Intelligentes Vorhersagemodell mit Steuer- und Regelalgorithmen

Steuerung und Regelung von Biogasanlagen basierend auf der Zustandsanalyse mittels Raman-Spektroskopie und Vorhersagemodellen zur Beschickung mit unkonventionellen Einsatzstoffen

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer neuartigen Steuerung und Regelung von Biogasanlagen basierend auf einer kontinuierlichen Zustandsanalyse mittels Raman-Spektroskopie und Vorhersagemodellen zur Beschickung mit unkonventionellen Einsatzstoffen. Zum einen geht es um die Erforschung und Entwicklung einer Prozessanalytik, die den spezifischen Anforderungen der biologischen Abläufe innerhalb von Biogasanlagen gerecht wird und den Zustand in Echtzeit abbildet. Zum anderen geht es um Vorhersage- sowie Steuer- und Regelungsalgorithmen. Die Verknüpfung mathematischer Modellierung und Messtechnik soll helfen, ein selbstlernendes System zu entwickeln.

Die Sicherung der Prozessstabilität von Biogasanlagen ist für die Vermeidung von Betriebsproblemen entscheidend. Sie gewährleistet zudem eine konstante und optimale Effizienz und sichert die Rentabilität der Anlagen. Dies ist umso mehr notwendig, wenn Standard-NAWARO-Anlagen auch für die Verarbeitung unterschiedlichster Abfallstoffe vorgesehen werden.

Das Projekt wird in Kooperation  mit dem Biogasanlagenbauer Biogas Weser-Ems GmbH & Co. KG, der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (Institut f. Physikalische Chemie, Prof. Bettermann) und der Hochschule Emden/Leer durchgeführt. Das Projekt zielt auf die Erforschung und Entwicklung einer Prozessanalytik ab, die den spezifischen Anforderungen der biologischen Abläufe innerhalb von Biogasanlagen gerecht wird und den Zustand in Echtzeit abbildet. Die kontinuierlichen Zustandsanalysen werden mittels Raman-Spektroskopie ermittelt und so ein Vorhersagemodell entwickelt, welches eine Beschickung der Biogasanlage mit unkonventionellen Einsatzstoffen ermöglicht.Dieses Überwachungs- und Steuerungskonzept soll dazu dienen, den Wirkungsgrad der Anlagen zu steigern, durch Biogasanlagen Regelenergie bereitzustellen und Mehrstoffanlagen effizient und prozesssicher zu betreiben.   

Ein Unternehmen wie die Biogas Weser-Ems GmbH & Co. KG wird von dem System ganz erheblich profitieren. Schließlich gilt die Sicherung der Prozessstabilität von Biogasanlagen als entscheidendes Kriterium für die Vermeidung von Betriebsproblemen und zur Gewährleistung einer konstanten und optimalen Effizienz sowie Rentabilität der Anlagen. Die Gasproduktion wird sich saisonalen Gegebenheiten sowie Randbedingungen anpassen lassen und die Biogasanlage könnte nicht nur Grundlastenenergie sondern auch deutlich gezielter und effizienter Regelenergie liefern.

 

 

Steuer- und Regelalgorithmen im Modell

Biogasversuchsanlage im Labormaßstab

Projektdaten

Laufzeit: 01.03.2015 - 31.10.2016

Partner: Biogas Weser-Ems GmbH & Co. KG, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (Institut f. Physikalische Chemie)

Förderung durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie/ ZIM, Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Kontakt bei EUTEC: Dr. Frank Uhlenhut, Dr. Piotr Biernacki, Prof. Dr. Sven Steinigeweg