Speichertechnik

Hochleistungsspeicher für Biogas

Regenerative Energie
Ulrich Graf Portrait 2019
Ulrich Graf
am Dienstag, 28.04.2020 - 12:54

Das textile Biogasspeichersystem in Halbkugelform zeichnet sich durch geringe Investitions- und Unterhaltskosten aus.

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat gemeinsam mit Partnern eine ökonomisch  Methode zur Biogasspeicherung entwickelt. Es bietet zudem eine bis zu dreifach höhere Biogasspeicherkapazität und trägt somit zur flexiblen Biogasbereitstellung bei.

Derzeit ist eine Auslegung von Biogasspeichern mit hohen Kapazitäten nur bedingt möglich. Die auf die nachgiebigen textilen Speicherabdeckungen einwirkenden Lasten, z.B. durch Wettereinflüsse in Kombination mit variierenden Betriebszuständen, sowie deren Weiterleitung und Verteilung auf Gasmembran, Wetterschutzhülle oder Befestigung sind bislang nur unzureichend bekannt.

Einenschaften unter Belastung erprobt

Zur Untersuchung der Membraneigenschaften wurden Belastungsversuche durchgeführt. Ungleichmäßige Falteigenschaften der Gasmembran, die vor allem aus dem Eigengewicht der zentral angeordneten, schwereren Polkappe resultieren, konnten durch um 90° verdrehte Radialzuschnitte der halbkugelförmigen Abdeckung, bei der zwei halbe Polenden am Rand des Fermenters aufliegen, verbessert werden. Dies führte zu einem homogenen Faltmuster ohne starke lokale Faltenbildung und damit zu geringeren mechanischen Belastungen der Membrane.

Für die Modellierung der Zusammenhänge zwischen Innendruck, Temperatur und Gasmasse wurden unterschiedliche Szenarien gefahren und umfangreiche Messversuche durchgeführt. Druckänderungen im Gasspeicher durch hohe Temperaturunterschiede, schnelle Gasentnahmen oder Wind führen zu hohen Belastungen der äußeren Membran, die sich durch Stützluftgebläse reduzieren lassen. Zusätzliche Untersuchungen wurden durch die Wacker Bauwerksdynamik GmbH in einem Windkanal vorgenommen. Auf Grundlage der Versuchsergebnisse hat die technet GmbH gründig+partner ein Berechnungstool für die Auslegung und die effiziente Fertigung von Biogasspeichern entwickelt.

Inzwischen konnte die Fa. Seybold bereits einige Gasspeichersysteme mit der untersuchten Halbkugelform, die ein Höchstmaß an Standsicherheit und einen optimalen Betrieb gewährleisten, erfolgreich umsetzen. Daneben wurden auch mehrfach Membrankonstruktionen in Halbkugelform auf Bodenfundamenten als externe Gasspeicher realisiert.