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畜産施設におけるハイブリッド再生可能エネルギーシステムとカーボンフットプリント削減

Hybrid Renewable Energy Systems and Carbon Footprint Reduction in Livestock Production Facilities (原題)

Elif Türkboyları, Ahmet Nedim Yüksel

Black Sea Journal of Engineering and Science📚 査読済 / ジャーナル2026-05-15#再生可能エネルギー
DOI: 10.34248/bsengineering.1883595
原典: https://doi.org/10.34248/bsengineering.1883595
📄 PDF

🤖 gxceed AI 要約

日本語

トルコ・テキルダーの水牛舎冷却システムにハイブリッド再生可能エネルギー（太陽光6kW、風力6kW）を導入した実証研究。年間20,312kWh発電、約9,710kgCO2削減を試算し、畜産分野でのオフグリッド再エネ普及の有効性を示した。

English

This study evaluates a hybrid solar-wind system (6 kW PV, 6 kW wind) for cooling a buffalo barn in rural Tekirdağ, Turkey. The system generates ~20,312 kWh/year, avoiding ~9,710 kg CO2 emissions, demonstrating renewable energy feasibility in livestock operations.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本の畜産現場でも再エネ導入が進むが、本論文は小規模オフグリッドシステムの設計・CO2削減効果を具体的に示しており、農林水産省のGX推進やSSBJ非対応の中小事業者にも参考になる。

In the global GX context

This paper provides a practical engineering case for hybrid renewable systems in agriculture, relevant to global Scope 2 reduction strategies and off-grid decarbonization in rural settings, though not directly tied to disclosure frameworks like TCFD or ISSB.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Provides a replicable methodology for sizing hybrid renewable systems in livestock facilities with carbon footprint quantification.

🏢実務担当者:Offers a concrete design example and CO2 savings estimate for farm owners considering solar-wind installations.

🏛政策担当者:Supports evidence for incentives promoting on-farm renewable energy to meet agricultural sector emission targets.

📄 抄録（日本語訳）

二酸化炭素（CO₂）は光合成に不可欠な成分であり、大気中のCO₂が一定の範囲内に存在することは地球上の生命の持続可能性に必要である。しかし、産業、運輸、農業、住宅部門における化石燃料の集中的な使用は、大気中のCO₂濃度を上昇させ、地球規模の気候変動とカーボンフットプリントの拡大をもたらしている。特に、石炭火力発電所は、単位エネルギー当たりのCO₂排出量が最も高いエネルギー生産源の一つである。電力生成源の多様性に応じて、平均排出係数は電力生産1 kWh当たり0.478 kg CO₂として一般的に受け入れられている。この文脈において、太陽光や風力などの再生可能エネルギー源の広範な利用は、環境の持続可能性と気候変動対策の両方にとって戦略的に重要である。トルコのマルマラ地域は、高い日射時間と風力エネルギーのポテンシャルにより、そのようなシステムに適した条件を提供している。本研究では、64頭の収容能力で設計され、テキルダーの農村部に位置する水牛舎の冷却システムに必要なエネルギー需要を満たすことの実現可能性を、ハイブリッド再生可能エネルギーシステムを用いて評価した。ファン–パッド換気システムの総電力要件は8.04 kWと計算され、生産変動とシステム損失を考慮して、設備容量は12 kWと決定された。この容量は、6 kWの太陽光発電システムと6 kWの風力タービンシステムに均等に配分されるよう設計された。テキルダーの年間平均日照時間（5.7 時間 日⁻¹）を考慮すると、6 kWの太陽光発電システムの理論上の年間エネルギー生産量は12483 kWhと計算された。システム損失を考慮するために性能比（PR）0.75を適用することにより、実際の年間エネルギー生産量は約9362 kWhと推定された。風力タービンが1日平均5時間運転すると仮定すると、その年間エネルギー生産量は約10950 kWhと計算された。これに応じて、ハイブリッドシステムは年間合計約20312 kWhのエネルギー生産量を提供し、約9710 kgのCO₂の大気中への排出を防止する。これらの知見は、ハイブリッド再生可能エネルギーシステムが農村部の畜産事業におけるエネルギー需要を満たすための効果的な解決策を提供し、カーボンフットプリントの削減に大きく貢献することを示している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

Carbon dioxide (CO₂) is an essential component for photosynthesis, and its presence within certain limits in the atmosphere is necessary for the sustainability of life on Earth. However, the intensive use of fossil fuels in industry, transportation, agriculture, and residential sectors increases atmospheric CO₂ concentrations, leading to global climate change and an expansion of the carbon footprint. In particular, coal-fired thermal power plants are among the energy production sources with the highest CO₂ emissions per unit of energy. Depending on the diversity of electricity generation sources, the average emission factor is commonly accepted as 0.478 kg CO₂ per kWh of electricity production. In this context, the widespread use of renewable energy sources such as solar and wind energy is of strategic importance for both environmental sustainability and combating climate change. The Marmara Region of Türkiye offers favorable conditions for such systems due to its high solar radiation duration and wind energy potential. In this study, the feasibility of meeting the energy demand required for the cooling system of a buffalo barn, designed with a capacity of 64 animals and located in rural Tekirdağ, was evaluated using a hybrid renewable energy system. The total power requirement for the fan–pad ventilation system was calculated as 8.04 kW, and considering production fluctuations and system losses, the installed capacity was determined as 12 kW. This capacity was designed to be equally distributed between a 6 kW photovoltaic system and a 6 kW wind turbine system. Considering the annual average daily sunshine duration of Tekirdağ (5.7 h day⁻¹), the theoretical annual energy production of the 6 kW photovoltaic system was calculated as 12483 kWh. By applying a performance ratio (PR) of 0.75 to account for system losses, the actual annual energy production was estimated to be approximately 9362 kWh. Assuming that the wind turbine operates for an average of 5 hours per day, its annual energy production was calculated as approximately 10950 kWh. Accordingly, the hybrid system provides a total annual energy production of approximately 20312 kWh, preventing the emission of approximately 9710 kg CO₂ into the atmosphere. The findings indicate that hybrid renewable energy systems offer an effective solution for meeting energy demands in rural livestock operations and contribute significantly to reducing the carbon footprint.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。