Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Übertragung eines Regelalgorithmus zur Prozessstabilität auf großtechnische Anlagen

Anschrift
Bauhaus-Universität Weimar - Fakultät Bauingenieurwesen - Professur Abfallwirtschaft
99423 Weimar
Coudraystr. 7
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Eckhard Kraft
Tel: +49 3643 58-4621
E-Mail: eckhard.kraft@uni-weimar.de
FKZ
22007107
Anfang
01.02.2008
Ende
31.01.2011
Aufgabenbeschreibung
Gegenstand dieses Vorhabens ist es, am praktischen Beispiel zweier landwirtschaftlicher Biogasanlagen die Möglichkeiten und Vorteile einer Datenerfassung und automatisierten Auswertung zu dokumentieren. Ziel ist eine kontinuierliche, optimal abgestimmte Biogasbildungsrate bei hoher Prozessstabilität und gesteigerter Effizienz der Substratausnutzung. Das Vorhaben stüzt sich auf einen bereits an der Bauhaus-Universität Weimar entwickelten fuzzy-logic Regelalgorithmus, der im Technikumsmaßstab erfolgreich getestet wurde. Es gilt nun, den Gültigkeitsbereich des Reglers zu erweitern, indem der Übertragungsschritt auf großtechnische Anlagen durch den Parallelbetrieb Labor - Praxis gewagt wird. Gewonnene Erkenntnisse fließen in ein Prozessbewertungsmodell und ein Optimierungsmodell ein, um die Zielwerte der Regelung zu eruieren. Mit Hilfe eines Applikationsalgorithmus soll letztlich die Möglichkeit für eine breite Anwendung geschaffen werden. Es wird erwartet, dass das Vorhaben einen wesentlichen Beitrag zur Hebung des technischen Niveaus von landwirtschaftlichen Biogasanlagen beiträgt und die gewonnenen Daten mehr Transparenz in die Fragestellung kostengünstiger Regelungssysteme bringen.
Ergebnisdarstellung
Ziel des Vorhabens an der Bauhaus-Universität Weimar war es, einen Regelungsmechanismus für Biogasanlagen bereitzustellen, das Basismodell zu evaluieren sowie die entsprechende Herangehensweise zur Adaptation auf andere Anlagen aufzuzeigen, um damit die Erkenntnisse für ein breiteres Spektrum nutzbar zu machen. Dafür ist es notwendig, Anlagen messtechnisch auszustatten und relevante Messdaten aufzunehmen, um sie dann in der Regelung rückkoppeln zu können. Im Verlauf des Projektes konnte dies erfolgreich bei zwei landwirtschaftlichen Anlagen auf der Basis von Wirtschaftsdünger und nachwachsenden Rohstoffen durchgeführt werden. Den unterschiedlichen Ausgangsbedingungen wurde über angepasste Datenerfassung und -übertragung Rechnung getragen. Die maßstabsgerechte Abbildung der Anlagen im Technikum, Parallelbetrieb sowie die erfolgten Variationsreihen zum Störungseintrag führten in umfangreichem Maße zu einem Datenpool, der es ermöglichte über das Antwortwortverhalten des Prozesses Parameter abzuleiten und damit eine Beschreibung des Zustandes zu liefern. So wurden die Entwicklung und der erfolgreiche Test eines allgemeinen Regelungsverfahrens möglich. Eingangsgrößen sind die Gasproduktion, die Methankonzentration und der pH-Wert, Ausgangsgröße ein Befütterungsvorschlag. Die auf fuzzy-logic basierende Regelung wägt die Absolutwerte der Messgrößen sowie deren Tendenzen gegeneinander ab und errechnet einen Wert zur Prozessdiagnose, der je nach Gewichtung eine Regelung des Inputs zulässt. Der Test in der Praxis und analog im Labor, stellte sicher, dass eine Übertragung möglich ist.

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