Biogasanlagen / Komponenten

1. Feststoffeintrag

Die Einbringung der festen Substrate in den Fermenter erfolgt über einen Feststoffdirekteintrag, der dem Fermenter vorgeschaltet ist. Die Inputstoffe wie z.B. Maissilage, Grassilage oder Festmist werden per Radlader in den Bunker des Feststoffdirekteintrags gefüllt und von dort aus mit Hilfe eines Kratzkettenförderers und mehrerer Förderschnecken semi-kontinuierlich in den Fermenter eingebracht.

Der Feststoffdirekteintrag einschließlich des Schneckenfördersystems ist in unterschiedlichen Größen verfügbar (Volumen 30 … 100 m³) und gehört zum Lieferumfang der cleangas GmbH.

2. Behälter

Eine Standard-Biogasanlage der cleangas GmbH besteht aus drei Behältern, in denen der Biogasprozess abläuft:
1. Fermenter
2. Nachgärer
3. Gärrestlager

In Abhängigkeit von der Kapazität der Biogasanlage und den Inputstoffen kann das Behältervolumen, insbesondere für die Gärrestlagerung, variieren.

Die Behälter werden mit einer Tragluftabdeckung, bestehend aus einer außen liegenden Wetterschutzfolie und einer darunter befindlichen Gasfolie, gasdicht verschlossen. Zwischen diese beiden Folien wird Luft eingeblasen, so dass eine stabile Konstruktion, unabhängig von der Gasmenge im Gasspeicher, entsteht.

Die eigentliche Gasspeicherung erfolgt unterhalb der innen liegenden Gasfolie über dem Behälter. Von dort aus wird das Biogas zu den Kraftwerken geführt.
Alle Behälter der Biogasanlage werden standardmäßig mit Tauchmotorrührwerken ausgestattet. Der Fermenter wird darüber hinaus mit einem zusätzlichen Paddelmischer ausgestattet. Durch die Kombination von Tauchmotorrührwerken und Paddelmischer im Fermenter wird die Bildung von Schwimm- und Sinkschichten wirkungsvoll verhindert.
Der Fermenter und der Nachgärer sind mit einer Heizung versehen, um die optimale Prozesstemperatur für eine mesophile Vergärung (37 – 42°C) zu gewährleisten.

Der Substrattransport zwischen den Behältern erfolgt in der Regel mittels natürlicher Überläufe, um zusätzlichen Aufwand für Pumpvorgänge zu sparen (Energieverbrauch). Die Gasspeicher aller Behälter stehen über Gaspendelleitungen in Verbindung, die einen Ausgleich der Gasspeicherfüllstände der einzelnen Behälter ermöglichen.

3. Pumpenraum

Zwischen dem Fermenter und dem Nachgärer ist der Pumpenraum angeordnet, von dem aus sämtliche Prozesse der Biogasanlage überwacht und gesteuert werden können.

Hier ist nicht nur der Schaltschrank für die Steuerung der gesamten Biogasanlage untergebracht, sondern auch die zentrale Pumpe für den Transport aller Flüssigkeiten (Gärsubstrat, Gärrest, Sickersaft, Kondensat) sowie die Entschwefelungsanlage und der Kompressor für die Druckluftversorgung der Biogasanlage.

4. BHKW

Zum Lieferumfang der cleangas GmbH gehören ebenfalls die Blockheizkraftwerke, mit denen das erzeugte Biogas in Strom und Wärme umgewandelt wird (Kraft-Wärme-Kopplung). Der erzeugte Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist.
Überschüssige Abwärme, die nicht für die Beheizung des Fermenters und Nachgärers benötigt wird, kann für den Eigenbedarf, z. B. für die Beheizung von Wohn- oder Stallgebäuden, genutzt werden.

Unsere Standard - BHKWs verfügen über einen Zündstrahlmotor der Firma DEUTZ mit einer elektrischen Leistung von 300 kW und sind zusammen mit allem notwendigen Equipment in einen Stahl-Container eingebaut.

Je nach gewünschter Kapazität der Biogasanlage kommen mehrere BHKWs zum Einsatz. Somit können standardmäßig Biogasanlagen mit einer elektrischen Gesamtleistung von
• 300 kW
• 600 kW
• 900 kW
• 1.200 kW
• ...
realisiert werden.

Bevor das Biogas zu den BHKW - Motoren gelangt, wird es durch einen Biogaskühler geführt, in dem das Gas nicht nur gekühlt, sondern gleichzeitig auch getrocknet wird. Mit dem Ausfall von Kondensat werden auch motorrelevante Schadstoffe (z. B. Schwefelwasserstoff) aus dem Biogas entfernt, so dass das Gas für die anschließende Verbrennung im Motor optimal aufbereitet ist.

I. Vorteile

Die cleangas GmbH setzt ausschließlich auf den Einsatz von Zündstrahl-Motoren, da diese über eine Reihe von Vorteilen verfügen:

• Zündstrahlmotoren verfügen insbesondere im Leistungsbereich von < 500 kW über einen höheren elektrischen Wirkungsgrad (+ 3%) als Gas-Otto-Motoren.

• Der Einsatz von Zündöl sichert eine Verbrennung auch von Biogas schlechter Qualität (geringer Methangehalt) während ein Gas-Otto-Motor Methangehalte von CH4 > 45% benötigt.

• Es sind keine Einrichtungen zur Gasverdichtung erforderlich, da das Biogas vom Zündstrahlmotor selbst angesaugt wird.

• Kleinere Wartungs- und Reparaturarbeiten können in der Regel durch den Anlagenbetreiber selbst durchgeführt werden.

• Die Kosten für Wartung und Instandhaltung eines Zündstrahlmotors liegen mit ca. 1,2 Cent/kWh unterhalb der Kosten für Wartung & Instandhaltung eines Gas-Otto-Motors (> 2 Cent/kWh).

• Ersatzteile sind aufgrund des standardmäßigen Einsatzes von Zündstrahl-Motoren (z. B. für den Betrieb von LKW oder Landmaschinen) schnell und zu einem günstigen Preis verfügbar.

• Die Anschaffungskosten für den Zündstrahlmotor liegen deutlich unter den Kosten für einen Gas-Otto-Motor (30 – 40%).

• ...

II. Nachteile

Der Einsatz von Zündstrahlmotoren ist allerdings auch mit Nachteilen verbunden, die wir an dieser Stelle nicht verschweigen wollen:

• Der Einsatz von Zündöl zur Stützfeuerung ist notwendig und mit zusätzlichen Kosten verbunden.
Allerdings wird mit der Verbrennung eines Liters Zündöl ein Stromertrag von 0,80 € erzielt, der die Zündölkosten in der Regel deckt.

• Der Zündstrahl-Motor verfügt über einen schlechteren thermischen Wirkungsgrad als ein Gas-Otto-Motor, da der thermische Wirkungsgrad mit steigendem elektrischen Wirkungsgrad abnimmt.

• ...

5. Trafo / Netzanschluss

Als zusätzlichen Service bieten wir unseren Kunden an, auch den Netzanschluss der Biogasanlage zu realisieren. Dazu gehört neben der Lieferung der Trafostation vor allem die Zusammenstellung von Unterlagen für den Netzbetreiber und die Abstimmung über die Netzanbindung und Einspeisung in das Netz des Stromversorgers (Netzantrag).

Die Schnittstelle zwischen der Biogasanlage und dem Stromversorger stellt somit der Netzverknüpfungspunkt dar, an dem der erzeugte Strom in das öffentliche Netz eingespeist wird, so dass die Zuständigkeiten klar definiert werden können.

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