Biogas soll Schwankungen bei Photovoltaik und Wind ausgleichen

12. Februar 2019 - 3 minutes read

Ein Forschungsverbund will eine selbstlernende Steuerung für Biogasanlagen entwickeln. Projektstandort ist die agrarwissenschaftliche Versuchsstation der Universität Hohenheim, die über eine Biogas- und eine Photovoltaik-Anlage sowie ein internes Wärme- und Stromnetz verfügt.Eine automatische Steuerung für Biogasanlagen ist das Ziel eines Forschungsverbunds der Universität Hohenheim, der Hochschule Reutlingen und des Unternehmens Novatech. Mit dieser Steuerung will das Team eine variable, bedarfsgerechte Fütterung von Biogasanlagen ermöglichen, um die schwankende Energieerzeugung von Photovoltaik und Wind möglichst optimal ausgleichen und zugleich die Energienachfrage berücksichtigen zu können. Die Steuerung soll zunächst modellhaft für den Standort Lindenhöfe entwickelt und dort erprobt werden. Die Lindenhöfe gehören zur agrarwissenschaftlichen Versuchsstation der Universität Hohenheim und verfügen über eine Biogas- und eine Photovoltaik-Anlage sowie über ein internes Wärme- und Stromnetz.
Wie die Projektbeteiligten mitteilen, reagieren Mikroorganismen in einer Biogasanlage zu träge auf Fütterungsumstellungen, um sehr kurzzeitige Lastschwankungen auszugleichen. Diesen Ausgleich sollen daher der Gasspeicher der Biogasanlage und das Blockheizkraftwerk (BHKW) ermöglichen. Der Füllstand des Gasspeichers werde über die Fütterung gesichert: Wenn ein zu starkes Absinken drohe, bekomme der Biogasfermenter viele und schnell abbaubare Substrate wie Zuckerrübensilage oder Getreidebrei. Bei geringerem Bedarf werde die Anlage mit wenigen und langsam vergärbaren Substraten gefüttert.
Um diesen Ansatz zu optimieren, wollen die Forscher eine algorithmenbasierte, selbstlernende Steuerung für die Fütterungstechnik und die Stromerzeugung durch das BHKW entwickeln. Dabei sollen selbstlernende Prognosemodelle für jeweils 48 Stunden den Strombedarf und die Solar- und Windstromerzeugung in einem bestimmten Versorgungsgebiet vorhersagen können. Diese Daten sollen dann in eine intelligente Biogasanlagensteuerung einfließen, um die notwendigen Substratmengen zu berechnen und den Fermentern automatisch zuzuführen. Insgesamt soll die Steuerung mit Hilfe heuristischer Algorithmen permanent den optimalen Zustand zwischen dem Strom- und Wärmebedarf einerseits und einem effizienten Betrieb mit hohem Volllastanteil andererseits ermitteln. Priorität soll eine möglichst hohe Versorgung der Abnehmer mit erneuerbarem Strom haben.
Die Forscher weisen darauf hin, dass der Bedarf an BHKW-Abwärme in das Konzept eingerechnet werden muss. Denn bei leerem Wärmespeicher müsse das BHKW anlaufen, auch wenn gerade kein Strom benötigt wird. Dass in Bayern und Baden-Württemberg im ländlichen Raum Biogas- und Photovoltaik-Anlagen dominieren, sei da ein Vorteil: Die Jahreslastkurve der Photovoltaik-Anlagen mit einem starken Peak im Sommer lasse sich im Winterhalbjahr, wenn auch der Wärmebedarf hoch sei, optimal mit einer verstärkten Erzeugung von Strom und Wärme aus Biogas ausgleichen. Der Jahresenergiebedarf des Projektstandorts Lindenhöfe entspricht den Forscherteam zufolge in etwa dem eines 150-Einwohner-Dorfes. Damit sei die Steuerung später problemlos deutschlandweit auf ähnliche Standorte im ländlichen Raum übertragbar.
Quelle: PV-Magazin
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