Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Mit dem Energiepark Clausthal steht eine Lehr- und Demonstrationsanlage f\u00fcr dezentrale und regenerative Energieversorgungssysteme zur Verf\u00fcgung. Der bisher erreichte Erfolg wird durch die Einbindung der Komponente Biogaserzeugung noch weiter erh\u00f6ht. Dazu wird eine reale Biogasanlage (Standort Jerstedt\/Goslar, 500 kW NaWaRo) mit ihren Betriebsdaten in die Leitstandsinfrastruktur des Energie-parks am Standort Clausthal-Zellerfeld eingebunden. Zus\u00e4tzlich kann mit dem vorhandenen BHKW Strom bedarfsgerecht (virtuell aus Biogas gespeist) erzeugt werden. Weiterhin wurde ein Stirlingmotor-BHKW auf den Biogasbetrieb umger\u00fcstet und am Standort Goslar-Jerstedt betrieben.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie einzelnen Arbeitsschritte umfassen die Einbindung der Biogasanlage in den Energiepark Clausthal, den Einsatz in Forschung, Lehre und Demonstration sowie die Anwendung von neuen Technologien. Voraussetzung f\u00fcr die Untersuchungen ist die datentechnische Aufbereitung und Ankopplung an den Leitstand im Energiepark Clausthal. Dazu werden vorhandene Prozessdaten aufbereitet und erg\u00e4nzt um zus\u00e4tzliche Messtechnik zur Visualisierung und Bilanzierung des Prozesses vor Ort verwendet. Zus\u00e4tzlich werden die Daten \u00fcber moderne Kommunikationstechnik an den Standort Clausthal-Zellerfeld \u00fcbertragen und dort f\u00fcr den bedarfsgerechten Betrieb eines BHKW verwendet. Damit l\u00e4sst sich der Beitrag einer Biogaserzeugung in einem gekoppelten Verbundsystem vieler regenerativer Energieumwandlungsverfahren zeigen. Nach Inbetriebnahme des Systems k\u00f6nnen Ergebnisse erzeugt werden, die sowohl bilanziell als auch prozesstechnisch ausgerichtet sind. Zur Demonstration steht die Komponente Biogas zur Verf\u00fcgung. \u00dcber Webcams ist die Anlage zu sehen, es kann zus\u00e4tzlich vor Ort besichtigt werden. In einem weiteren auch parallel verlaufenden Schritt ist ein Stirlingmotor-BHKW auf den Biogasbetrieb umzur\u00fcsten und auf der Anlage mit einem Teilstrom des erzeugten Biogases zu betreiben. Ergebnisse und Betriebserfahrungen k\u00f6nnen mit bereits durchgef\u00fchrten Untersuchungen zu anderen Umwandlungstechnologien bzw. anderen Energierohstoffen verglichen werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Das Grundkonzept des Projektes konnte umgesetzt werden. Die Datenerfassung und -visualisierung aller Komponenten der Biogasanlage und des Stirlingmotor-BHKW auf der Biogasanlage wurde aufgebaut. Mit den erzeugten und weitergeleiteten Daten der Biogasanlage wurde im Energiepark ein BHKW zur Strom- und W\u00e4rmeversorgung eingesetzt. Dabei konnte bedarfsgerecht Spitzenstrom in Zeiten, in denen andere Energieformen (Wind, Wasser und PV) ausfielen, erzeugt werden. Biogas wurde also als Komponente in einem virtuellen Kraftwerk verwendet. Die unterschiedlichen Auswirkungen in einem gekoppelten System werden anhand von Jahressummen, Monatslastg\u00e4ngen und hoch aufgel\u00f6st f\u00fcr Tagesverbrauchsprofile abgebildet. In den meisten F\u00e4llen wurde damit Biogas bedarfsgerecht verwendet.
\nAuch der Betrieb eines BHKW mit Biogas unter den realen Bedingungen auf einer Biogasanlage wurde realisiert und es konnten Betriebserfahrungen gesammelt werden, auch was die Steuerung und Regelung eines Stirlingmotor-BHKW (vor allem des Brenners) betrifft. Beim Betrieb des Stirlingmotor-BHKW auf der Biogasanlage bestand das Hauptproblem darin die geringere Energiedichte des Biogases im Vergleich zum Erdgas (geringerer Methangehalt) auszugleichen. Der Gleichdruckregler, welcher f\u00fcr die Einstellung des Verh\u00e4ltnisses von Brenngas zu Brennluft verantwortlich ist, wurde ver\u00e4ndert. Hierdurch konnte eine stabile Verbrennung erreicht werden, was einen Betrieb des BHKW im unteren Leistungsbereich (maximaler Maschinendruck 75 bar, elektrische Leistung von 5 kW) erm\u00f6glichte. Ein weiteres Problem zeigte sich beim Auftreten von Schwankungen im Bereich der Biogasqualit\u00e4t, d. h. schwankenden Methangehalten. Die installierte Regelungstechnik ist nicht in der Lage entsprechend schnell auf diese Schwankungen zu reagieren.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Bereits im Rahmen des Projektes Clausthaler Lehr- und Demonstrationsanlage f\u00fcr dezentrale Energieversorgungssysteme – Energiepark Clausthal (F\u00f6rderkennzeichen: 12809) finden in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden F\u00fchrungen f\u00fcr die interessierte \u00d6ffentlichkeit statt, auch regelm\u00e4\u00dfige Messeauftritte fanden und finden weiterhin statt. Auch dieses Projekt ist hier mit eingeschlossen. Mit diesem Projekt sind ebenfalls alle Voraussetzungen geschaffen worden, um im Bereich von Forschung und Lehre, u. a. durch weitere Vergabe von Studien- und Diplomarbeiten, das Thema Biogaserzeugung und Energiepark Clausthal auch weiterhin bearbeiten zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Ziel des Projektes mit der Visualisierung und Messdatenerfassung f\u00fcr den Betrieb einer Biogasanlage wurde erreicht. Daten konnten verwendet werden, um in einem \u00fcbergeordneten Energiemanagementsystem zu zeigen, welche Beitr\u00e4ge \u00fcber kurzfristig speicherbare Biogasanteile zus\u00e4tzlich zur bedarfsgerechten Spitzenstromerzeugung in einem realen Umfeld genutzt werden k\u00f6nnen. Der Betrieb eines Stirlingmotor-BHKW mit Biogas auf einer realen Biogasanlage erfolgte, auch wenn nicht der volle Leistungsbereich der Anlage ausgereizt werden konnte. Es konnten wichtige Betriebserfahrungen im Umgang mit dem Stirlingmotor gesammelt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Mit dem Energiepark Clausthal steht eine Lehr- und Demonstrationsanlage f\u00fcr dezentrale und regenerative Energieversorgungssysteme zur Verf\u00fcgung. Der bisher erreichte Erfolg wird durch die Einbindung der Komponente Biogaserzeugung noch weiter erh\u00f6ht. Dazu wird eine reale Biogasanlage (Standort Jerstedt\/Goslar, 500 kW NaWaRo) mit ihren Betriebsdaten in die Leitstandsinfrastruktur des Energie-parks am Standort […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,64,51,52,53],"class_list":["post-23978","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-niedersachsen","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"23357\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-23357.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"36.200,00","dbu_projektdatenbank_firma":"Clausthaler Umwelttechnik-Institut (CUTEC) GmbH","dbu_projektdatenbank_strasse":"Leibnitzstr. 23","dbu_projektdatenbank_plz_str":"38678","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Clausthal-Zellerfeld","dbu_projektdatenbank_p_von":"2006-07-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2008-12-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"2 Jahre und 6 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"","dbu_projektdatenbank_inet":"www.cutec.de","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Niedersachsen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"124","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23978","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23978\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":36981,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23978\/revisions\/36981"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23978"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23978"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23978"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}