Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Weiterentwicklung eines modellbasierten Prognosetools für die flexible Biogaserzeugung in großtechnischen Biogasanlagen; Teilvorhaben 1: Experimentelle Untersuchungen zum dynamischen Verhalten verschiedener Substrate und Definition von Mindestanforderungen an Prozess-, Mess- und Leittechnik

Anschrift
Universität Rostock - Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät - Institut für Umweltingenieurwesen - Professur Abfall- und Stoffstromwirtschaft
Justus-von-Liebig-Weg 6
18059 Rostock
Kontakt
Prof. Dr. Michael Nelles
Tel: +49 381 489-3400
E-Mail: michael.nelles@uni-rostock.de
FKZ
2219NR052
Anfang
01.08.2020
Ende
31.07.2022
Aufgabenbeschreibung
Das Vorhaben dient der Weiterentwicklung eines modellbasierten Prognosetools für die flexible Biogaserzeugung in großtechnischen Biogasanlagen. Zur Vorhersage der dynamischen Gasproduktionsrate soll ein vorhandenes empirisches Reaktionsmodell verwendet werden. In Abgrenzung zu bisherigen Entwicklungen soll das Prognosetool explizit in der großtechnischen Anlagenpraxis einfach anwendbar sein. Dies setzt voraus, dass es die Anforderungen an eine Prognosegenauigkeit der Biogaserzeugung für eine flexible Biogaserzeugung erfüllt. Die Basis dafür bilden die in der Praxis typischerweise verfügbaren Daten, Anlagenkonfigurationen und flexiblen Betriebsweisen von großtechnischen Biogasanlagen. Für die Weiterentwicklung des Prognosetools werden im Vorhaben die kinetischen Parameter der in einer Praxisanlage verfütterten Substrate mit Hilfe hochaufgelöster batch-Versuche bestimmt. Dabei wird u.a. der Einfluss der sich ändernder Fermenterbiologie bei Umstellung der Anlagenfütterung auf die Kinetik der Biogasbildung untersucht. Auf Basis der realen Fütterungsdaten der Praxisanlage werden die dynamischen Gasproduktionsraten im flexiblen Anlagenbetrieb simuliert. Durch Anwendung verschiedener Modellstrukturen (1- oder 2-Fraktionen) und Methoden zur Bestimmung der kinetischen Parameter (Laboranalysen und/oder mathematische Optimierungsverfahren) wird der Modellansatz im Hinblick auf das Vorhabensziel weiterentwickelt und getestet. Im Ergebnis wird ein Prognosetool zur flexiblen Biogaserzeugung in großtechnischen Biogasanlagen entwickelt, basierend auf einer für diesen Anwendungsfall besonders geeigneten Modellstruktur und besonders geeigneten Bestimmungsmethoden der kinetischen Modellparameter. Um den typischen Herausforderungen der Datenbereitstellung aus großtechnischen Biogasanlagen für das zu entwickelnde Prognosetool zu begegnen, werden darüber hinaus Lösungsansätze entwickelt, die eine ausreichende Datengrundlage bei vertretbarem Aufwand sicherstellen.

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