Unsere Autoren: Dr. Jan Harms und Josef Neiber (LfL), Susanne Gäckler (DLG)
Der Strom- und Wasserverbrauch ist bei automatischen Melksystemen (AMS) immer wieder ein Diskussionsthema. Landwirte fragen sich: „Ist mein Strom- und Wasserverbrauch im Vergleich zu den Firmenangaben zu hoch? Was sind die Ursachen dafür?“
Um vergleichbare und verlässliche Daten zu den Verbräuchen von Strom und Wasser von Melkrobotern zu erhalten, ist ein objektives Messverfahren nötig. 2011 entwickelten Experten einen Prüfstandard für den Strom- und Wasserverbrauch von AMS. Beteiligt sind die Fachzeitschrift profi, AMS-Hersteller, die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) sowie das Testzentrum Technik und Betriebsmittel der Deutschen Landwirtschafts-Gesellschaft (DLG).
Schnell gelesen
Ein Prüfsystem für Melkroboter zeigt, wie hoch der Strom- und Wasserverbrauch unter Standardbedingungen ist.
Die Ergebnisse stimmen mit Werten aus der Praxis überein und sind somit als Orientierung für Betriebe sinnvoll.
Strom- und Wasserzähler für einzelne Komponenten verdeutlichen einen zu hohen Verbrauch und machen sich bezahlt.
Häufige Ursachen für einen hohen Verbrauch sind Fehler bzw. Fehleinstellungen im Druckluft- und Vakuumsystem, der Wassererwärmung oder der Reinigung.
Ein Prüfstandard für Melkroboter
Ziel ist es, den Strom- und Wasserverbrauch der automatischen Melksysteme unter immer gleichen Bedingungen zu erfassen und dabei auf die unterschiedlichen Einsatzbedingungen auf den Betrieben einzugehen. Bei der Prüfung werden die Verbräuche jeder einzelnen Komponente wie Vakuumpumpe, Kompressor oder Boiler mehrfach gemessen. So lassen sich Verbräuche auch einzelnen Prozessen wie bspw. der Zitzen- oder Hauptreinigung zuordnen.
Der Prüfstandard simuliert verschiedene Gemelksmengen und Melkbarkeiten durch vier verschiedene Milchflusskurven an einem künstlichen Euter. Ebenso wird eine Wärmerückgewinnung simuliert und es lassen sich Einzelboxen- und Doppelboxenanlagen prüfen.
Die Rahmenbedingungen sind für alle AMS einheitlich: Beispielsweise sind die Leitungen zum Tank gleich lang und die Melkroboter laufen immer mit den vom Hersteller empfohlenen Grundeinstellungen. Um Fehlbedienungen auszuschließen, ist ein Fachmann des Melktechnikanbieters vor Ort.
Zusätzlich zur Technik beeinflussen zahlreiche Parameter im Betrieb den Verbrauch. Deshalb hat die LfL vier verschiedene Betriebe bzw. Szenarien definiert (Übersicht 1). So lassen sich aus den einzelnen Messwerten für Strom und Wasser die Tagesverbräuche für vier Betriebstypen errechnen.
Lely, Lemmer und GEA geprüft
In den vergangenen Jahren haben die Experten mehrere Modelle verschiedener Hersteller geprüft. So hat Lely seinen Astronaut A4 mehrmals testen lassen, zuletzt 2018. Im Jahr 2021 stellte sich Lely mit dem Astronaut A5 in der Doppelboxausführung dem Test. Den Fullwood-Merlin von Lemmer Fullwood haben die Experten 2014 geprüft. Von Firma GEA wurde 2018 der damals neue DairyRobot R9500 als Einzelbox- und als Doppelboxanlage im Messstand geprüft. 2022 unterzog GEA die optimierten Modelle einem erneuten Test.
Alle DLG-Messergebnisse sind online einsehbar. Eine Übersicht und die Artikel der Fachzeitschrift profi gibt es hier: www.topagrar.com/ams-verbrauch2024
Große Spannweiten
In der Übersicht 2 sind die Stromverbräuche aus den bisher durchgeführten Messungen über alle Szenarien, sowie die verschiedenen AMS-Hersteller und -Generationen zusammengefasst. Die große Spanne zwischen den Minimal- und Maximalwerten ergibt sich vor allem durch die vier unterschiedlichen Szenarien. Auch die technische Weiterentwicklung der AMS spielt eine Rolle.
Die höchsten Werte erreichte in der Regel das Szenario 2 „durchschnittlicher AMS Betrieb“. Das beinhaltet eine höhere Zahl an Reinigungen bei relativ wenig Melkungen und einer niedrigen Tankmilchmenge. So fällt der Stromverbrauch je 100 kg Milch hoch aus.
Umgekehrt erreicht das Szenario 4 „Spitzen AMS-Betrieb“ die niedrigsten Werte. Mit 170 Melkungen/Tag und 12,5 kg Milch pro Melkung wird in diesem Szenario viel Milch mit wenigen Melkungen und Reinigungen gemolken. Das reduziert den Stromverbrauch im Vergleich zum Durchschnittsbetrieb.
Verbräuche in der Praxis
Das Institut für Landtechnik und Tierhaltung der LfL hat 2016 bis 2021 den Stromverbrauch (AMS im Jahresdurchschnitt und einzelne Komponenten) auf Praxisbetrieben ermittelt. In der Auswertung ist der Verbrauch von sieben Betrieben mit einer oder zwei Melkboxen und 50 bis 75 melkenden Kühen pro Box enthalten. Bei sechs Betrieben lagen Daten von je zehn Jahren und bei einem Betrieb von zwei Jahren vor. Die Milchleistungen lagen zwischen 7.400 und 9.500 kg pro Kuh und Jahr.
Die Übersicht 2 zeigt, dass auch die Praxiswerte stark streuen, aber sehr gut mit den DLG-Messungen im Prüfstandard für den Gesamtstromverbrauch übereinstimmen. Bei der Vakuumpumpe und dem Kompressor lagen die Werte in der Praxis über denen der DLG-Messung. Gründe hierfür können beispielsweise druckluftgesteuerte Selektionstore sein. In der Praxis sind vor allem bei diesen beiden Komponenten häufig eine vernachlässigte Wartung, versteckte Defekte oder Lecks zu beobachten.
Bei der Reinigung (Boiler) sind die Minimalwerte der Betriebe mit den DLG-Messungen vergleichbar. Die Maximal- und Durchschnittswerte liegen in der Praxis deutlich tiefer. Grund ist u. a., dass Betriebe i. d. R. Wasser über die Wärmerückgewinnung aufheizen. Das wird nicht bei allen DLG-Messungen gemacht, um den Effekt sichtbar zu machen. Mit der richtigen Einstellung und Wartung erreichen Betriebe also den gleichen Stromverbrauch, wie unter Prüfbedingungen. Der Vergleich zeigt, dass die DLG-Messergebnisse gut mit denen aus der Praxis übereinstimmen.
Mit den Ergebnissen und den vier Szenarien (Übersicht 1) hat die LfL den jeweils zu erwartende Stromverbrauch berechnet (Übersicht 3). Die Spannweite macht deutlich, wie hoch der Einfluss von Einstellungen und Managementfaktoren ist. Milcherzeuger können den anhand der Szenarien den für sich zu erwartenden Stromverbrauch abschätzen und feststellen, ob das eigene Melksystem oder einzelne Komponenten einen zu hohen Verbrauch aufweisen.
Stromzähler rentieren sich
Um einen zu hohen Verbrauch festzustellen, sind Strom- und Wasserzähler die Voraussetzung. Sinnvoll ist, diese gleich bei der Installation der Anlage einzubauen. Der spätere Umbau einer bestehenden Verteilung kann erhebliche Kosten verursachen. Dabei sollte für jeden größeren Verbraucher (z. B. Vakuumpumpe, Boiler, Kompressor, Kühlaggregat) ein eigener Zähler vorhanden sein. Die Zähler sollten möglichst einen Impulsausgang aufweisen. Damit lassen sich (auch nachträglich) automatisch Energie- und Wassermengen erfassen. Alternativ können Landwirte den Zähler regelmäßig ablesen, z. B. jede Woche zu einem bestimmten Zeitpunkt.
Wer dabei eine hohe Abweichung von den Werten der DLG-Prüfung feststellt oder eine starke Veränderung von einer Woche auf die nächste, sollte mögliche Ursachen suchen und beheben. Je genauer sich dabei der Verursacher durch die Zähler eingrenzen lässt, desto einfacher ist die Fehlersuche.
Typische Ursachen sind ...
Die Erfahrungen aus der Beratung zeigen die häufigsten Ursachen übermäßigen Strom- und Wasserverbrauch:
Unerkannte Lecks im Druckluft- oder Vakuumsystem sowie defekte Kältetrockner.
Wassererwärmung: Schlechte Einstellungen oder Mängel in der Wartung, wie verkalkte Heizstäbe, oder die Dimensionierung sowie Dämmung des Boilers. Der Umstieg auf eine regenerative Energiequelle kann sinnvoll sein. Das Erwärmen des Reinigungswassers über eine Wärmerückgewinnung sollte beim AMS Standard sein.
Die Anzahl und Art der Reinigungen haben einen großen Anteil am Strom- und Wasserverbrauch. Grund für zu hohe Verbräuche sind oft Arbeitsabläufe: Laufen Tiere in der Herde mit, nach denen die Anlage automatisch reinigt und die sich ggf. in Gruppen bündeln lassen? Ist die Melkberechtigung passend eingestellt? Sind die Zwischenmelkzeiten ggf. zu kurz? Auch unnötige Melkungen verbrauchen Strom und Wasser!
Und das Optimieren der Reinigung selbst kann den Energie- und Wasserverbrauch reduzieren. Hierbei müssen Landwirt und Servicetechniker eng zusammenarbeiten. Betriebsleiter müssen die Keimzahlen im Blick behalten.
Stallplanung: Je länger die Leitungen, desto mehr Energie ist für ausreichend hohe Temperaturen nötig. Isolierungen können sinnvoll sein.
Grundsätzlich sind auch Alternativen für die Warmwasserbereitung sinnvoll. Vielleicht kann diese durch den Anschluss an einen bestehenden Heizkessel kostengünstiger realisiert werden.
Dies sind nur einige Beispiele, die zeigen: Die regelmäßige Kontrolle und die Suche nach den Ursachen für zu hohe Strom- und Wasserverbräuche kann sich rentieren.
