Smartes BHKW speist nach Bedarf ein

Die Universität Hohenheim, die Hochschule Reutlingen und die Novatech GmbH haben in einem Projekt den Einsatz eines Biogas-Blockheizkraftwerkes optimiert. Zielsetzung des Projektes „PowerLand 4.2“ war die Entwicklung einer Steuerung für ein Biogas-Blockheizkraftwerk für einen stromoptimierten Betrieb. Ziel sei eine weitgehend vollständige Strom- und Wärmeenergieversorgung eines Dorfes mit erneuerbaren Energien, teilte die Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe mit.

Biogas-Blockheizkraftwerken kommt eine besondere Bedeutung zu, da sie bislang die einzige Möglichkeit bieten, Kraft-Wärme-Kopplung mit erneuerbaren Energien zu betreiben. Sie können die Vorteile der KWK im Rahmen einer vollständig auf erneuerbaren Energien basierenden Strom- und Wärmeversorgung ausspielen. „Hier knüpfte das geplante Forschungsprojekt an“, heißt es weiter.

Ergänzt wurde dabei die BHKW-Steuerung um Prognosemodelle für die Stromerzeugung einer vorhandenen PV-Anlage, der Prognose des Wärme- und Strombedarfs des Dorfes sowie der Berechnung der Strom-Residuallast. „Somit kann ohne teuren Ausbau der Energienetze eine weitgehende Energieautarkie ländlicher Regionen mit einer hohen Versorgungssicherheit und einer größtmöglichen Effizienz der Bioenergieanlagen erreicht werden“, heißt es in dem Bericht.

Netzdienliche Fahrweise als Ziel

Eines der Ziele des Projekts war eine netzdienliche, stromoptimierte Fahrweise, bei der die Aufgabe der Wärmebereitstellung als „Leitplanke“ fungierte, wie die Fachagentur weiter mitteilte. Das BHKW musste zwingend laufen, sobald ein Wärmebedarf vorlag und der Wärmespeicher leer war, auch wenn gerade kein Strom benötigt wurde. In allen anderen Fällen aber sollte das BHKW die Stromlücke schließen. Außerdem galt es, die Biogasanlage so intelligent mit Substrat zu füttern, dass mit dem trägen Biogasprozess zur richtigen Zeit die richtige Menge Gas für die BHKW-Fahrpläne bereitstand.

In einem mehrwöchigen Testlauf an der Forschungsstation „Unterer Lindenhof“ der Uni Hohenheim stellte das System schließlich seine Praxistauglichkeit unter Beweis. Die Station verfügt über eine Biogasanlage, ein Wärmenetz und einen Energieverbrauch, der etwa dem eines 130-Einwohner-Dorfes entspricht.

Es zeigte sich, „dass die Prognosedaten nahe an der Realität lagen und das BHKW die entsprechenden Fahrpläne gut umsetzte“. Insgesamt habe die Abweichung zwischen berechnetem und tatsächlichem Strombedarf bei 4,4 Prozent, beim Wärmebedarf zwischen 7 und 9 Prozent gelegen. Es stellte sich zudem heraus, dass das BHKW die Netze entlastete, ohne dabei seine Aufgabe als Wärmelieferant zu vernachlässigen: Es wurde deutlich weniger überschüssiger Strom in das umliegende Netz abgeben und bei Engpässen deutlich weniger Strom daraus importiert.

Der wesentliche Vorteil „unseres Ansatzes gegenüber einer klassisch flexibilisierten Biogasanlage besteht darin, mithilfe der bedarfsgerechten Fütterung teure Investitionen in größere Gasspeicher einzusparen“, so Andreas Lemmer von der Uni Hohenheim. Die im Projekt „PowerLand 4.2“ entwickelte BHKW- und Biogasanlagensteuerung lässt sich problemlos auch an anderen Standorten einsetzen.