Milch- und Energieerzeugung kombinieren

Um Energieproduktion und Verbrauch möglichst genau vorhersagen zu können, benötigt das Energie-Management-System Daten aus den verschiedensten Bereichen, in verschiedenster Struktur und in großer Anzahl. Dazu zählen Wetterprognosen, Stallklimadaten, tierindividuelle Leistungsdaten und Verhaltensdaten (Bewegungsaktivität, Wiederkauaktivität und Tierposition) sowie Daten zur Tiergesundheit. Aus diesen Daten kann das System zum Beispiel die Verhaltensstrukturen von Einzeltieren und Tiergruppen prognostizieren und damit Rückschlusse auf den zukünftigen Energiebedarf der Stallkomponenten ziehen.  

Das Energie-Management-System "CowEnergie" soll so aufgebaut werden, dass es nach einer bestimmten Entscheidungshierarchie vorgeht:

1. Zunächst soll das System den Energiebedarf ermitteln, der für den Milchviehbetrieb selbst benötigt wird. Dabei hinterfragt es beispielsweise, wieviel Energie für den Melkroboter, für die Kühlung der Milch, für die Stallfahrzeuge oder für die Klimasteuerung und die Beleuchtung benötigt wird. 
2. Danach stellt es fest, wieviel gespeicherte Energie auf dem Betrieb existiert (zum Beispiel in Form von klassischen Batterien beziehungsweise Akkus, in Form von Energiespeichern mobiler Arbeitsgeräte oder auch in Form von Energie aus Biogas- oder Photovoltaikanlagen). Diese Energiemenge wird in einem virtuellen Speicher auf einem Computer zusammengefasst. 
3. Im Anschluss daran entscheidet das Energie-Management-System, inwieweit die Anfragen des regionalen Energieversorgers zu Lieferung, Speicherung oder Aufnahme von Energie befriedigt werden können, ohne dass das betriebliche Energiemanagement strapaziert wird. 

Besondere Herausforderungen sind dabei die unterschiedlichsten technischen Gegebenheiten der Energieverbraucher im Stall, die verschiedenen Lösungen der Energiegewinnung und -speicherung, der Datenaustausch zwischen den Systemen und die netzdienliche Integration in das Stromversorgungsnetz dar. Darüber hinaus müssen die Interaktionen zwischen Tier, Technik und Mensch berücksichtigt werden.

Der aktuelle Entwicklungsstand des CowEnergie-Projekts gestattet es, erste Praxisbetriebe mit diesem System auszurüsten. Ein bayerischer Pilotbetrieb wurde inzwischen mit der für ein Energie-Management-System notwendigen Technik ausgestattet. In einem neu gebauten Boxenlaufstall des Betriebs wurden 16 Smartmeter (intelligente Stromzähler) installiert und die gesamte Verkabelung der Technik auf das Energie-Management-System ausgerichtet. Zwei Zähler messen den Gesamtstromverbrauch, 14 weitere Zähler messen einzelne Stromkreise. Auf diese Weise sollen detaillierte Lastenprofile für den Betrieb erstellt werden. Die Wissenschaftler erfassen auf dem bayerischen Pilotbetrieb jedoch nicht nur den Stromverbrauch. In ihrem Fokus steht auch die Erarbeitung eines Monitoringsystems, das sich für die realitätsnahe Abbildung des Verhaltens einer Kuhherde eignet. Es soll auffälliges Verhalten von normalem Verhalten unterscheiden können. Geklärt wird unter anderem, welche Parameter des Tierverhaltens für die Überwachung und Steuerung der technischen Systemelemente geeignet sind. Dazu werden vier unterschiedliche Aktivitätsmess- und Ortungssysteme untersucht.  

Ein weiterer Betrieb ist mittlerweile fertig gestellt, um die Erfahrungen aus dem ersten Praxisbetrieb umzusetzen und weiter zu entwickeln.

Über den Einsatz in Milchviehbetrieben hinaus, ist es für die Wissenschaftler der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf und der Technischen Universität München vorstellbar, das Energie-Management-System auch in anderen Bereichen der Tierhaltung einzusetzen, zum Beispiel in der Schweine- und Geflügelhaltung. Ein wichtiges wirtschaftliches Ziel des Forschungsvorhabens "CowEnergie“ ist es deshalb, nach abgeschlossener Entwicklungsarbeit einen ersten Prototyp auf den Markt zu bringen.