Energiesparen durch den Einsatz von RTK Lenksystemen

Exaktes Schwarz-Weiß-Fahren, abgestimmt auf die jeweilige Arbeitsbreite.

 


Projekt 13: Energie- und Ressourcenamangement im Agrarbereich

 

„Einfluss der Feldstruktur und der Arbeitsbreite von österreichischen Ackerbaubetrieben auf das Treibstoffeinsparungspotential durch die Nutzung von RTK gestützten Lenksystemen.“ … So lautet der Titel der Masterarbeit von Lukas Hauser im Zuge seines Masterstudiums an der Universität für Bodenkultur bei unserem Projektpartner, dem Institut für Landtechnik. Im Zuge des Maschinenring Cluster-Projekts beschäftigen wir uns intensiv mit dem Thema Lenksysteme und deren effektiven Nutzen bei der Bewirtschaftung agrarischer Flächen. Gemeinsam mit der BOKU wurde eine Onlineumfrage erstellt, in der der Mechanisierungsgrad und die Verbreitung von Technologien, unter anderem der Einsatz von Teilbreitenschaltungen, erfragt wurde. Entscheidende Parameter waren z.B. die Arbeitsbreite verschiedener Geräte und die Art der Steuerung (manuell / Lenkhilfe / Lenkautomat).

Auf Basis der erhobenen Ist-Werte kann man nun in Kombination mit einer bekannten Feldstruktur (Feldform) und einer definierten Fahrstrategie ein mögliches Einsparpotenzial durch Reduktion der benötigten Fahrspuren und Wendemanöver sowie einen sogenannten Über- oder Unterlapp berechnen. Die Ungenauigkeit dieser Unter- oder Überbewirtschaftung wird durch ein RTK gestütztes Lenksystem am besten reduziert. Kombiniert mit Teilbreitenschaltungen erreicht man den effizientesten Einsatz von Betriebsmitteln.
Um das Einsparpotenzial bestmöglich abzuschätzen, wurden die Feldstrukturen der österreichischen Agrarflächen mittels eines eigens entwickelten Berechnungsverfahrens kategorisiert, sprich „geclustert“. Diese fünf Gruppen fassen ähnliche Feldformen zusammen und spiegeln so den Großteil aller Schläge wider – vom „Spitzacker“ bis hin zum perfekten Rechteck.

Neben der durch die Umfrage erhobenen Arbeitsbreite und der Art des eingesetzten Lenksystems kann durch Berücksichtigung der individuellen Fahrstrategie für Feldformen in jeder Clustergruppe eine Berechnung des Energieeinsparpotenzials erfolgen. Unter Berücksichtigung des INVEKOS GIS Datensatzes aller Feldstücke in Österreich, einer Aufgliederung in die fünf Cluster und der Simulation können diese Potenziale bundesländerspezifisch und verfahrensabhängig (Gerät / Einsatz) ausgewertet werden.
Klar zeigt sich auch die verhältnismäßig (in Bezug auf Anzahl der Betriebe) geringe Verbreitung von RTK Lenksystemen. Dies ist vor allem der Wirtschaftlichkeit bei kleineren Betriebsgrößen (10-50ha) zu schulden.
Gerade hier können wir als Maschinenring punkten und diese Technik in Form einer Maschinengemeinschaft allen zur Verfügung zu stellen.

Für Differenzen in der Spurlänge von Anbaugeräten mit 3 m und 5 m Arbeitsbreite, mit und ohne RTK-Genauigkeit, ergab sich im Mittel eine Einsparung von ca. 5 % auf Basis von 250 exemplarisch geplanten Feldern.

Verteilung der österreichischen Ackerflächen auf die fünf Cluster mit der Anzahl an Feldern, dem prozentuellen Anteil am Gesamtdatensatz und mit exemplarischen Feldformen.

Darstellung der mittels Software simulierten Spurplanung für ein 
beispielhaftes Feld je Cluster (C1-5).

Interessanterweise konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den verschiedenen Clustern festgestellt werden. Allerdings zeigte sich bei einer Feldbreite von unter 28 m, in Kombination mit 5 m Arbeitsbreite, eine signifikante geringere Einsparung im Vergleich zu größeren Feldbreiten. Aufgrund des geringen Flächenanteils dieser Felder wirkt sich dies nur geringfügig auf das Einsparpotenzial aus. Insgesamt ergeben sich durch die Nutzung von automatischen Lenksystemen Energieeinsparungspotenziale von 1.000 bis 10.000 MWh, je nach Verfahrensschritt bei Saat oder Bodenbearbeitung. Eine vermehrte Nutzung von Lenksystemen mit RTK-Unterstützung auf österreichischen Ackerflächen führt daher jedenfalls zu Treibstoffeinsparungen in den Betrieben.
Durch den zusätzlichen Einsatz von Teilbreitenschaltungen wird ein erhebliches Energieeinsparungspotential vermutet, weshalb dies in einer folgenden Masterarbeit untersucht wird. Die Anwendung von automatischen Teilbreitenschaltungen zur effizienteren Bewirtschaftung der österreichischen Ackerflächen hat neben finanziellen auch weitere Vorteile: 
Vermeidung von Umweltbelastungen durch Überapplikationen mit Dünger und Pflanzenschutzmitteln, bessere Nährstoffverfügbarkeit oder auch Reduktion von Fehlstellen. 
Mithilfe von Life Cycle Assessment, also der Ökobilanzierung, kann der Einfluss des Einsatzes von Section Control und eines Lenksystems auf die zu erwartenden Umweltauswirkungen abgeschätzt werden.

 

Mittels Fragebogen erhobene Nutzung der Teilbreitenschaltung und -art des Mineraldüngerstreuers für Österreich.

DI Lukas Hauser

Der Autor der Masterarbeit „Einfluss der Feldstruktur und der Arbeitsbreite von österreichischen Ackerbaubetrieben auf das Treibstoffeinsparungspotential durch die Nutzung von RTK gestützten Lenksystemen.“, DI Lukas Hauser, ist 27 Jahre alt und lebt in Tschengls im Vinschgau/Südtirol. 

An der Universität für Bodenkultur Wien absolvierte er sein Masterstudium „Stoffliche und energetische Nutzung Nachwachsender Rohstoffe (NAWARO)“.

Die komplette Masterarbeit von Lukas Hauser kann hier eingesehen werden:

Danke an unseren Projektpartner BOKU Universität für Bodenkultur Wien: 

DI Dr. Viktoria Motsch
DI Dr. Iris Kral 
Julia Schuster, MSc
DI Lukas Hauser
DI Dr. Norbert Barta

Weiterführende Links: 

maschinenring.at
boku.ac.at/nas/ilt
maschinenring.at/rtk

Die Veranstaltung ist Teil des Projektes 13: Energie- und Ressourcenmanagement im Agrarbereich -unterstützt von Bund, Ländern und Europäischer Union.