

1 Energian säästö peltoviljelytöissä Jussi Esala Askelia polttoaineen kulutustekijöiden ymmärtämiseen ja kulutuksen seuraamiseen

2 Traktori ja työkone työssä > polttoaineen kulutus Polttoaineen kulutuksen vähentäminen lähtee traktorityön ymmärtämisestä Aika Sähkövirta Momentti matka Vetovastus Kulkuvastus

3 Traktori ja työkone työssä > polttoaineen kulutus Nykyaikainen työkone voi kuormittaa traktoria» Vetovastus - vetävät pyörät» Koneen käyttövastus - voa» Sähköinen kuorma - laturi Traktorin oma kulkuvastus Hyötysuhteet» Moottori» Voimansiirto» Vetohyötysuhde» Hydrauliikka» Sähkölaitteiden hyötysuhde Jokaiseen runsaasti vaikuttavia tekijöitä

4 Vetovastuksesta polttoaineen Esimerkkinä kyntö ja siinä kyntösyvyys ja maan ominaisuudet kulutukseen 20 kn/m*2 m = 40 kn*5000 m/ha = 200 knm/ha = 200 MJ/ha = n. 5 l/ha polttoöljyä? >>> entä hyötysuhteet? 5 l on jaettava kyntötyön hyötysuhteilla >> todellinen kulutus

5 Kyntötyön kulutusikkuna = 20 kn/m 20 cm kyntösyvyydellä Korkea hyötysuhde Keskimääräinen hyötysuhde Alhainen hyötysuhde Hyötysuhteet : vetohyötysuhde- 0,7 0,65 0,6, voimansiirron hyötysuhde- 0,85 0,8 0,75, moottorin hyötysuhde- 0,45 0,37 0,3)

6 Konkreettisia lukuja, poimintoja tutkimuksista Keveillä mailla (multa, turve, jotkut hietamaat) kulutus voi olla jopa vain n. 10 l/ha (omat mittaukset) Jäykillä savilla 30 l/ha tavanomainen (Arvidsson 2010) Kulutus vähenee 1-2 l/ha/1 cm (Uotila ja Liskola 1969, Arvidsson 2010) Terän leveys 30 > 50 cm jopa 20 % alempi kulutus (Pettersson 1989) Yksipuolisesta monipuoliseen viljelykiertoon 5 10 % vähemmän polttoainetta (Perfect ym. 1997) Kynnön korvaaminen kultivaattorilla tai lautasäkeellä pudottaa kulutuksen jopa puoleen (mm. Arvidsson 2010, DLG testit): Jos muokkaussyvyys alle puolet kyntösyvyydestä ja yksi käsittely Hyvin piikkiriippuvainen

7 Piikin vetovastus N S-piikkiäesmuokkaus ja polttoaineen kulutus Hehtaarikohtainen polttoaineen kulutus 500 riippuu 400 Muokkaussyvyydestä Piikkien lukumäärä / työleveys Etuladan säädöistä Maalajista Ajonopeudesta Kulutus 4 6 cm syvyydellä: 4 6 l/ha Toinen muokkauskerta hieman pienemmällä kulutuksella Ladan reipas käyttö voi lisätä 1 2 l/ha Multamaan kulutus voi olla sama kuin kivennäismaan, jos sama yhdistelmä ja sama syvyyssäätö cm 6 cm 8 cm Muokkasusyvyys Savi, 1. muokkaus (7 km/h) Multa, 1. muokkaus (7 km/h) Savi, 2. muokkaus (10 km/h) Multa, 2. muokkaus (10 km/h) Kuvio 9. S-piikkiäkeen ensimmäisellä piikkiakselille asetetun s-piikin aiheuttama vetovastus savi- ja multamaalla eri muokkaussyvyyksillä. Kuvio on piirretty Mäkinen 1985 aineistosta

8 Vierimisvastuskerroin Kylvötyön kulutustekijät Takapyörät Vierimisvastuskerroin 0,1 0,15 Maan kantavuus Rengaspaine ja renkaan koko vaikuttavat Vastusvoima on pyörillä olevalla painovoima kerrottuna kertoimella Renkaan läpimitta, mm Danfors 1980, ref. Sjöland 1986 Juuri muokattu Muokattu, kevyesti tiivistetty JEsala 8

9 Kylvötyön kulutustekijät 9 l 32 l 40 l 100 l Matka s Kylvölannoitin 3 m, massa 6000 kg F: 0,15* N = 9 kn Vetovastus F Lannoite ja siemenvantaat, kpl FS: 80 N * 24 = 2 kn FL: 300 N * 12 = 3,6 kn Yht. 5,6 kn Traktori, massa 6000 kg F: 0,1* N = 6 kn Tarvittava teho vetovarsissa 20,6 kn * 3 m/s = n. 60 kw Tarvittava teho moottorissa 60 kw/(0,8*0,9) = 83 kw (+hydrauliikka ja reservi!) > 83 kw polttoainetta 83 kw * 230 g/kwh = 23 l/h = 7,1 l/ha JEsala 9

10 Viljanviljelyn valinnat ja kulutus Ero suurimmillaan n. 40 l/ha = 40 = kg jyviä

11 Säilörehun ja kuivaheinän korjuu ja polttoaineen kulutus Niittomurskaus Tehosta vain noin kolmannes katkaisuun, loput jotakuinkin tasajaolla lautasen ilmanvastukseen, lautasen ja heinän välisiin kitkavoimiin sekä voimansiirtoon (Niemöller ym 2008) Tarpeettoman suuri kierrosnopeus lisää sekä niittotapahtuman että murskauksen kulutusta Pelkkään niittoon kului n. 4 l/ha (DLG testi 5959F) Niittomurskaukseen kului perhosniittolaitteella n. 3 l/ha, mutta saksalaisessa normissa ja useissa testeissä n. 5 l/ha Vaikea saada merkittäviä säästöjä 2000 kg liian painava traktori kuluttaa n. 0,5 l/ha enemmän Hyvin tylsien terien vaikutus n. 0,5 l/ha Teräpalkin min. ja max. kevennyksen välillä pari desiä ha

12 Säilörehun ja kuivaheinän korjuu ja Pöyhintä ja karhotus polttoaineen kulutus Eri lähteiden mukaan 1,5 3 l/ha / kerta sopivalla koneyhdistelmällä Riippuu voimakkaasti työkoneen ja traktorin kokosuhteesta ja käyttötavasta Pienelle pöyhimelle ja karhottimelle pieninkin traktori suuri JEsala 12

13 Säilörehun ja kuivaheinän korjuu ja polttoaineen kulutus Itsekulkevalla silppurilla 70 % tehosta silppuamiseen, 20 % voimansiirtolinjoihin ja 10 % kulkemiseen (Garbers&Harsewinkel 2001) Ylöspäin leikkaava ja heittävä kela kuluttaa 30 % vähemmän (Shinners ym 1991) Tylsä terä ja suuri terävälys lisää leikkaamiseen tarvittavaa tehoa Jopa pari litraa hehtaari Kutukseen voi vaikuttaa: Silpun pituus 13 > 38 mm ja toisaalta reilu esikuivaus alensivat silppurin tehontarvetta % kuiva-aineena mitatun massavirran pysyessä ennallaan (Savoie 1989). Esikuivauksella tule lisäsäästöä ajometrien vähentyessä JEsala 13

14 Säilörehun ja kuivaheinän korjuu ja polttoaineen kulutus Kone Kulutus l/ha Kulutus l/tn ka Energiatarve kwh/tn ka Lautasniittokone 3 5 0,7 1, Lautasmurskain 4 6 1,0 1, Pöyhintä 2 0,5 5 Karhotus 2 0,5 5 Tarkkuussilppuri ,5 3, Pyöröpaalain 8 2,0 20 Noukinvaunu 5 8 1,2 2, Kuljetus 1) ,2 2,

15 Yhteenveto Polttoaineen kulutuksen alentaminen vaatii Teknologisten tekijöiden hahmottamista Hyviä seurantalaitteita ja jopa muistitoimintoja > Innostumista asiaa Kiitos!