Economic and environmental analysis of energy efficiency measures in agriculture. Case Studies and trade offs.

This report is the result of the collaboration of the partners of the AGREE work-package “Economic and environmental analysis”, which is based on case study analyses of the partners in seven countries of the EU. The case studies show economic and environmental trade-offs in the different regions in the EU, for which each partner is responsible. Nevertheless prior to the reporting of the case studies an intensive discussion on a common methodological approach has been accomplished and applied to the case studies. The case studies show a wide range of different perspectives of energy efficiency in agriculture, but they are all based on the common methodology presented in Chapter 3. In Chapter 4, the case studies are presented, with authors indicated at the beginning of each section. Each section of Chapter 4 ends with a synthesis analysis of the results from the different case studies. Chapter 5 summarizes and concludes the report by highlighting the major findings of the analyses. The report builds upon the “State of the Art in Energy Efficiency in Europe” published separately by the AGREE consortium (Gołaszewski et al. 2012), which shows the status quo of energy use and possible energy efficiency measures in agriculture across different production systems and regions in Europe. This report presents an economic and environmental analysis based on in-depth case studies which show the potential for, and constraints on, energy efficiency measures in agriculture with respect to the specific environments in Europe

Modelowanie relacyjne struktury technologicznych linii suszarni ziarna zboz

Paper presents the principles for developing and formal verifying relational structures of process lines for drying grain. Author proposes the objects representing individual process line components to be divided into classes. Relational model limits, method for recording structure, and the method of formal verification of recording accuracy are defined herein. These specifications provide a foundation for developing software capable to representing the structure of any drying plant process line.Praca dotyczy określenia ogólnych zasad tworzenia i formalnej weryfikacji poprawności modelu relacyjnego struktury linii technologicznej suszami ziarna zbóż. Założenia te stanowią podstawę przy opracowywaniu oprogramowania pozwalającego na odwzorowanie dowolnej linii technologicznej suszarni

Filling the grain silo by means of a rotary chute. Part 1. Modeling of the process

Przy napełnianiu silosów ziarnem obserwuje się znaczne zróżnicowanie rozmieszczenia wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń. Jako główną przyczynę tego stanu podaje się samosegregację w czasie napełniania. Wpływ tego zjawiska można zminimalizować, utrzymując w czasie napełniania w miarę równomierną powierzchnię zasypową. Jako sposób uzyskania takiej powierzchni zaproponowano wykorzystanie obrotowej rynny zasypowej. Ze względu na to, że większość zjawisk ma charakter dających się sformalizować zjawisk fizycznych, w rozwiązaniu zagadnienia wybrano drogę badań modelowych. Uzyskane wyniki potwierdzają przyjęte założenia.At filling of silos with grain considerably diversified distribution of all kind impurities may be observed. As the main reason of such a situation the phenomenon of self-segregation occurring at loading process is indicated. The effect of such phenomenon may be minimized by maintaining as far as possible an uniform surface of grain during filling the silo. The use of a rotary chute was proposed as the manner to obtain such an uniform loading surface. Considering fact that the majority of involved phenomena are physical processes easy to be formalized, modeling was chosen to solve this question. Obtained results confirmed the correctness of the assumptions

Filling the grain silo by means of a rotary chute. Part 3 - Simulation of the process

W opracowaniu dokonano oceny wpływu prędkości kątowej rynny zasypowej na kształt swobodnej powierzchni zasypu oraz strukturę zasypywanej masy. Badania wykonano w oparciu o symulację procesu napełniania silosu zbożowego Z704. Uzyskane wyniki wskazują, że zastosowanie rynny zwiększa równomierność swobodnej powierzchni zasypu. Przy zasypie centralnym frakcje o mniejszym naturalnym kącie usypu grupują się przy ściankach silosu, a frakcje o większym w pobliżu jego osi. Zjawiska tego nie zaobserwowano przy wykorzystaniu rynny zasypowej w całym zakresie badanych prędkości kątowych.The effect of the angular velocity of chute on the shape of free surface and the structure of filling mass was investigated. The simulation researches of filling of the grain silo (Type Z704) were carry out. The results indicates that using the chute improving a uniformity of the free filling surface. The fractions with a smaller natural angle of repose and a grater natural angle of repose assembling near the silo wall and the axial respectively. It was not observed in the all scope of the angular velocity examination for the chute using

Filling the grain silo by means a rotary chute. Part 2. Model verification

Poddano ocenie podobieństwo zaproponowanego matematycznego modelu do modelowanego procesu. Weryfikacji dokonano porównując wyniki rozwiązania zagadnienia odwrotnego i wyniki symulacji z wynikami eksperymentu naturalnego. Uzyskane wyniki wskazują, że zaproponowany model dobrze opisuje proces napełniania silosu i może być wykorzystany przy optymalizacji parametrów konstrukcyjnych rynny zasypowej.The study dealt with an assessment of similarity between proposed mathematical model and the process being modeled. Verification consisted in a comparison of reciprocal problem solution results and simulation results with the results of natural experiment. Obtained data showed that the process of filling the silo was satisfactorily described by the model proposed. Thus, the model may be applied to optimizing construction parameters of the loading chute

Simulation model of the changes in temperature fields in a grain silo

Celem pracy było utworzenie symulacyjnego modelu zmian pola temperatury w nieruchomym złożu ziarna pszenicy, przechowywanej w metalowym, cylindrycznym silosie zbożowym, wyposażonym w stożek wietrzący. Do obliczania współczynnika wnikania ciepła do ścianek silosu zastosowano sztuczną sieć neuronową. Symulowano zmienne jako funkcje czasu i położenia, rozkłady temperatury przechowywanego ziarna pszenicy w czasie siedmiu miesięcy. Względny, globalny błąd aproksymacji temperatury ziarna przy ściance silosu i w osi silosu w całym okresie jego przechowywania nie przekraczał odpowiednio 11% i 4%. Różnice między zmierzoną i obliczoną wartością temperatury ziarna w całym okresie przechowywania nie przekraczały 3ºC.The study aimed at developing a simulation model of changes in temperature field in stationary bed of wheat grain stored in a cylindrical metal silo, equipped with ventilation cone. Artificial neural network was used to compute the coefficient of heat penetration into walls of the silo. Time and location dependent courses of temperature distribution in the wheat grain were simulated for the storage period of seven months. The relative total error of grain temperature approximation near the silo wall and in silo axis during whole storage period did not exceed 11% and 4%, respectively. The differences between measured and simulated grain temperatures along the whole storage period were less than 3ºC

Application of a quasi-stationary model to describing the kinetics of carrot drying in fluidized-fountain bed

Przedstawiono weryfikację sformułowanych przez Kudrę i Efremova [2003] quasi- stacjonarnych modeli kinetyki suszenia. Wyniki weryfikacji modeli zilustrowano wykresami modeli i dla porównania wynikami pomiarów kinetyki suszenia kostki marchwi w złożu fluidalno-fontannowym. Niskie wartości bezwzględnego lokalnego błędu aproksymacji quasi - stacjonarnego modelu zmian temperatury materiału w procesie suszenia kostki marchwi w złożu fluidalno-fontannowym, świadcząc zadowalającym dopasowaniu modelu do danych eksperymentalnych.Paper presented the veryfication of quasi-stationary models of drying kinetics, formulated by Kudra and Efremov. The results of models' veryfication were illustrated by diagrams of the models, as well as - for comparison purposes - by the measurement results dealing with drying of carrot slices in a fluidized - fountain bed. Low values of local absolute error of approximation for quasi-stationary model of the dynamics in material temperature changes during drying of the carrot slices in a fluidized - fountain bed, showed satisfactory fitting of the model to experimental data

Agenda for transnational co-operation on energy efficiency in agriculture.

This report describes the stakeholder process set up by the AGREE project, to produce an Agenda for Transnational Cooperation in R&D on the topic of energy efficiency in agriculture. In six of the partner countries, represting a wide variety of agro-climatic conditions, stakeholders from across the value chain and representing the enabling environment, came together to discuss and identify opportunities and bottlenecks for an energy efficient agriculture for the future. The resulting lists were analysed and clustered to produce nine potential topics for energy efficiency R&D in EU agriculture. In a transnational meeting with representatives from each of the participating countries, as well as from the External Advisory Board, R&D themes were identified and prioritised to produce a list of eleven R&D areas: 1. Sensor technology 2. Agro-residue valorisation 3. Operational groups (energy efficiency networks) 4. Integrative solutions 5. Socio-economic scenarios research 6. Definitions and data exchange 7. Decision Support System (DSS) tools for farmers 8. Design tools 9. Local food strategies 10.Soil and water management 11.Farm machinery In this report the above mentioned areas are explained and described and finally suggestions for the potential embedding of each of the items is discussed