SYSTÉM PLNĚ ŘÍZENÉHO OSVĚTLENÍ A MIKROKLIMATU STÁJE

SYSTÉM PLNĚ ŘÍZENÉHO OSVĚTLENÍ A MIKROKLIMATU STÁJE Ing. Stanislav Staněk, Ph.D. VÚŽV, v.v.i. Branná, 29.11.2018

SVĚTLO VE STÁJÍCH

SVĚTLO VE STÁJÍCH PŘIROZENÉ + UMĚLÉ = SDRUŽENÉ přirozené světlo plachty, sítě, pol. desky umělé zdroje zářivky, LED, výbojky aj. použití ČSN EN 12464-1 jako berné mince je tristní! 50 lx! OSVĚTLENÍ STÁJE vers. POŽADAVKY NA VÝKON PRACOVNÍCH ČINNOSTÍ!

JAK OVLIVŇUJE SVĚTLO SKOT? FOTOPERIODA střídání světelní a temnostní fáze/24 hod., nejdelší den (DD) a nejkratší noc letní slunovrat (16,5 hod. světelná fáze), nejkratší den (KD) a nejdelší noc zimní slunovrat (8 hod. světelná fáze), režim DD u skotu: dojnice = stimulace dojivosti, projevy říje, příjem krmiva aj., krávy v období stání na sucho = pokles dojivosti po otelení!, jalovice = dřívější nástup pubertu, zřetelnější říje, nižší věk při zapuštění, telata vyšší příjem krmiva (starteru), vyšší živá hmotnost, vyšší podíl svalové tkáně

VLIV FOTOPERIODY U KRAV A PRVOTELEK V OBDOBÍ STÁNÍ NA SUCHO NA DOJIVOST PO OTELENÍ Upraveno podle Lacasse et al., 2014, J. Dairy Sci., 97 :3589 3598

DOPORUČENÉ REŽIMY OSVĚTLENÍ PRO SKOT

OSVĚTLENÍ STÁJÍ PRO DOJNICE

PŘIROZENÉ OSVĚTLENÍ VOLNÁ PLOCHA, PASTVA NESTABILNÍ INTENZITA PŘIROZENÉHO OSVĚTLENÍ = AKTUÁLNÍ STAV POČASÍ!

PŘIROZENÉ OSVĚTLENÍ průnik přirozené světla do stáje je mj. ovlivněna: umístěním stájového objektu v krajině, lokalizací v rámci farmy, stavebně dispozičním řešením stáje, poměrem mezi obestavěnou a tzv. volnou plochou obvodových stěn a štítů, materiály použitými pro opláštění stáje, provozem stáje hřebenová štěrbina, režimy svinování plachet apod.

PROTIPRŮVANOVÉ PRVKY PROPUSTNOST SVĚTLA čiré čisté tabulové sklo 92 % protiprůvanové sítě 35 až 65 % svinovací plachty 35 až 55 % 10

UMĚLÉ OSVĚTLENÍ tradiční pojetí projektováno na 50 lx se zářivkovými tělesy, hodnocení ODPOLEDNÍHO zimního provozu v 48 chovech (205 až 417 dojnic v produkční stáji) pouze 2 chovy s intenzitou osvětlení 200 lx, 2 chovy využívají systém předřadníků a čidel u zářivkových těles = sdružené osvětlení, Ø doba provozu osvětlovací soustavy 6 až 16 hod. (73 % chovů provoz 10 hod. denně), zapínání/vypínání soustavy = ošetřovatelé a zootechnici NEDODRŽOVÁNÍ DLOUHÉHO DNE V ZIMNÍCH MĚSÍCÍCH!

UMĚLÉ OSVĚTLENÍ

SDRUŽENÉ OSVĚTLENÍ STÁJÍ PRO DOJNICE sdružené osvětlení = přirozené + umělé plně automatické systémy osvětlení vstup přirozeného světla (měření v min. 3 až 5 místech stáje), regulace výkonu umělého zdroje osvětlení (0 až 100 %) ovlivněno typem umělého zdroje!, nastavení doby plného provozu DD a nočního režimu, nezávislost na lidském faktoru (eliminování lidského faktoru), operativní změna parametrů (PC, tablet). sledování křivek výkonu/spotřeby el. energie.

STÁJ S ŘÍZENÝM OSVĚTLENÍM PROJEKT INOVACE MLÉČNÉ FARMY LÍPA PODPORA Mze OPERACE 16.2.1.

SDRUŽENÉ OSVĚTLENÍ STÁJ PRO 250 DOJNIC kapacita stáje 250 UM, 80,5 m 32,8 m, dvouřadé-, třířadé uspořádání boxových loží, střecha pultová, PUR panel, hřebenová štěrbina plachta elektropohon, obvodové stěny plachty elektropohon, štítové stěny plné, čidla: intenzita osvětlení, rychlost proudění, teplota, relativní vlhkost, srážkové čidlo, automatická regulace provoz plachet, hřebenová štěrbina, osvětlovací soustava (bude následovat nucená ventilace, lopaty na kejdu, napajedla vyhřívání), varianty osvětlení: LED SOUSTAVA ZÁŘIVKOVÁ SOUSTAVA

MODELOVÁNÍ INTENZITY OSVĚTLENÍ 250 LX

STUDIE PRO STÁJ PRO 250 DOJNIC Tabulka 1: parametry kontinuálního ročního provozu osvětlovací soustavy (následné modely vycházejí z modelování nepřetržitého celoročního provozu) provozní doba světelné soustavy jednotka hodnota provozní týden (24 hod.) hod./týden 168 provozních týdnů za rok týdnů/rok 52 standardní roční provoz hod./rok 8.736

STUDIE PRO STÁJ PRO 250 DOJNIC Tabulka 2: nákladová studie pro zářivkovou soustavu (požadavek 250 lx) bez regulace parametr jednotka hodnota cena elektřiny Kč/kWh 2,50 zářivková tělesa 2x36 W bez možnosti regulace světel (ks) 200 (400 zářivek) celková spotřeba stáje v zářivkách kwh 18 celkový příkon (provozní rok) 100 % výkonu kwh 157.248 cena ročního provozu stáje Kč 393.120 Tabulka 3: nákladová studie pro LED soustavu (požadavek 250 lx) bez regulace parametr jednotka hodnota cena elektřiny Kč/kWh 2,50 LED světel (ks) 75 celková spotřeba stáje v LED kwh 8,92 celkový příkon (provozní rok) - 100 % výkonu kwh 77.969 cena ročního provozu stáje Kč 194.923

STUDIE PRO STÁJ PRO 250 DOJNIC Tabulka 4: investiční náklady do zářivkového systému osvětlení bez možnosti regulace parametr jednotka hodnota zářivkové svítidlo životnost 8 až 10 tis. hod. Kč/ks 1.000 investice do svítidel (200 ks x 1000 Kč/ks) Kč 200.000 roční náklady na provoz (výměna, výměna krytu, předřadník) Kč 15.000 celkové náklady Kč 215.000 Tabulka 5: investiční náklady do systému řízeného osvětlení v LED regulace, časové plány parametr jednotka hodnota řídící systém rozvaděč, senzory, grafická aplikace ovládání Kč 150.000 investice do svítidel (75 ks x 8990 Kč/ks) Kč 674.250 celkové náklady Kč 824.250

STUDIE PRO STÁJ PRO 250 DOJNIC Tabulka 6: náklady na provoz systému LED s regulací výkonu sdružené osvětlení parametr jednotka hodnota cena elektřiny Kč/kWh 2,50 provoz při sníženém výkonu LED soustavy (kompenzace udržovacího činitele) % -20 celková spotřeba stáje v LED/snížená o -20 % kwh 7,14 celkový příkon (provozní rok) kwh 62.375 regulace osvětlení LED úspora (letní měsíce 60 až 80 %, zimní 10 až 20 %) % -50 Cena ročního provozu stáje Kč 77.969 Tabulka 6: náklady na provoz systému LED s regulací výkonu sdružené osvětlení parametr jednotka hodnota rozdíl v úspoře energie u LED (úspora energie) = zářivky 393.120 Kč/rok LED řízené 77.969 Kč/rok) = 315.151 Kč/rok návratnost investice do plně řízeného systému osvětlení = investice do LED řízené soustavy 824.250 Kč / rozdíl v úspoře LED Návratnost celková = poměrová cena (investice do LED řízené investice do zářivek) / úspora LED osvětlení řízené = (824.250 215.000) / 315.151 Kč/rok 315.151 roku 2,6 roku 1,9

JAK TO VE STÁJI FUNGUJE S OSVĚTLENÍM? Průběh intenzity osvětlení (lux) ve produkční stáji pro dojnice v období od 5. 6. 2018 do 16. 10. 2018

SYSTÉM ŘÍZENÉHO MIKROKLIMATU

VYBRANÉ POŽADAVKY NA MIKROKLIMA horní a dolní kritická zóna u dojnic -6 až +19 C zdraví zvířat, bezproblémový provoz techniky v chovu relativní vlhkost 50 % zvýšený odpar vody; imun. dýchacího traktu, 75 % infekty dýchacího traktu; narušení termoregulace; devastace stáj. konstrukcí rychlost proudění vzduchu zimní měsíce 0,5 až 1 m s -1, letní měsíce 2 až 5 m s -1

VÝMĚNA VZDUCHU VE STÁJI NEDOSTATEČNÁ VÝMĚNA VZDUCHU letní měsíce zvýšení teploty vzduchu, zvýšení koncentrace plynů, shlukování krav, neklid ve skupinách, snížení příjmu krmiva/užitkovost. NADMĚRNÁ VÝMĚNA VZDUCHU vyšší ztráty tepla narušení tepelného komfortu u zvířat, riziko podchlazení organismu vliv na imunitní systém, ochlazování stájového prostředí shlukování krav v sekcích, vyšší příjem krmiva záchova/produkce aj. zimní měsíce tvorba mlhy ve stáji = RV, kondenzace vody zimní déšť (dýchací potíže, podchlazení..), zvýšení koncentrace plynů, devastace konstrukcí stáje aj.

PŘIROZENÁ VENTILACE STÁJE UNIVERSÁLNÍ PRAVIDLO NEEXISTUJE! KAŽDÁ STÁJ JE SPECIFICKOU JEDNOTKOU! nízká intenzita proudění, zimní měsíce obvodové stěny otevřeny na ½ intenzivní proudění vzduchu, letní měsíce obvodové stěny otevřeny

PŘIROZENÁ VENTILACE STÁJE http://www.ufa.cas.cz???????? ŘÍDIT SPRÁVNĚ MIKROKLIMA STÁJE = MÍT VELKÉ PENZUM ZNALOSTÍ A DOSTATEK PODKLADOVÝCH DAT!

VSTUP VZDUCHU DO STÁJE OBVODOVÉ STĚNY výška parapetu do 500 mm (vyšší u stájí ve vyšších nadmořských výškách), kari sítě jako bariéra mezi zvířetem a plachtou, obvodová stěna plachty, polykarbonát, pečlivě vybrat typ plachty mechanické vers. elektrické ovládání, rozměry stájí a umístění stavby ¼ systém v produkčních stájích. 33

OBVODOVÉ STĚNY ROLOVÁNÍ PLACHET? 34

ODVOD KONTAMINOVANÉHO VZDUCHU ZE STÁJE HŘEBENOVÉ ŠTĚRBINY ZAKRYTÉ, NEZAKRYTÉ OTVORY PULTOVÝCH STŘECH 35

ODVOD KONTAMINOVANÉHO VZDUCHU ZE STÁJE ELETRICKY OVLÁDANÁ HŘEBENOVÁ ŠTĚRBINA 36

ELIMINACE TEPELNÉHO STRESU - NUCENÁ VENTILACE hlučnost ventilátorů max. 70 db, neumisťovat na konstrukce boxových loží vibrace, umístění NAD BOXOVÁ LOŽE, NAD KRMIŠTĚ NAD KRMNOU CHODBU HORIZONTÁLNÍ VENTILÁTORY VERTIKÁLNÍ VENTILÁTORY 37

ELIMINACE TEPELNÉHO STRESU - NUCENÁ VENTILACE

SYSTÉM ŘÍZENÍ

CO LZE VE STÁJI REGULOVAT?

VSTUPNÍ PRVKY PRO ŘÍZENÍ vstupní prvky inputy čidla T, RV, čidla CO 2, čidla intenzita osvětlení (sdružené osvětlení), rychlost proudění, srážkové čidlo, směr větru. Počet jednotlivých měřících bodů bude vycházet z dispozic stáje, umístění stáje apod.

DĚKUJI ZA POZORNOST Ing. Stanislav Staněk, Ph.D. 777 872 486 Velké poděkování: Ing. Ondřej Baloun, ZAS Lípa, předseda; Miroslav Prchal, ZAS hlavní zootechnik Martin Formánek, ForMaR.CZ (komplexní elektroprojekce, řešení digitalizace a SW řízení stájových technologií) Vladimíra Míšková, Enika, Nová Paka Příspěvek vychází z výsledků řešení projektu Inovace na mléčné farmě Lípa, a to v rámci operace 16.2.1. Podpora vývoje nových produktů, postupů a technologií v zemědělské prvovýrobě (Program rozvoje venkova 201-2020, 4. kolo příjmu žádostí).