Effizienzsteigerung von Biogasanlagen durch innovative Messtechnik

Das robuste Messgerät hält der hochkorrosiven Umgebung in einer Biogasanlage stand (Bild: Pixabay)
Das robuste Messgerät hält der hochkorrosiven Umgebung in einer Biogasanlage stand (Bild: Pixabay)
22.07.2019

Ein innovativer Sensor zur Überwachung der Biogaserzeugung ist das Ergebnis eines vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft geförderten Verbundvorhabens. Er eignet sich vor allem für Biogasanlagen, die ihren Betrieb, vor allem ihre Gasproduktion, flexibilisieren wollen.

Der Sensor liefert wichtige Daten in Echtzeit, die in die Auswertung und Regelung eines automatisierten Anlagenbetriebes einfließen könnten. Die robuste Sensortechnik bietet aber auch konventionell betriebenen Anlagen eine Alternative zu herkömmlicher Mess- und Analysetechnik, um den gesamten Anlagenbetrieb effizienter zu gestalten.

Im Verbundvorhaben »Innovative in-situ Gasmesstechniklösung für Biogasanlagen« (In-situ) entwickelten Forscher der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg gemeinsam mit dem Unternehmen Dittrich/LogiData Tech ein Sensorsystem zur hochgenauen Detektion von Methan (CH4), Kohlendioxid (CO2) und Schwefelwasserstoff (H2S). Das robuste Messgerät hält der hochkorrosiven Umgebung in einer Biogasanlage stand und ist um ein Vielfaches kostengünstiger gegenüber vergleichbaren, am Markt verfügbaren Technologien. Das Sensorsystem ermöglicht eine großflächige, hochaufgelöste Überwachung der Gas-zusammensetzung in allen Prozessschritten der Biogasprozesskette und liefert eine schnelle und zuverlässige Datenbasis für die aktive Steuerung einer Biogasanlage. Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Nutzung photoakustischer Sensoren in sogenannten NDIR-Aufbauten (nicht dispersiver Infrarotsensor) für CO2 und CH4 gleichwertige Messgenauigkeiten mit einem viel kleineren und einfacheren System möglich sind. Der Betrieb der experimentellen Biogasanlage »Unterer Lindenhof« in Eningen erbrachte den Nachweis der Funktionsfähigkeit. An der Testbiogasanlage fand der direkte Vergleich des entwickelten Gasdetektors mit einer konventionellen Gasanalyse statt. Dabei stimmten die gemessenen Konzentrationswerte beider Systeme innerhalb festgelegter Toleranzen überein. Gegenüber der konventionellen Messmethode, die alle 30 min einen Messpunkt generiert, liefert die neue Messtechnik die Daten alle 10 s und kann so schnelle Änderungen der Gaszusammensetzung, z. B. infolge von Substratzufuhr oder Änderungen der Prozessparameter, genau nachverfolgen.