Tam Çevre Denetimli Yumurta Üretim Kümeslerinin Enerji Kullanım Karakteristikleri ve Enerjiden Tasarruf Olanakları

Transkript

1 Tam Çevre Denetimli Yumurta Üretim Kümeslerinin Enerji Kullanım Karakteristikleri ve Enerjiden Tasarruf Olanakları Kadir Erensoy Ali Altan Hakan Bayraktar Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Zootekni Bölümü, Bornova/İzmir Özet Kanatlı sektörü gerek üretim, gerekse milli gelir ve istihdam yönünden önemli bir paya sahiptir. Türkiye deki yıllık hayvansal üretimin yaklaşık %60 ını beyaz et ve yumurta oluşturmaktadır. Son on yılda kanatlı hayvan varlığımız yaklaşık %22, yumurta üretimimiz ise %56 artış göstermiştir. Üretim rakamlarındaki bu önemli artış kümes sayısı ve kapasitelerine de yansımış ve tam çevre denetimli kümeslerin yaygınlaşmasında büyük rol oynamıştır. Kümeslerin otomasyon ve denetim düzeyleri ile enerji fiyatlarındaki artış elektrik tüketiminin yumurta üretim maliyetleri içerisindeki payını da belirgin bir şekilde yükseltmiştir. Sektördeki enerji kullanımı mevsim, kapasite, otomasyon düzeyi, teknolojik altyapı, kullanılan enerji türü ve enerji verimliliği gibi çok faklı unsurlara bağlı olarak değişebilmektedir. Bu çalışma, tam çevre denetimli yumurta üretim kümeslerindeki enerji kullanım karakteristikleri saptanması, tüketim ve mevsim arasındaki ilişkilerin irdelenmesi amacıyla yürütülmüştür. Deneme orta büyüklükteki tavuk kapasiteli, tam çevre denetimli ticari bir yumurta üretim kümesinde yürütülmüştür. Elektrik tüketimi ve mevsim ilişkisinin değerlendirilebilmesi amacıyla yaz, sonbahar ve kış mevsiminde tekrarlanarak yapılan ölçümler ile tam çevre denetimli bir yumurta üretim kümesinin enerji kullanım profillerindeki değişimler izlenmiştir. Elde edilen bulgular tam çevre denetimli yumurta üretim kümeslerinde ortalama elektrik tüketiminin her 1000 tavuk için 1480 kw/yıl olarak gerçekleştiği ve bu düzeydeki bir tüketimin yıllık maliyetinin yaklaşık 575 TL olduğunu göstermiştir (Nisan 2015 tarihli birim fiyat: 0.39 TL/kwh). Kümeslerin enerji tüketim profili üzerinde mevsim etkisinin de önemli bulunduğu çalışmada yaz, sonbahar ve kış mevsiminde en yüksek elektrik tüketim oranları sırasıyla %88 (havalandırma-serinletme), %62 (havalandırma-aydınlatma) %51 (havalandırma-aydınlatma) olarak hesaplanmıştır. Tam çevre denetimli kümeslerdeki havalandırma, serinletme ve aydınlatma uygulamalarındaki enerji verimliliğinin artırılması ve/veya yenilenebilir enerji kaynaklarının tercih edilmesinin önemli düzeyde tasarruf sağlama potansiyeli olduğu sonucuna varılmıştır. Anahtar kelimeler: Yumurta tavuğu, Tavuk kümesleri, Enerji, Tasarruf

2 Characteristics of Energy Usage and Energy Savings Opportunities in Environmentally Controlled Egg Production Houses Abstract Poultry sector has a significant share of the national income and employment. Poultry meat and egg production generate nearly 60% of annual animal production in Turkey. While the number of poultry increased about 22%, egg production growth was over 56% in last decade. This important changes has reverberate to the number and capacity of poultry houses and also has a great role in spreading of the fully-controlled houses. Superior automation and control levels of the poultry houses with high energy prices increased the share of electricity costs in egg production significantly. Energy consumption in poultry sector can vary depending on many different factors like season, capacity, level of automation, technological infrastructure, energy type used and energy efficiency. This study was to determine energy usage characteristics of the environmentally controlled egg production houses and to examine the relationship between consumption and seasons. The experiment was conducted in a medium sized environmentally controlled commercial egg production house with capacity of 70,000 hens. Changes in energy usage profile of controlled environment egg production house were observed with repeated measurements in order to evaluate the energy consumption and seasonal relationship in summer, autumn and winter. The findings has shown that the average electricity consumption per 1,000 chickens about 1480 kwh/year and the annual cost of a consumption on this level is about 575 TL in a environmentally controlled house (The unit price of April 2015: 0:39 TL / kwh). In this study about the energy consumption profile of the poultry house, season was found as a significant effect and the highest rates of electricity consumptions were calculated in summer, autumn and winter seasons as 88% (ventilation-cooling), 62% (ventilation-lighting) 51% (ventilation-lighting) respectively. It has been concluded that by the way of increasing the energy efficiency in the ventilation, cooling and lighting applications and/or preferring the renewable energy sources have a great potential to provide significant savings for the environmentally controlled poultry houses. Keywords: Hen, Poultry Houses, Energy Profile, Energy Savings.

3 Giriş Son 15 yılda perdeli tip kümeslerden, tam çevre denetimli kümeslere geçiş hız kazanmıştır. Ancak bu artış beraberinde barınağın enerji kullanım performansında bir takım değişimler meydana getirmiştir. Büyük hacimlerde gerçekleştirilen üretim için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyulmaktadır. Tam çevre denetimli kümeslerde aydınlatma, havalandırma, serinletme, yemleme ve yumurta toplama-tasnif işlemleri tamamen elektrik enerjisi yardımıyla gerçekleştirilmektedir. Tam çevre denetimli yumurta üretim kümeslerinde enerji kullanım miktarı üretimin hacmine, sezonuna, kullanılan teknolojiye, kullanılan enerji çeşidine ve enerji etkinliğinin seviyesine bağlı olarak değişmektedir. Yumurta üretim kümeslerinde en fazla enerji tüketiminin mekanik havalandırmadan kaynaklandığı belirtilmiştir (Fluck ve Baird, 1980; Stout, 1984). Avrupa Birliği ülkelerinde yumurta üretim kümeslerinde kullanılan enerjinin büyük bir bölümünün havalandırmaaydınlatma için kullanılmakta olduğunu ve ayrıca mekanik sistemlerin bakımı ile enerjiden %10 a yakın tasarruf sağlanabileceğini vurgulamışlardır (Sonesson ve ark., 2009). Bu çalışmada sunulan veriler bölgeden bölgeye hatta kümesten kümese bile birçok faktöre bağlı olarak değişiklik gösterebilir. O nedenle, çalışmanın yapılmış olduğu Ege bölgesindeki yumurta üretim kümesleri için pratik anlamda fayda sağlayabilir. Materyal ve Metot Çalışma kapasitede tam çevre denetimli yumurta üretim kümesinde yürütülmüştür. 80x13 m ebatlarında inşa edilmiş olan kümes 4 sıralı 8 katlı kafes sistemine sahiptir. Kümesin havalandırılması mekanik olarak yapılmaktadır. Havalandırmada her biri 1.5 kw güce sahip 24 adet tünel havalandırma fanı kullanılmaktadır. Yaz mevsiminde serinletme amaçlı olarak selülozik materyalden imal edilmiş pedlerden yararlanılmaktadır. Ped sisteminin çalışmasında ise 1.5 kw güce sahip 10 adet su pompası kullanılmaktadır. Kümesin aydınlatılması tamamen elektriksel olarak yapılmakta ve her biri 11 watt güce sahip toplamda 160 adet tasarruf ampulü kullanılmaktadır. Kümeste biriken gübre her 3 günde bir her kafes katının altında bulunan gübre bantları yardımıyla uzaklaştırılmaktadır. Gübre bantları her biri 1.5 kw güce sahip toplamda 8 adet motor ile çalıştırılmaktadır. Hayvanların yemlenmesi günde 4 tur yapan hareketli yem arabaları ile yapılmaktadır. Yemleme sistemi, 4 adet her biri 0.75 kw güce sahip yem arabalarındaki motorlardan ve helezon sisteminin çalışmasını sağlayan 2 adet 1.5 kw güce sahip helezon motorlarından oluşmaktadır. Yumurta toplama ve tasnif işlemi günde bir kez yapılmaktadır. Yumurta kümes içerisinden yumurta toplama odasına kadar sırasıyla; bez yumurta bandı (1 adet 1.5 kw), konveyör bant (1 adet 0.75 kw), yumurta tasnif (3

4 adet 0.75 kw), viyolleme (2 adet 0.75 kw) ve istifleme (1 adet 0.75 kw) makinelerinden geçerek depodaki yerine ulaştırılmaktadır. Kümesin içi iklimsel çevre hayvanın istekleri gözetilerek yazılımı yapılmış olan otomasyon sistemi ile kontrol altında tutulmaktadır. Elektrik tüketimini gösteren sayaç otomasyon panosunun içerisinde yer almakta olup, kullanım miktarları bu sayaçtan takip edilmiştir. Hesaplamalar yaz, sonbahar ve kış mevsimlerinde 3 tekrarlı olarak yapılmış ve bu ölçümlerin ortalamaları alınarak değerlendirme yapılmıştır. Her bir sistemin toplam enerji tüketimi içerisinde payını hesaplamak için ise her ekipmanın günlük çalışma süreleri göz önünde bulundurulmuştur. Tablo 1. Enerji Tüketen Ekipmanların Sayısı ve Enerji Tüketim Değerleri Ekipmanlar Adet Enerji Tüketim Değerleri (kw/saat) Pad Klepe Fan Aydınlatma Gübre Bandı Dış Gübre Bandı Yem Arabası Helezon Bez Yumurta Bandı Frenli Asansör Konveyör Yumurta Toplama Yumurta Tasnif Viyolleme İstifleme Sonuçlar ve Tartışma Yumurta üretimi yapan tam çevre denetimine sahip bu kümeste yaz-sonbahar ve kış mevsiminde ekipmanların çalışma sürelerine bağlı olarak enerji tüketim değerlerinin ortalamaları (Tablo-2) ve kullanım profilleri (Grafik-1, Grafik-2, Grafik-3) te verilmiştir. Çalışmanın yürütüldüğü kümesten elde edilen verilere göre havalandırma için harcanan enerjinin toplam harcanan enerji içerisindeki payı yaklaşık olarak yaz mevsiminde % 69, sonbahar mevsiminde % 44 ve kış mevsiminde % 26 olarak bulunmuştur. Toplam tüketilen enerji içerisinde havalandırmada kullanılan enerjinin payı yaz mevsiminde en yüksek, kış

5 mevsiminde ise en düşük seyretmiştir. Bu durumun kümes içi ve dışı ortam sıcaklığı arasındaki ısı dengesinin değişiminden kaynaklandığı söylenebilir. Yüksek yaz sıcaklıklarında kümes içi sıcaklığın istenen değerlerde tutulabilmesi için havalandırma miktarı arttığından havalandırma için kullanılan enerji miktarı da artış göstermiştir. Sonbahar ve kış mevsimleri için de aynı durum söz konusudur. Serinletme yaz ve sonbahar mevsimlerinde kümes içi sıcaklığı optimum değerlerde tutabilmek için yapılmıştır. Kış mevsiminde dış sıcaklığın düşük olması sebebiyle serinletmeye ihtiyaç duyulmamıştır. Serinletme için kullanılan enerjinin payının toplam kullanılan enerji içerisindeki payı yaz mevsiminde yaklaşık % 19, sonbahar mevsiminde ise % 2 olarak belirlenmiştir. Yemleme, aydınlatma, gübre temizleme, yumurta toplama ve tasnif sistemlerinin enerji tüketim değerleri mevsimlere bağlı olarak değişiklik göstermemiştir. Kümesin rutin işleyişi içerisinde sayılabilecek bu işlemler her mevsim aynı miktarda enerji tüketimine sahip olmuştur. Ancak, diğer sistemlerin dış iklimsel çevreden etkilenerek gösterdikleri değişiklik oransal olarak yemleme, aydınlatma, gübre temizleme, yumurta toplama ve tasnif sistemlerinin enerji tüketim değerlerini etkilemiştir. Yemleme, aydınlatma, gübre temizleme, yumurta toplama ve tasnif işlemleri için kullanılan enerjinin toplam kullanılan enerji içerisindeki payı sırasıyla yaz mevsiminde yaklaşık % 2, % 4, % 2, % 4, sonbahar mevsiminde % 9, % 18, % 10, % 17, kış mevsiminde ise % 12, % 25, % 13, % 24 olarak belirlenmiştir. Mevsimlere bağlı olarak değişen toplam enerji kullanım oranları içerisindeki havalandırmanın payı her mevsimde en büyük oranlara sahip olarak Fluck ve Baird., 1980, Stout., 1984 bildirişleriyle benzerlik göstermektedir. Tablo 2. Mevsime bağlı olarak ortalama enerji tüketim değerleri (kw/gün). Tüketim Kalemleri Enerji Tüketim Yaz Sonbahar Kış Havalandırma Serinletme Yemleme Sistemi Aydınlatma Gübre Temizleme Yumurta Toplama ve Tasnif TOPLAM

6 Grafik-1: Yaz Mevsimi Enerji Kullanım Profili 19% 2% 4% 2% 4% 69% havalandırma serinletme yemleme sistemi aydınlatma gübre temizleme yumurta toplama ve tasnif Grafik-2: Sonbahar Mevsimi Enerji Kullanım Profili 17% 10% 18% 44% havalandırma serinletme yemleme sistemi aydınlatma gübre temizleme yumurta toplama ve tasnif 9% 2% Grafik-3: Kış Mevsimi Enerji Kullanım Profili 13% 24% 26% 12% havalandırma serinletme yemleme sistemi aydınlatma gübre temizleme yumurta toplama ve tasnif 25%

7 Sonuç ve Öneriler Yumurta üretimi yapan tam çevre denetimine sahip kümeslerde yemden sonra, en önemli maliyet kalemi enerjidir. Yem tüketimi hayvanın daha çok genetik yapısıyla ilgili olduğu için yem tüketiminden tasarruf etme olanağı çok sınırlıdır. Ancak kümes içi iklimsel çevreyi kontrol altında tutmak için elimizde birden fazla enstrümanımız mevcuttur ve etkili bir manejman uygulayarak kullandığımız enerjiden tasarruf etme oranımız azımsanmayacak miktardadır. Yapılan denemede 1000 hayvan başına düşen yıllık enerji tüketimi yaklaşık 1480 kw, maliyeti ise 575 TL olarak bulunmuştur. Toplam enerji tüketimi içerisinde yaklaşık % 78 ile en büyük paya sahip olan havalandırma ve serinletme sistemi en büyük maliyet unsuru olarak görünmektedir. Bu iki sistemden yapılacak olan tasarruf toplam maliyetlerimizi diğer sistemlerde yapılacak olan tasarrufa nazaran daha fazla oranda düşürecektir. Kaynaklar Fluck, R. C., & Baird, C. D. (1980). Agricultural Energetics. Westport, Conn.: Avi Publishing Co. Stout, B. A. (1984). Energy Use and Management in Agriculture. North Scituate, Mass.: Breton Publishers. Sonesson, U., Cederberg, C., & Bergland, M. (2009). Greenhouse gas emissions in egg production. Report 2009:7 Klimatmärkning För Mat.