Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Biogas mit PV komprirmieren


von Fergus 2. (fergus21)


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Für ein Projekt soll Biogas, dass aus dem Bioreaktor kommt, mit 
Solarenergie für die Zwischenspeicherung komprimiert werden. 20m3/tag


Welche Komponenten würdet ihr für ein solches System wählen?

Ich dachte da an ein System mit:
Solarmodul, DC-Gaskompressor mit MPPT-Funktion. (Weiss aber nicht ob es 
Kompressoren mit DC und MPPT gibt, wie beispielsweise bei 
solarbetriebenen Pumpen?)


Wenn möglich sollte das System ohne Batterie auskommen und einfach 
komprimiert werden, wenn genug Leistung vom Panel kommt.


oder dann an ein System mit Solarmodul, Batterie, Laderegler, und 
Wechselrichter und AC-Kompressor. (Wie kann der Einschaltstrom 
bereitgestellt werden?)

oder DC-Kompressor, Solarmodul, Batterie, Laderegler


Leider habe ich in der Elektro- und Kompressortechnik fast keine Ahnung 
und bin über Hilfe sehr dankbar.


Herzlichen Dank
Beste Grüsse
Fergus

von Bernd F. (metallfunk)


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Grundsätzlich sollte das gehen.

Aber: Wie schaut das mit Korrosion an Zylinderwand, Kolben und
Ventilen aus? Explodiert das Zeug ab einem bestimmten Druck
von alleine (C2, H2)?, Das Problem wird nicht die Stromversorgung des
Kompressors sein, sondern der Kompressor.

Grüße Bernd

von Sebastian L. (sebastian_l72)


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Christoph W. schrieb:
> Für ein Projekt soll Biogas, dass aus dem Bioreaktor kommt, mit
> Solarenergie für die Zwischenspeicherung komprimiert werden. 20m3/tag
...
>
> Leider habe ich in der Elektro- und Kompressortechnik fast keine Ahnung
> und bin über Hilfe sehr dankbar.

Warum hat man damals (R) Gasometer gebaut? Weil man von 
Kompressortechnik und Drucklagern noch nicht so viel Ahnung hatte.

Wenn du Biogas (irgendeine undefinierte Mischung aus CH4, CO2, N2, NH3, 
H2S voll gesättigt mit Wasserdampf) komprimierst, passieren die dollsten 
Purzelbäume im pv Diagramm. Ohne sehr sehr gute Trocknung deines 
Biogases zerlegst du den Kompressor - die Änderung des spezifischen 
Volumens mit Faktor 2000 bei Phasenübergang flüssig-gasförmig haut dir 
den Kompressor kaputt.
Am Druckminderer kondensiert der Dampf dann wieder zu Wasser und mit 
wasserlöslichem H2S und NH3 macht das RICHTIG Ärger.

Das ist gehobene Verfahrenstechnik. Bei undefinierten "Biogas" musst du 
die partiellen Drücke der Gase im Auge haben. ATEX sowieso.
Da ist die "drucklose" Lagerung (<50 mbar) in einem Gasometer (lies 
"Plastiktüte") deutlich einfacher. Wenn das Biogas zur Wärmeversorgung 
von Wohnräumen genutzt werden soll ist die Energiespeicherung in einem 
Schichtlagertank oder Phasenwechsler sehr sehr viel bequemer.

BTW: Mein Gasversorger liefert mir Stadtgas (G130) mit 40-60% 
Biogasanteil. Die Gasverfahrenstechnik ist nicht ohne und die 
Trockenkolonne bereitet denen immer wieder Ärger. Zum Glück ist das Gas 
trocken wenn es meinen Druckminderer erreicht.

zur ein kleiner Tipp. Schau dir mal ein Sepuran(R) Anlage der Evonik an 
um einen Eindruck zu bekommen was es braucht um mit Biogas 
weiterzukommen.

Die Elektrikkergedanken an Laderegler, Batterie, Startstrom kannst du 
ganz ganz hinten anstellen.

: Bearbeitet durch User
von georg (Gast)


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Christoph W. schrieb:
> Wenn möglich sollte das System ohne Batterie auskommen und einfach
> komprimiert werden, wenn genug Leistung vom Panel kommt.

Und Sonnenenergie und Biogas stehen immer gerade zur gleichen Zeit zur 
Verfügung? Eins von beiden muss gespeichert werden, bis das andere zur 
Verfügung steht.

Georg

von Der Andere (Gast)


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Christoph W. schrieb:
> Wenn möglich sollte das System ohne Batterie auskommen und einfach
> komprimiert werden, wenn genug Leistung vom Panel kommt.

Schlechte Idee. Denn:

Christoph W. schrieb:
> Für ein Projekt soll Biogas, dass aus dem Bioreaktor kommt, mit
> Solarenergie für die Zwischenspeicherung komprimiert werden. 20m3/tag

Das Gas entsteht unabhängig von Tag und Nacht oder von schlechtem 
Wetter.
Es ist in meinen Augen ziemlich unsinnig die beste Lösung (nämlich ein 
ausreichend großes Panel mit Pufferbatterie) von vornherein 
auszuschliessen.

von Ryven (Gast)


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Das H2S bekommt man durch zusätzliche Luft im Reaktor in den Griff.
Den Wasserdampf bekommt man über Gefiertrocknung raus. Oder nach dem 
Vorkomprimieren auf der Druckseite.
CO2 kann man über Filter abtrennen, ist aber Energieintensiv.

Da ist es einfach über Synthese mit zusätzlichen Wasserstoff den CO2 in 
Methan umzusetzen.

Aber von wieviel Leistung PV sprechen wir überhaupt?
Und ohne Pufferakku wird es sehr schwer.

Wofür soll das Biogas nachher verwendet werden?

von Pandur S. (jetztnicht)


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Und von welchen Druecken reden wir ? Unter Umstaenden ist das Vorhaben 
eher sinnlos, denn wenn das Gas wieder ueber einen Druckminderer 
rausgenommen wird ist die Kompressionsenergie weg.

von Route_66 H. (route_66)


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Christoph W. schrieb:
> Welche Komponenten würdet ihr für ein solches System wählen?

Ich würde das Biogas abfackeln, wenn es nicht verbraucht wird.
Das ist die wirtschaftlichste Lösung!

von Walter K. (Gast)


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nimm nen grossen aufrechtstehenden Zylinder in dem deine 20cbm Gas 
reinpassen - einen Kolben drauf - dann beschwerst du nachts, wenn es 
dunkel ist den Kolben mit deinen PV Modulen und komprimierst somit das 
Gas.

von Fergus 2. (fergus21)


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Danke an die Personen, die mir ernsthaft geantwortet haben.


Es ist so, dass es sich um mehrere primitive Biogasreaktoren ohne 
Elektronik in Kolumbien handelt. Es sind Reaktoren, die auf Bauernhöfen 
installiert sind. Es soll eine einfache Lösung gefunden werden. Günstig, 
zuverlässig und mit möglichst wenig Komponenten.


Grundsätzlich geht es darum im Schlauch Platz zu schaffen, welcher 
direkt an den Reaktor angeschlossen ist, wo das produzierte Gas 
aufgefangen wird.
Das Gas soll auf ca 5,5 bar verdichtet werden und in einem Gasbehälter 
aufgefangen werden. Es wird zuvor von CO2 und H2S gereinigt. Damit wird 
im Schlauch wieder Platz geschaffen. Danach wird das Gas wohl in der 
Nacht verbrannt, kann ich euch momentan auch nicht genau sagen.


Mit diesem Eintrag geht mir eigentlich darum, von der elektrotechnischen 
Seite von euch zu erfahren wie ihr so ein Problem lösen würdet, 
abgesehen davon ob es energetisch Sinn macht oder nicht.


Das System soll ohne Batterie auskommen und einfach arbeiten wenn 
genügend Saft von der PV-Seite kommt, falls dies möglich ist.


Vielen Dank


Beste Grüsse
Fergus

von Schreiber (Gast)


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Fergus 2. schrieb:
> Welche Komponenten würdet ihr für ein solches System wählen?

Korrosionsbeständige Kolben-, Roots- oder Membranverdichter in 
ATEX-Ausführung sind handelsüblich und geeignet. Kondensierende 
Flüssigkeit ist bei sachgerechter Auslegung auch kein Problem.

Sebastian L. schrieb:
> Am Druckminderer kondensiert der Dampf dann wieder zu Wasser und mit
> wasserlöslichem H2S und NH3 macht das RICHTIG Ärger.

ist kein Problem, es gibt schlimmeres.

Fergus 2. schrieb:
> Es ist so, dass es sich um mehrere primitive Biogasreaktoren ohne
> Elektronik in Kolumbien handelt. Es sind Reaktoren, die auf Bauernhöfen
> installiert sind. Es soll eine einfache Lösung gefunden werden. Günstig,
> zuverlässig und mit möglichst wenig Komponenten.

Passt nicht zum Vorhaben. Vermutlich passt das Budget auch nicht zum 
Vorhaben.
Bauerntauglich ist maximal ein einfacher Gasometer.

von Lurchi (Gast)


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Auch gut Kompressoren sind nicht besonders effektive. Nur für die 
Speicherung für eine relative kurze Zeit lohnt sich das Komprimieren 
also eher nicht. Da ist die Drucklose Speicherung viel einfacher. Ein 
Großteil (wahrscheinlich alles) die Energie für das Komprimieren geht 
verloren. Durch den Zusätzlichen Anteil an Wasser, N2, CO2 kann dass 
schon ein merklicher Anteil der Energie sein.

von Sebastian L. (sebastian_l72)


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Schreiber schrieb:
> Fergus 2. schrieb:
>> Welche Komponenten würdet ihr für ein solches System wählen?
>
> Korrosionsbeständige Kolben-, Roots- oder Membranverdichter in
> ATEX-Ausführung sind handelsüblich und geeignet. Kondensierende
> Flüssigkeit ist bei sachgerechter Auslegung auch kein Problem.

klar ist das handelsüblich, nur nicht in den Läden wo es nach China und 
Epoxyfussboden riecht. Einen DC motor muss man dann selber ankoppeln.

> Sebastian L. schrieb:
>> Am Druckminderer kondensiert der Dampf dann wieder zu Wasser und mit
>> wasserlöslichem H2S und NH3 macht das RICHTIG Ärger.
> ist kein Problem, es gibt schlimmeres.
Full ACK. Wasser reicht mir aber schon. Ich habe gerade ein zerfressenes 
Duschbad zu begutachten. Der Spa-Guru hat den Ionentauscher voll 
aufgedreht und den LSI ins negative gezogen. Tja jetzt fallen die 
Fliesen von der Wand und die dollen Dornbracht Armaturen sehen aus wie 
ein indonesischer Fischkutter. Was H2S da noch gemacht hätte will ich 
gar nicht wissen.

> Bauerntauglich ist maximal ein einfacher Gasometer.
War ja auch mein Vorschlag. Folie dicht zu verschweissen sollte man 
üben. Auf einem Bauernhof hat man wohl 20 m3 Raum - das ist ein Würfel 
mit Kantelänge <3m.

In pm wurde gefragt was ein Schichtladespeicher und ein 
Phasenwechselspeicher sei:
Da die Suchmaschinen mal wieder nicht funktionieren:
https://heizung.de/heizung/wissen/schichtladespeicher-kernstueck-effizienter-heizungen/
und
https://de.wikipedia.org/wiki/Latentwärmespeicher
Paraffine sind eine Superbrandlast. 1-2 m3 Paraffin brennen lange und 
gut.
Eher nicht geeignet für Kolumbianische Bauern.

von Sebastian L. (sebastian_l72)


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Fergus 2. schrieb:
>  in Kolumbien handelt.
> ca 5,5 bar verdichtet werden

Das Ding hat ein Druckinhaltsprodukt von wieviel bar*liter. Wieviel WUMM 
macht das. Ist der Bauernhof dann auch gleich mit weg?

In der EU wäre das Ding dann jenseits des "einfachen Druckbehälters" 
gemäss der alten 2009/105/EG. Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU gilt hier 
sowieso. Du hasst es mit brennbaren Gasen zu tun, also Gruppe 1.
Dafür ein CE Kennzeichen zu bekommen wäre nicht ohne. Nun braucht man in 
Kolumbien kein CE Kennzeichen, man darf aber ruhig mal darauf schielen 
wie die technischen Regeln bei uns sind und sich dann selbstkritisch 
fragen, ob man die so umschiffen sollte.

von Schreiber (Gast)


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Sebastian L. schrieb:
> Was H2S da noch gemacht hätte will ich
> gar nicht wissen.

H2S ist unproblematisch, wenn man die richtigen Werkstoffe verwendet.
NH3 auch.
Gibt etliche Kunststoffe die beständig sind, Metall ist auch kein 
Problem, gibt ja Nickel- oder Titanlegierungen.

Sebastian L. schrieb:
> klar ist das handelsüblich, nur nicht in den Läden wo es nach China und
> Epoxyfussboden riecht. Einen DC motor muss man dann selber ankoppeln.

Ist wirklich handelsüblich, wird in der Erdöl- und Chemieindustrie in 
rauen Mengen verbaut. Motor (für Gleichstrom mit Frequenzumrichter) ist 
auf Wunsch schon angebaut und ATEX-Prüfbescheinigung gibt es natürlich 
auch.

Aber wegen des Preises würde ich einen einfachen Gasometer vorschlagen.

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