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ZIM „Frischluft“ – Entwicklung einer Infrastruktur zur Reduktion von Emissionen in der Intensivtierhaltung sowie zur Speicherung, Verarbeitung und Ableitung von Sensorwerten

 

 

Das Ziel des Projektvorhabens ist es, eine Infrastruktur für die permanente Überwachung und einer darauf aufbauenden Reduktion der Schadgas- und Staubbelastung in den Mastställen der Intensivtierhaltung zu entwickeln. Diese orientiert sich zum einen an Erfordernissen der Landwirtschaft in Bezug auf einen möglichst wirtschaftlichen und daher wettbewerbsfähigen Stallbetrieb. Andererseits wird eine deutliche Reduzierung der Ammoniakbelastung in der Stallluft um bis zu 50% erwartet, was der Gesundheit von Mensch und Tier in hohem Maße zugutekommt und damit gleichzeitig zu einer verminderten Notwendigkeit der Medikamentenverabreichung beiträgt. Weiterhin erhöht ein hoher Reinheitsgrad der Abluft von Ställen bei entsprechender Nachweisführung die Zustimmung in der Bevölkerung in Bezug auf die Neuerrichtung und Erweiterung von Tierställen in der Nähe von Wohngebieten. Im Rahmen des Projektvorhabens liegt der Fokus dabei zunächst auf der Schadgaserfassung und Ammoniakreduktion in Schweineställen. Der Ansatz soll allerdings so konzipiert werden, dass er sich auch relativ flexibel auf Ställe für andere Tiere, wie etwa Rinder, übertragen lässt.

Der Einsatz der zu entwickelnden Technik soll dabei erstmalig eine nachhaltige Senkung der Schadgasbelastung, die gleichzeitig auch dokumentiert und damit überprüfbar wird, ermöglichen. Eine permanente Dokumentation der Schadgasbelastung ergibt sich dabei auch aus der neuen Gesetzesgrundlage innerhalb der Europäischen Union zur kontinuierlichen Überwachung von Schadgasen in Tierställen.

Es ergeben sich zusammengefasst drei technische Schwerpunkte:

Entwicklung einer Sensorik für Schadgase, insbesondere Ammoniak, basierend auf einem neuen Infrarot-Messverfahren (IR-Messverfahren), das für den besonderen Einsatz in Tierställen geeignet ist. Der Sensor soll sowohl als Einzelgasmesssystem als auch als integraler Bestandteil von stationären oder mobilen Messsystemen für die Stallatmosphäre eingesetzt werden können.

Entwicklung einer Sensorplatine, die neben der Erfassung von Ammoniak auch die Anbindung anderer Sensortypen im laufenden Betrieb ermöglicht. Sie soll mit einer um passende Schnittstellen ergänzten Hardware-/Software-Regelung zur Ansteuerung der klimabeeinflussenden Komponenten in einem Stall (Filter, Vernebelungsanlage) verbunden werden können.

Entwicklung einer softwaretechnischen Smart-Data-Infrastruktur, die basierend auf statistischen Modellen und Techniken des maschinellen Lernens Steuerungsregeln für ein optimales Stallklima ableitet und zusätzlich eine langfristige Dokumentation der Schadgasbelastung erlaubt. Basierend auf den permanent übertragengen Informationen über gemessene Schadgaskonzentrationen sowie zusätzlichen, klimabestimmenden Daten erfolgt durch die Software-Infrastruktur eine kontinuierliche und situationsabhängige Anpassung der Steuerungsregeln und deren Übertragung an die Hardware-/Software-Regelung. Unter Einbeziehung vorhandener Infrastruktur soll ein optimales Stallklima durch die bestmögliche Reduzierung der Schadgasbelastung hergestellt werden.

Das SEELAB übernimmt die Entwicklung der Smart-Data-Infrastruktur.