Maatalouskoneiden energiankulutus Energian käyttö ja säästö maataloudessa Tapani Jokiniemi
Kasvinviljelyn energiankulutus Valtaosa kasvinviljelyn käyttämästä energiasta (~ 50 % tai yli) kuluu lannoitteiden valmistukseen Lannoituksen satovaste on hyvä. Jos nykyiset satotasot halutaan säilyttää ei keinolannoitteille ole toistaiseksi todellisia vaihtoehtoja Energiankäytön tehostaminen on helpointa aloittaa suorista energiapanoksista Peltotöiden moottoripolttoaineet ja viljankuivaukseen käytettävä polttoöljy, sähkö
Kasvinviljelyn energiankulutus Maatalouden osuus koko Suomen vuotuisesta polttoaineiden käytöstä on noin 2 % (MTT luonnonvarapuntari) Energiankulutuksen vaikutus yksittäisen tilan kustannuksiin? Kemikaalit 54 % Siemen 7 % Peltotyöt 26 % Viljan kuivaus 13 % Ohran viljelyn energiankulutus Laskettu Mikkolan ja Ahokkaan ilmoittamista arvoista
Peltotöiden energiankulutukseen vaikuttavat tekijät Käytettävät työmenetelmät Tavanomainen viljely, kevennetty muokkaus, suorakylvö Olosuhteet Sää, maalajit Työkoneiden kunto ja säädöt Kulutusosien kunto, oikea työsyvyys ym. Kuljettajan ajotapa Käytettävä teknologia Koneiden automatiikka
Tavanomaisen viljelyn ja suorakylvön energiankulutus 60 Polttoaineen kulutus, l/ha 50 40 30 20 10 0 Kyntö Kultivaattori Lautasmuokkain Tasausäestys Äestys Kylvölannoitus Tavanomainen yht. Suorakylvö Lähde: Mikkola &Ahokas. Energy ratios in Finnish agricultural production
Ajotavan ja käytettävän teknologian vaikutus kulutukseen Kuljettajan ajotapa ja teknologian taso vaikuttavat kulutukseen työmenetelmistä riippumatta Uusi moottoriteknologia optimoi moottorin toimintaa ja vähentää kulutusta Elektroninen hallinta ja sähköohjattu polttoaineen ruiskutus, suuri ruiskutuspaine Ahtaminen ja ahtoilman jäähdytys Säästöt menetetään ainakin osittain päästönormien täyttämiseen
Ajotavan ja käytettävän teknologian vaikutus kulutukseen Traktorin tai työkoneen hyötysuhde riippuu vain osittain moottorin hyötysuhteesta Avainasemassa on moottorin kuormituksen sovittaminen edullisen ominaiskulutuksen alueelle Ominaiskulutus (g/kwh) on yleensä pienimmillään silloin kun moottorin kuormitus on lähellä maksimikuormitusta ja pyörimisnopeus lähellä suurinta vääntömomenttia vastaavaa nopeutta Voimansiirron tehtävänä on huolehtia ajonopeuden sovittamisesta moottorin pyörimisnopeuteen Moderni traktori- ja työkoneteknologia voivat auttaa kuljettaa ajamaan oikein
Moottorin ominaiskulutus kuormituksen ja kierrosluluvun suhteen Moottorin ominaiskulutus kuormituksen ja ajonopeuden suhteen voidaan kuvata simpukkakäyrästöllä
Ajotavan ja käytettävän teknologian vaikutus kulutukseen Jotta päästään edulliselle polttoaineen kulutuksen alueelle, on moottoria kuormitettava riittävästi ja kierroksia laskettava Työkone on mitoitettava sopivassa suhteessa traktoriin Ajonopeus on pidettävä moottorin kuormittumisen kannalta riittävänä Käytännön tilanteessa on varauduttava myös tehon lisäämiseen olosuhteiden muuttuessa Maalajien ja kosteuden vaihtelu, maastonmuodot Ratkaisevassa asemassa ovat voimansiirron ominaisuudet
Ajotavan ja käytettävän teknologian vaikutus kulutukseen Käytännön tilanteessa vaihdetta ei yleensä voi vaihtaa traktoria pysäyttämättä Vaihteiston automaattitoiminnot auttavat kuljettajaa ajamaan oikein Riittävä määrä (automaattisia) pikavaihteita Portaaton vaihteisto Välityssuhde säätyy kuormituksen mukaan Kuljettaja valitsee ajonopeuden, jonka jälkeen vaihteisto säätää moottorin pyörimisnopeutta ja välityssuhdetta etsien optimaaliset parametrit Traktorit sekä itsekulkevat työkoneet (puimurit, ajosilppurit), työkoneen ISOBUS-ohjaus
Polttoaineen kulutuksen mittaaminen Jotta moottorin käytös voitaisiin ottaa huomioon, olisi kulutus ilmoitettava yksikössä l/ha Esim. ajonopeuden kasvattaminen lisää tuntikulutusta, mutta jos moottori saadaan toimimaan edullisemmalla alueella, laskee hehtaarikulutus Yksinkertaista ja edullista menetelmää kulutuksen mittaamiseen l/ha kokeiltiin Viikin koetilalla Kulutus mitattiin polttoainesäiliön pinnantason muutoksesta koneen oman pinnantasoanturin avulla Koneen liikkeet mitattiin ja tallennettiin GPShenkilöpaikantimella
Polttoaineen kulutuksen mittaaminen Menetelmä osoittautui käyttökelpoiseksi tietyin varauksin Mittausjaksojen on oltava riittävän pitkiä mitattavan eron saamiseksi aikaan polttoainesäiliössä Työn on oltava melko yhtäjaksoista Peltolohkojen on oltava riittävän isoja Kuljettajan opastamiseksi polttoaineen kulutus hehtaaria kohti olisi pystyttävä näyttämään reaaliajassa Modernien traktoreiden ajotietokoneet
Esimerkkejä mittaustuloksista Combine speed 20 Spped km/h 15 10 5 0 12:28:48 13:40:48 14:52:48 16:04:48 17:16:48 18:28:48 Time Fuel level 250 Fuel in tank [l] 200 150 100 50 0 12:28:48 13:40:48 14:52:48 16:04:48 17:16:48 18:28:48 Time
Esimerkkejä mittaustuloksista Leikkuupuimurin liikkuminen pelloilla 13.8.2010.
Esimerkkejä mittaustuloksista Kulutettu polttoaine 142 l Keskinopeus 4,72 km/h Aika 6,09 h Työleveys 4,2 m Laskennallinen pinta-ala 12,07 ha Todellinen pinta-ala 9,08 ha Työhyötysuhde 75 % Työteho (laskennallinen) 1,98 ha/h Työteho (toteutunut) 1,49 ha/h Polttoaineen kulutus 23,3 l/h Polttoaineen kulutus 15,6 l/ha
Yhteenveto Viljanviljelyssä noin neljännes energiasta kuluu koneiden polttoaineisiin Energiankulutusta voidaan vähentää työmenetelmiä muuttamalla, esim suorakylvö Koneen ajotapa vaikuttaa kulutukseen merkittävästi kaikissa työmenetelmissä Modernit koneet auttavat kuljettajaa ajamaan energiatehokkaasti Kuljettajan opastamiseksi polttoaineen kulutus on ilmoitettava yksikössä l/ha