Dipl. -Ing. (FH) Kay Rostalski
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30.06.2021

Die erhaltenen Ergebnisse aus den Untersuchungen der neuen Propellergeometrie bestätigten vollends die Voruntersuchungen und zeigen somit neue Möglichkeiten des energiesparenden Einsatzes neuer Propellertechnik. Hierbei ist besonders der Einfluss des Leistungsbeiwertes hervorzuheben, da dieser im Vergleich zu bekannten Geometrien deutlich erhöht werden konnte. Zudem wurde eine Optimierung des Propellerfreistrahles beobachtet und ist der Anpassung des Verhältnisses aus Eintrittswinkel und Staffelungswinkel geschuldet. Die Wurfweite des Freistrahles konnte folglich deutlich verbessert werden. Die Messtechnik zur Ermittlung des Axialschubs für den großtechnischen Maßstab wurde geplant und konstruiert. Zu diesem Zweck wurde zunächst ein Anforderungskatalog als Entscheidungsgrundlage erarbeitet. Grundsätzlich wurden fünf Lösungen detailliert geplant und zwei Lösungen in Form eines Prototyps in die Realität überführt. Aufgrund der geringen Abmaße des Serviceschachts am Demonstrator und der speziellen Einbauvariante des Rührwerkes musste auf den Einbau dieser Schubmesseinrichtung verzichtet werden. Dennoch wird davon ausgegangen, dass der umgesetzte Prototyp grundsätzlich voll funktionsfähig ist. Nach der Einstellung der maximalen Drehzahlfrequenz konnte der Algorithmus hinsichtlich der Korrespondenz der verwendeten Rührwerke bestätigt werden. Eine Aussage über die Qualität der Strömung ist abschätzbar, hingegen gilt eine quantitative Beschreibung dieser als noch nicht möglich. In Nachfolgeprojekten kann die entwickelte Hardware und Steuerung weiter untersucht und entwickelt werden. Im Rahmen des Projektes wurde deutlich, dass andere Anwendungsfelder wie beispielsweise die Abwassertechnik durch eine Anpassung des Auslegealgorithmus ebenfalls profitieren können und eine Vertiefung der Untersuchungen als sinnvoll zu betrachten ist.

Der weitere Ausbau des regenerativ bedienten Stromsystems erfordert einen optimierten flexiblen Betrieb der bestehenden und neu zu errichtenden Biogasanlagen. Bisher verfolgte Ansätze zur Flexibilisierung wie die Biomethaneinspeisung, eine Kapazitätserhöhung für Gasspeicher und BHKW oder die Speicherung von Zwischenprodukten zum Beispiel aus der Substratvorbehandlung sind oft durch eine fehlende Wirtschaftlichkeit gekennzeichnet. Dagegen bietet ein optimiertes Substratmanagement in Form einer modellbasierten prädikativen Regelung der Fermenterbeschickung vor allem aus wirtschaftlicher Sicht ein breites Anwendungspotenzial. Infolge fehlender Einbeziehung hydrodynamischer Prozessabläufe in das entwickelte Regelungskonzept erweist sich die technologische Umsetzung dieses Ansatzes derzeit noch als problematisch. Im Rahmen des geplanten Projektes OptiFlex sollen diese bestehenden Grenzen überwunden und eine effiziente und wirtschaftliche Systemlösung für die Post-EEG Zeit für einen stabilen und nachhaltigen flexiblen Anlagenbetrieb entwickelt und unter Praxisbedingungen demonstriert werden.