Medical Technology Transfer (Netherlands)

This paper presents results from a co-simulation based study to assess the interaction of electric vehicles (EVs) with the residential electricity distribution grid. The impact of this interaction on the grid as well as on the EV charging objectives is studied. The impact of EV charging strategies on the grid is measured in terms of deterioration of the quality of the grid voltage and overloading of the grid assets. The performance of the charging strategies from EV owner’s perspective is studied using metrics such as delay in charging and average cost of charging. The charging behavior of the EVs has been incorporated using models based on empirical data collected from public chargers in the Netherlands. A modern residential grid with high adoption of renewable resources is simulated using the co-simulation platform Mosaik which enables synchronized simulation of all the grid components along with a possibility to integrate external control signals.

KarjaKompassi-kokonaisuuden kehittäminen ja sen taustalle tehty tutkimustyö ovat merkittävä panostus, joka on nyt saatu käyttöön suomalaisen maidontuotannon ja maitotilojen kilpailukyvyn kehittämiseksi. KarjaKompassi-palvelukokonaisuus on tehty karjatilojen tuotannonohjaukseen, jolla seurataan ja suunnitellaan ruokintaa, maidon- ja rehuntuotantoa ja sen taloutta. Uusien ohjelmistojen ja palveluiden avulla tutkimuksesta saatu tieto jalkautuu yksittäisten karjojen tasolle. KarjaKompassia on työstetty vuosina 2008-2011 projektissa, jossa olivat mukana ProAgria Keskusten Liitto ja ProAgria Laskentakeskus, Valio Oy, SLU, MTT, HY ja TTS. Suomen meijeriyhdistys ja TEKES ovat osallistujien lisäksi rahoittaneet projektia. Ruokinnan suunnitteluun lähdetään KarjaKompassissa uudelta pohjalta. Työ aloitetaan lähtötilanteen huolellisella tarkastelulla Ruokinnan seurannan päivälaskelman avulla. Se otettiin käyttöön vuoden 2010 alussa ja sen perusteella voidaan arvioida ruokinnan onnistumista, tarvittaessa säätää ruokinta kohdalleen ja arvioida karjan vakiotuotos. Syksyllä 2011 otettiin käyttöön ruokinnan suunnittelu, joka on kiinteässä yhteydessä ruokinnan seurannan kanssa. Yhdessä ruokinnan seuranta ja suunnittelu muodostavat Ruokinnanohjauspalvelun, jossa analysoidaan laskelmista saadut tulokset ja havainnoidaan toteutuksen ongelmakohdat tilatasolla navetassa ja pellolla. Ruokinnan taloudellisessa optimoinnissa KarjaKompassi huomioi ruokinnan muutosten taloudelliset vaikutukset rahatuloihin maidon määrän ja koostumuksen muutosten kautta. Valittavana on myös muita optimointiperusteita. Monipuoliset optimointimahdollisuudet ovat tarpeellisia, koska tuotantopanosten ja tuotteiden hinnat todennäköisesti vaihtelevat jatkossakin nopeasti ja niihin on pystyttävä tilatasolla reagoimaan. Tuottoennuste-osio valmistuu talven 2011-2012 aikana. Tuottoennusteesta saadaan tietoa karjan tulevista eläinmääristä, maitotuotoksista sekä maidon pitoisuuksista, joiden perusteella voidaan arvioida maidosta saatava rahallinen tuotto vuosibudjetoinnin taustalle tai investointeja suunniteltaessa. KarjaKompassi-kokonaisuuden avulla voidaan tarkastella erilaisia vaihtoehtoja maidontuotannon, kasvinviljelyn ja talouden näkökulmasta. Suunnitelmassa lähdetään liikkeelle siitä, että karja on pellon asiakas. KarjaKompassin nettipohjaisilla ohjelmilla tehdyt laskelmat tallentuvat ProAgrian tietopankkeihin, joissa on tietoa maitotilojen eläinaineksesta, maidontuotannosta, rehuvaroista, rehujenkulutuksesta ja ruokinta- ja lypsytekniikoista, sadoista sekä peltojen lannoituksesta. Näitä tietoja maitotilat voivat yhteisesti hyödyntää ProAgrian Tilakunnon kautta tekemällä erilaisia vertailuja. Tässä kirjoituksessa esitellään KarjaKompassi-kokonaisuutta karjatilojen tuotannonohjauksen näkökulmasta ja uusia tutkimustuloksia, joihin se perustuu.

Rannikkoalueidemme sulfidipitoiset maat ovat muinaiseen Itämereen kerrostuneita sedimenttejä. Meren pohjan hapettomiin oloihin vajonneesta kasvijätteestä ja meriveden sulfaatista syntyi bakteeritoiminnan ansiosta rikkiyhdisteitä, joista on muodostunut sulfidisavikerrostumia. Jos sulfidikerrostuma hapettuu, syntyy rikkihappoa, joka happamoittaa sekä maan että valumaveden, ja seurauksena voi olla esim. kalakuolemia. Happamuusongelman syntymistä on pyritty välttämään pitämällä sulfidisavet pohjaveden peitossa. Tasaisilla peltomailla pohjaveden korkeutta voidaan säätää säästösalaojituksen avulla. Säätösalaojituksessa pohjaveden korkeuden säätöä voitaneen tehostaa myös asentamalla pellon reunaan muovikalvo, joka estää veden valumista pellolta, sekä pumppaamalla salaojiin lisävettä. Söderfjärdenin pilottikentällä (18,5 ha) Vaasassa on seurattu kesäkuusta 2010 lähtien kolmea erilaista salaojitusta: 1) säätösalaojitus ja lisäveden pumppaus, 2) säätösalaojitus ja 3) normaali salaojitus. Tavoitteena on selvittää eri salaojitusmenetelmien vaikutuksia sulfidisaven hapettumiseen ja siitä aiheutuvaan happamuusongelmaan. Kentällä mitattiin mm. pohjaveden korkeus sekä salaojaveden pH, asiditeetti, sulfaatti- ja typpipitoisuudet, kasvihuonekaasupäästöjä (CO2 ja N2O) sekä maan ja kasvien ravinne- sekä metallipitoisuuksia. Säätösalaojitus yhdistettynä lisäveden pumppaamiseen piti pohjaveden pinnan sulfidikerroksen yläpuolella melkein koko viljelylohkolla ympäri vuoden. Ainoastaan lohkon yläosassa elokuun lopulla sulfidisavea oli hapettumiselle alttiina. Suurin sulfidien hapettumisriski oli normaalissa salaojituksessa. Salaojavesissä ei kuitenkaan havaittu eroja eri ojitusmenetelmien välillä. Sen sijaan vuodenaika vaikutti vedenlaatuun. Salaojaveden alhaisimmat pH-luvut (3,8–4,1) ja suurimmat asiditeetit sekä sulfaatti- ja kokonaistyppipitoisuudet mitattiin syksyllä. Salaojaveden typpi oli pääasiassa nitraattimuodossa (6,7–31 mg l-1). Kokonaisfosforipitoisuus (< 0,07 mg l-1) oli pienempi kuin yleensä viljelysmailla. Kaikkien koejäsenien kasvihuonekaasupäästöistä typpioksiduuliemissiot (N2O) olivat suuremmat kuin eloperäisillä mailla, joilla yleensä esiintyy suuria päästöjä. Viljelymaan ja viljelykasvien ravinnepitoisuudet vastasivat tavanomaisilta mailta mitattuja pitoisuuksia. Vaikka viljelymaan happamuus liuottaa metalleja maaperästä, ohran jyvistä ja oljista mitatut raskasmetallipitoisuudet eivät olleet epätavallisen suuria eivätkä ylittäneet terveydelle haitallisia raja-arvoja. Viljelijöiden mukaan säätösalaojitus yhdistettynä muovikalvon asentamiseen ja lisäveden pumppaamiseen on toiminut hyvin. Säätösalaojitus yhdistettynä lisäveden pumppaukseen näyttää alustavien tulosten mukaan pitävän pohjaveden korkeuden riittävän korkealla, jotta sulfidien hapettuminen kasvukauden aikana estyy. Toistaiseksi pohjaveden korkeudella ei todettu olevan vaikutusta valumaveden tai kasvien ravinne- ja metallipitoisuuksiin. Seuranta jatkuu vielä vuoden 2012.