Labor für Bioenergietechnik (G 305)

• Praktische Ausbildung der Studierenden im Bereich Bioenergietechnik
• Technische und ?kologisch-?konomische Anlagenoptimierung der Biogasherstellung
• Entwicklung und Untersuchung der Regelenergiebereitstellung durch Biogas
• W?rme- und verfahrenstechnische Simulation von thermodynamischen Kreisprozessen
• Analyse und Untersuchung von Holzheizkraftwerken
• Grundlagenuntersuchungen zur Biogasaufbereitung und -verwertung
• Simulation und Prozesssteuerung von Biogasanlagen

Verbrennungs- und Pyrolyse-Versuchsstand
Die kompakte und mobile Versuchsanlage erlaubt insbesondere im Praktikumsbetrieb einen umfassenden Einblick in die Verbrennung und Vergasung von (fester) Biomasse. Der Einfluss der variablen Luftzufuhr auf die Schadstoffe im Rauchgas kann anhand von Versuche und Mes-sungen detailliert im Praktikum durch die Studierenden bearbeitet werden. Zudem kann die Abh?ngigkeit der Pyrolyse-Reaktionsgeschwindigkeit von der Temperatur messtechnisch erfasst werden

Blockheizkraftwerk
Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine modular aufgebaute Anlage zur Gewinnung elektrischer Energie und W?rme, die vorzugsweise am Ort des W?rmeverbrauchs betrieben wird. Es kann damit z.B. auch Nutzw?rme in ein angeschlossenes Nahw?rmenetz eingespeist werden. Ein Mini-BHKW (Typ HKA-R S1) der Firma SenerTec soll im geplanten Praktikumsversuch eingesetzt werden. Zur Energieerzeugung durch den Zündstrahlmotor dient ein kombinierter Verbrennungsprozess aus Biogas und leichtem Heiz?l. Im Praktikumsversuch soll eine energetische Betrachtung des BHKW bei unterschiedlichen Lastpunkten durchgeführt werden. Zudem kann die Abgaszusammensetzung untersucht werden.

Labor-Biogasanlage
Mit der Labor-Biogasanlage k?nnen den Studierenden die grunds?tzlichen Zusammenh?nge der Biogaserzeugung praxisnah vermittelt werden. Dazu z?hlt unter anderem die allgemeine Funk-tionsweise einer Biogasanlage, das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten, die not-wendige Mess- und Regelungstechnik, ebenso wie die Auswirkungen der Substratbeschaffen-heit und Temperatur auf die Biogaserzeugung und das reale Verhalten der Biogasanlage auf verschiedene St?rgr??en. Durch zwei seriell betreibbare Beh?lter kann die Labor-Biogasanlage sowohl zweistufig als auch parallel betrieben werden. Zudem sind mit der Anlage auch detail-lierte wissenschaftliche Untersuchungen - beispielsweise zur Rührwerksoptimierung und Flexi-bilisierung - m?glich.

Kaminofen – Scheitholzverbrennung und Pelletofen
Mit dem Kamin- und Pelletofen wird die Verbrennung von Festbrennstoffen im kleinen Leistungsbereich (bis zu 10kW) visualisiert und durch ein Rauchgasanalyseger?t messtechnisch erfasst. Der Kamin- als auch der Pelletofen erlauben die getrennte Einstellung der Zufuhr von Prim?r- und Se-kund?rluft. Im Kaminofen kann neben Scheitholz auch die Verbrennung von anderen Brennstoffen, wie Holz- oder Braunkohlebriketts erfolgen. ?ber die Rauchgasanalyse werden Sauerstoff- (O2), Kohlenstoffmonoxid- (CO) und Stickoxid- (NOX)-Konzentrationen gemessen und visualisiert, um damit die ?Qualit?t“ der Verbrennung bewerten zu k?nnen. Neben der Luftzuführung k?nnen auch andere Einflussgr??en auf die Emissionen bei verschiedenenBrennstoffen oder Anheiz- bzw. Brennstoffzuführungsvorg?ngen untersucht werden.

G?rbeh?lter
Ein mobiler G?rbeh?lter (10l) mit einem einfachen Propeller- Rührwerk und einer Beheizung per Manschette wurde aufgebaut, um die Gaserzeugung durch Verg?rung von Biomasse im Praktikum zu demonstrieren und zu visualisieren.
Verschiedene Einflussgr??en auf den Prozess der Biogaserzeugung, wie z. B. Temperatur, Faulraumbelastung und Durchmischung, k?nnen damit untersucht werden.

Eudiometer
Mittels des Eudiometers der Fa. Selutec kann durch Verg?rung von bioaktiven Substraten die Menge und Zusammensetzung des entstehenden Biogases ermittelt werden. Das Eudiometer wird hierzu vollst?ndig mit Flüssigkeit befühlt und mit dem offenen Ende in ein Bad der gleichen Flüssigkeit getaucht (Wasser). Aufgrund einer chemischen Reaktion, bei welcher Faulgase im temperierten Substrat entstehen, wird aus dem Eudiometer Wasser verdr?ngt. Das Volumen verdr?ngter Flüssigkeit entspricht dem Volumen des entstandenen (Bio) Gases.

Dampfkraftanlage
Mit dem Praktikumsprüfstand der Fa. Gunt kann das Verhalten von Dampfkraftanlagen unter verschiedenen Betriebsbedingungen untersucht und verstanden werden. Aufgrund des Einsatzes realer Komponenten k?nnen auch Aspekte wie Wartung, Reparatur, Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik vermittelt werden. Der Versuchsaufbau besteht hierbei aus zwei Prüfstandsteilen:

• Dampferzeugung: komplett funktionsf?higer Kleindampferzeuger mit gasbeheiztem Durchlaufkessel und geschlossenem Wasserkreislauf
• Dampfturbine: einstufige axiale Impulsturbine

• Trockenschrank (Memmert UFE500)
• Veraschungsofen (Nabertherm, LVT5/11/P330)
• Mobiles Gasanalysesystem (Binder Engineering, COMBIMASS GA-m)
• Rauchgasanalyseger?t (Testo 340)
• Simulationssoftware SIMBIA
• Simulationssoftware EBSILON

• Biogasanlagen
• Strom und W?rme aus fester Biomasse
• Energiewandlung in Kraft- und Arbeitsmaschinen
• Thermodynamik
• Industrial energy systems

• Verbesserung der Durchmischung in Biogasfermentern durch methodische Rührwerksoptimierung (BIOOPT-MIX)
• Integration von Biogasanlagen in Netze mit hohem Anteil fluktuierender Stromerzeuger (FlexFuture)
• Innovative Dampfspeicherkonzepte zur Entkopplung von Kraftwerkssteuerung und Stromproduktion
• Wissenschaftlich‐technische Evaluierung der Potentiale der energieeffizienten Nutzung der aus Holzhackschnitzel gewonnenen W?rmeenergie im Rahmen von Kraftw?rmekopplung
• Experimentelle Untersuchung des Str?mungsverhaltens von Rührwerken in Biogasfermentern
• Biogas in Bewegung: Untersuchung der Machbarkeit der dezentralen Nutzung von partiell aufbereitetem Biogas als Kraftstoff für die Landwirtschaft