Põllumajandushoones annab energiatõhususe kõrgtehnoloogia

Põllumajandushoone energiatõhusus sõltub peamiselt sellest, kui uuendusmeelne on selle omanik.

Euroopa Liidu energiatõhususe direktiivi kohaselt peaksid järgmisest aastast olema kõik uued hooned energiatõhusad ehk liginullenergiamajad. Need nõuded kehtivad ühtmoodi nii elamutele, avalikele- kui ka tootmishoonetele. Nimetatud direktiivis ega ka Eestis kehtivas hoone energiatõhususe miinimumnõuete määruses ei ole aga välja toodud, et need nõuded peaksid kehtima ka põllumajanduslikele tootmishoonetele.

TalTechi liginullenergiahoone uurimise töörühma juhi Jarek Kurnitski sõnul kehtib kõikvõimalike ladustamise, pakkimise, töötlemise või muu sarnase tegevusega seotud hoonete ehitamise puhul liginullenergia hoonetele kehtestatud nõuded. Loomapidamishooned on aga regulatsioonist välja jäänud ja nende energiatõhusaks muutmine sõltub peamiselt omanikest. “Nõuded on üsna paindlikud ning uued tehnoloogiad, mida tänapäeva ehituses kasutatakse, pakuvadki juba energiasäästlikke lahendusi,” lisab ta.

Kõrgtehnoloogia annab energiatõhususe

Energiatõhusus ei ole kaasaegsete põllumajandushoonete rajamisel sugugi kõrvaline probleem. Kõikide viimastel aastatel rajatud ülisuurte piimafarmide avamisel on olnud põhjust rääkida kõrgtehnoloogilistest lahendustest, alates lüpsirobotitest, automatiseeritud söötmisest ja ventileerimisest kuni automatiseeritud sõnnikumajanduse ja sõnnikust biogaasi tootmiseni välja.

Näiteks viis aastat tagasi valminud Eesti suurimasse, Lõõla piimafarmi Järvamaal paigaldati muude uuenduste seas ka uudne sõnnikutöötlemise süsteem, mis valmistab lehmasõnnikust uut kvaliteetset allapanu. Farmi energiatõhusus tuleneb sellestki, et kogu olmeploki ja lüpsilautade kütmiseks vajaminev soojus võetakse piimast ning soojusvaheti kaudu suunatakse see soojus põrandaküttesse.

Energiatõhus tark laut

Meie teadlased ja insenerid on põllumajandushoonete energiatõhusaks muutmisel paljugi ära teinud. Üks selline projekt on eelmisel aastal Tartu ülikooli tehnoloogiainstituudi labori ja Koivakonnu mahe lihaveisefarmi koostöös sündinud uuenduslik taastuvenergial töötav energiatõhus termoreguleeritud veiselauda lahendus.

Projekti üks autor, insener Tauri Tätte, räägib, et vajaduse sellise lauda järele tingis asjaolu, et külmal ajal vajavad lihaloomad sooja ruumi või päikesekiirgust, et nad ei kulutaks kasvamiseks vajalikku energiat enda soojendamiseks.

Sellises kontrollitud temperatuuriga laudas peaks olema võimalikult palju päikesevalgust, et loomadel ei tekiks tavalaudas küllalt sageli esinevaid nahahaigusi ja ainevahetushäireid. Samuti on oluline efektiivne õhuringlus, mis välistaks laudas kondensatsioonivee tekke. Niiske keskkond soodustab samuti haigustekitajate levikut.

Vähem oluline ei ole ka see, et sellises laudas on farmitöölistel mõnus töötada ja loomi talitada.

Projekti jooksul kombineeriti energiatõhusaid ja ressursisäästlikke arhitekti- ja insenerilahendusi nutikate rohetehnoloogia ning mehhatrooniliste lahendustega.

“Loodud kontseptsioon-lahendus Tark Laut kasutab maksimaalselt ära päikeseenergiat ning aastaringne plusskraadides sisetemperatuur on tagatud minimaalse lisaküttevajadusega. See laut on nagu valgusküllane kasvuhoone. Metallkonstruktsioonile on paigaldatud moodsaim polükarbonaat, mis laseb päikesevalguse sisse,” kirjeldab ta.

Selline lahendus võimaldab talunikul lauta maksimaalselt ära kasutada, et sissetulekuallikaid mitmekesistada. Üldiselt seisavad ju lihaveisekasvatuses kasutatavad külmlaudad suvel suurema osa ajast tühjana. Uue lahendusega saab lauda soojal ajal, kui loomad on karjamaal, panna tulu teenima heinakuivati või hästi ventileeritud kasvuhoonena.

Tehniline sisu on aga keerukas ja tulevikku vaatav. Iga uue lahenduse peamine eeldus ongi prognoosida, kas see on kasutatav ka tuleviku vajadusi silmas pidades. Uuendusliku lauda arendamisel oli üks oluline suunanäitaja asjaolu, et on võimalik luua energeetiline süsteem, mis toodab ökonoomselt nii elektrit kui ka soojust.

Uue põlvkonna energiasäästlik kontseptsioonlaut toodab talunikule väärtust aasta läbi. Päikeseenergiat kasutatakse maksimaalselt ära, laut on valgusküllane ja energiat toodavad päikesepatareid. Suvel püüab hoone kuni 80 protsenti päikesekiirgusest ehk 850 vatti ruutmeetri kohta, võimaldades talunikul luua tulusa lisasissetulekuallika.

Tänu läbimõeldud soojusregulatsioonile on talvel 500 ruutmeetri suuruses hoones plusskraadid. Õigete soojustingimuste hoidmiseks, söötmiseks, jootmiseks ja valgustuseks kulub vaid 700 kWh võrguenergiat – praeguste hindade juures ligi 70 eurot kuus. Suvel kuivatab laut 100 tonni heina 48 tunniga, kulutades selleks 200 kWh võrguenergiat ehk umbes 20 eurot. Tootmisprotsesse täiustades on võimalik kogu vajaminev elektri- ja soojusenergia toota autonoomselt.

Tulevikus on õhukindlasse hoonesse võimalik integreerida nutikaid kulutõhusaid ventilatsiooni erilahendusi, mis vähendaksid hoonest väljuvaid kasvuhoonegaase. Samuti on võimalik tõsta temperatuur üle 60 kraadi. See võimaldab tõhustada lihaveiste metaboliseeruva energia kasutamist, käidelda sõnnikut uudsel viisil ning pärast lauda tühjendamist steriliseerida hoone kõrge temperatuuri ja UV-kiirguse koosmõjul, mis tapab ohtlikud patogeenid.

Uuendusliku lauda kontseptsioon-lahendus on valmis, kuid sellist lauta ei ole siiski veel ehitatud. Ka ei leidnud Koivakonnu veisekasvatuse juht võimalust selle perspektiive kommenteerida, vabandades end ajapuudusega.

Tasuta energia päikeselt

Insener Tauri Tätte arvates oleks põllumeestel märksa rohkem võimalusi taastuvenergiat oma tarbeks ära kasutada. “Loomapidamishoonel on ülisuur katusepind, kuid väga harva näeb sellisel hoonel päikesepaneele,” märgib ta.

Võimsat päikesepaneelide parki võib aga näha Estonia piimafarmi katusel Järvamaal. Kaks aastat tagasi paigutas need sinna firma Enefit Green. Nimetatud firmal on kogemusi elektri tootmisel nii tuulest, veest, päikesest, biomassist kui ka olmejäätmetest.

Päikesepaneelidega saab Estonia farm kogu suvel vajamineva elektrienergia ning 15% kogu aasta elektrist. Piimafarmi katusele paigutati kokku 644 päikesepaneeli, süsteemi võimsus on 174 kW ning nad võtavad enda alla umbes 1000 ruutmeetri suuruse pinna.

Ainulaadseks tegi projekti see, et piimafarmi omanikud ei pidanud elektrijaama ehitusse midagi investeerima, seadmete paigalduse ja ühendamise tegi ära Enefit Green. Päikesest toodetava elektri hind on fikseeritud, farm kasutab seda oma tarbeks ja on sel moel säästetud ka elektrihinna kõikumisest tekitatud probleemidest. Elektri muudab tarbijale soodsamaks ka asjaolu, et päikesest toodetud elektrile ei lisandu võrgutasu.

Taimekasvatusest eeskuju tuues võiks seda teha Võrumaal asuva Taarapõllu marjatalu näitel. 2015. aastal paigaldati uue kahekordse tootmishoone katusele 32 kW nimivõimsusega 176 paneeliga päiksejaam, mis annab praegu päikesepaisteliste ilmadega keskpäeval välja 20 kW energiat. Ehkki sellest piisaks keskmise majapidamise energiavajaduse rahuldamiseks, kulub mahlade ja mooside valmistamisega tegeleval talul rohkem energiat, mistõttu tuleb elektrit jätkuvalt juurde osta.

Sarnased energialahendused peaksid asjaosaliste sõnul saama tavapäraseks üle kogu maa.

Tulekul uued energiatõhusad materjalid

Insener Tauri Tätte sõnul arendavad teadlased ehitusmaterjale pidevalt, kuid ei paista, et ka parandatud omadustega materjalidest tuleks hüppeline ernergiasääst.

Kõige suuremat efekti annaks aerogeensete materjalide ehk selliste materjalide kasutuselevõtt, mille struktuurist moodustavad ühe osa väikesed, nanostruktuuriga õhumullid. Kui näiteks hakatakse tootma sellise struktuuriga klaasi, võib see ehituste energiatõhususes küll revolutsioonilist rolli mängima. Nanostruktuuriga klaas paistab küll läbi, kuid soojust ei juhi ning seega jääb ka kogu soojus ruumi sisse.

Hetkel pingutatakse passivhoonete projekteerimisse ja ehitamisse, kuid samas on passiivmajal suured soojustagastused ning lõppkokkuvõttes tarbivad ventilatsioonisüsteemid, sensorid jms nii palju energiat, et lõppkokkuvõttes võib hoone ülalpidamine osutuda üpris kalliks.

Absoluutselt efektiivse hoone võiks teha juhul, kui sisendi ehk energia hind oleks fikseeritud. Aga just see muutub pidevalt. Ühed energialiigid kallinevad, teised odavnevad, asemele tulevad uued. Praegu ehitatakse lähtuvalt hetketeadmistest, kuid 10 aasta pärast võivad asjaolud olla hoopis teistsugused.

Kuidas töötab kõrgtehnoloogilise lauda ventilatsioonisüsteem

Optimaalne kliima laudas tagab loomade tervise, kuid soodustab ka nende tootlikkust, olles seega eduka piimakarjakasvatuse eeldus.

Lüpsilehmadele peetakse kõige sobivamaks temperatuurivahemikku 7–17 kraadi. Sealjuures talutakse nimetatud vahemikust madalamat temperatuuri kõrgemast temperatuurist palju paremini. Madalamal temperatuuril suureneb küll lehma vajadus kehasoojust hoida, kuid ta suudab seda hästi kompenseerida. Ta sööb rohkem ja tänu suuremale söödatarbimisele tekib ka rohkem energiat piima tekkeks.

Kõrge temperatuur aga koormab lehma organismi, mille tõttu kannatab piimajõudlus.

Laudahoonete ventileerimise käigus peab soe niiske õhk pidevalt asenduma kuiva külma õhuga. See aitab optimeerida sööda tarbimist, hoida asemed ja vahekäigud kuivana ning loomad tervena.

Kõrgtehnoloogiline ventilatsioonisüsteem on äärmiselt paindlik. Kardinasüs-teemid, s.t tõstetavad ja langetatavad paanid sobituvad tingimustega automaatselt. Reguleeritavate lükandkardinatega saab suvel lauda varikatuseks muuta ja talvel tavapärasel viisil sulgeda.

Lauda kliima aktiivne juhtimine on võimalik tänu õhu juurdevoolule. Laudas on nii kaks ventilatsioonisüsteemi: talvel toimib tänu suletud küljeseinale klassikaline räästa-katuseharja ventilatsioon, suvel tänu avatud küljeseinale hoone risttuulutus.

Õhu vaba sisselaske eelduseks on muidugi laudahoone enda teostus, mis peaks pakkuma võimalikult suurt tuult püüdvat pinda.

Ventilatsioonisüsteemi edu tagab võimalikult kõrgete räästaste (> 4 m), avatud harja ja madalate ripptaladega lauda ehitamine valitseva tuulesuuna järgi.

Kardinad avanevad ülevalt alla. Nii on ka kiiresti sulguva küljeseina korral alati tagatud minimaalne ventilatsioon räästa-katuseharja meetodil. Peale selle ei jää loomad niimoodi kunagi otse väikse õhuvahe ega sellega kaasneva tuule-tõmbuse kätte

Kardinate avamist saab juhtida kas käsitsi, vintsi või kliimakompuutri abil. Ka kliimakompuutri paigaldamine pole kuigi keeruline. Sellise kardinasüsteemide juhtimise jaoks on vaja kolme asja: termostaati, tuule- ja sadeveemõõturit.

Allikas: Landwirt.com