Unterstützung des Betriebs einer landwirtschaftlichen Biogasanlage mit dynamischer Simulation
Für die Unterstützung des Anlagenbetriebs durch Analyse der komplexen biologischen Prozesse in Biogasanlagen, Prognosesimulationen und zur Optimierung (z.B. von Prozessstabilität und Gasertrag) wurde ein neues Software- System entwickelt. Einhergehend mit den Entwicklungsarbeiten wurde ein dynamisches Simulationsmodell einer typischen landwirtschaftlichen Biogasanlage erstellt sowie mit den relevanten Anlagendaten parametriert. Das Modellverhalten wurde anschließend mit Messdaten abgeglichen. Der vorliegende Beitrag stellt Anlage, Modell bzw. Modellabgleich kurz vor und beschreibt darüber hinaus ein praktisches Anwendungsbeispiel für betriebsbegleitende Prognosesimulationen zur Stabilisierung der Prozessbiologie auf der Beispielanlage.
Mathematische Modelle zur dynamischen Simulation können für landwirtschaftliche Biogasanlagen sinnvoll eingesetzt werden, sind jedoch nicht Stand der Technik. Vorgestellt wird ein dynamisches Simulationsmodell einer typischen NawaRo-Biogasanlage. Dieses basiert auf dem Anaerobmodell ADM1 und wurde mit relevanten Anlagendaten parametriert und abgeglichen. Die Ergebnisse flossen in die Entwicklung eines Systems zur direkten, modellbasierten Betriebsunterstützung von Biogasanlagen ein. Integriert sind ein Betriebstagebuch zur Datenerfassung und ein Simulationssystem. Es unterstützt den laufenden Biogasanlagen- Betrieb durch Analyse und Beurteilung der komplexen biologischen Prozesse, Prognosen (z.B. des Gasertrags) und Optimierung der Biologie im Zusammenspiel mit der Verfahrenstechnik. Anhand der o.g. NawaRo-Biogasanlage werden eine praxistaugliche Methode sowie exemplarische Ergebnisse eines automatischen Modellabgleichs kurz gezeigt. Beispielprognosen zur Stabilisierung der Prozessbiologie werden vorgestellt.
| Copyright: | © Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock | |
| Quelle: | 6. Rostocker Bioenergieforum (Juni 2012) | |
| Seiten: | 10 | |
| Preis inkl. MwSt.: | € 0,00 | |
| Autor: | M.Sc. Dipl.-Ing. (FH) Ingolf Seick  Dr.-Ing. Ralf Tschepetzki Dipl.-Ing. (FH) Sebastian Gebhardt | |
| Artikel weiterleiten | Artikel kostenfrei anzeigen | Artikel kommentieren |
Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:
Performance of European biogas plants towards methane emissions
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2022)
Biogas or biomethane, resulting from the biological treatment of organic matter by anaerobic digestion, is a renewable energy source used for electricity production, heating and in transportation and can substitute fossil gas. Therefore, biogas production is described as a sustainable strategy for reducing anthropogenic greenhouse gases (GHG). However, the positive environmental impact depends in particular on emissions that might occur within the biogas production and utilization chain. Although numerous scientific studies investigated CH4 emissions from biogas plants, there is still a lack of reliable and representative emission data. As stated in the United Nations Framework Convention on Climate Change, the member countries are obliged to report their national GHG inventories according to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) guidelines.
Wasserpflanzen als Substrat für Biogasanlagen – Ernteguteigenschaften
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2016)
Das vom BMEL geförderte Forschungsprojekt „Aquatische Makrophyten – ökologisch und ökonomisch optimierte Nutzung (AquaMak)“ zielt auf die energetische Nutzung von Wasserpflanzen als bisher ungenutzter Reststoffart. Das Verbundprojekt führt technische Fragestellungen, wie zum Beispiel die Haltbarmachung der aquatischen Biomasse, mit ökologischen, ökonomischen und sozialen Bewertungsmaßstäben zusammen.
Wasserpflanzen als Substrat für Biogasanlagen – praxisgerechte Silierung und Vergärung
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2016)
Da Wasserpflanzen aufgrund des hohen Wassergehaltes schlecht in der Kompostierung eingesetzt werden können, bietet sich die energetische Verwertung des Pflanzenmaterials über Biogasanlagen an. Erste Studien belegen, dass Wasserpflanzen hohe Biogaserträge bezogen auf den Trockensubstanzgehalt liefern.
Erweitertes Auswerteverfahren für Biogas-Batch- Versuche zur quantifizierbaren Darstellung zeitlicher Verläufe
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Derzeit ist eine erhebliche Ausweitung des Spektrums an Einsatzstoffen für Biogasanlagen zu verzeichnen. Für viele dieser Substrate ist der spezifische Biogasertrag als alleiniges Bewertungskriterium ohne quantitative Aussagen zum zeitlichen Verlauf der Biogas- und Methanbildung ungeeignet. Messmethoden, bei denen auch kinetische Parameter der Biogasbildung erfasst werden können, stehen bisher nur in kleinem Versuchsmaßstab zur Verfügung. Der experimentelle Ansatz für Batch-Versuche mit großen Gärgefäßen und Folienbeuteln hat den Vorteil großer Probeneinwaagen bei nur minimaler Probenaufbereitung, erlaubt jedoch durch vergleichsweise lange Messintervalle in der Regel keine Aussagen zum zeitlichen Verlauf. Durch das vorgestellte Versuchsdesign sowie die verbesserte Auswertungsmethode wird die Aussagefähigkeit dieser Versuche wesentlich erweitert. Das Verfahren wird am Beispiel zweier Partien Weizenstroh erläutert. Es konnten erhebliche Unterschiede sowohl im Biogasertrag als auch hinsichtlich der Abbaukinetik zwischen den beiden Strohpartien nachgewiesen werden.
Biogasspeicher für eine bedarfsorientierte Biogasproduktion und -nutzung
© DGAW - Deutsche Gesellschaft für Abfallwirtschaft e.V. (3/2014)
Im Rahmen des BioenergieFLEX BW Projekts wird am Lehrstuhl für Abfallwirtschaft und Abluft der Universität Stuttgart eine technisch-ökonomische Analyse konventioneller und innovativer Biogasspeicher für eine flexible Stromversorgung aus Biogas durchgeführt. Zudem werden experimentelle Untersuchungen zur Regelbarkeit der Biogasproduktion durch Fütterungsmanagement gemacht und Auswirkungen auf die Speicherkapazität bei bedarforientierter Biogaserzeugung untersucht.
