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Datenuntersuchung und -aufbereitung für die Modellierung mit dem ADM1

 
: Nelke, Sebastian
: Martens, Thilo

München, 2015, 78 S.
München, TU, Bachelor Thesis, 2015
Deutsch
Bachelor Thesis
Fraunhofer IWU ()
Biogas; ADM1; Messdaten

Abstract
Mit dem steigenden Stellenwert der erneuerbaren Energien hat sich Biogas zu einem vielversprechenden Ersatz der fossilen Energieträger entwickelt. Aus diesem Grund wird im Rahmen dieser Bachelorarbeit versucht ein besseres Verständnis für die aufgezeichneten Daten einer Biogasanlage zu erreichen. Die gewonnenen Erkenntnisse können bei der effizienteren Substratausbeute und eine Steigerung der Flexibilität beim Betreiben einer Biogasanlage helfen. Folglich wird eine Datenanalyse der erzeugten Daten durchgeführt.
Zur Analyse der Daten werden die vier Methoden Autokorrelation, Kreuzkorrelation, Fourier Analyse und Fehleranalyse angewandt. Die Auswertung der vorhandenen Daten zeigt, dass vor allem Jahres-, Monats- und Tagesrhythmen dominieren. In der Autokorrelation und der Fourier Analyse konnten weitere Rhythmen mit geringeren Ausprägungen festgestellt werden. Die meisten der in den Daten ersichtlichen Muster lassen sich durch die jährlichen Schwankungen der Außentemperatur und die Jahreszeit bedingte unterschiedliche Verfügbarkeit bestimmter Substrate erklären (einige Substrate werden ausschließlich zu bestimmten Jahreszeiten eingesetzt).
Mit Hilfe der Kreuzkorrelation werden spezifische Beziehungen zwischen den einzelnen Datenreihen erwiesen. Die Fehleranalyse, welche zur Bestätigung der Ergebnisse der Kreuzkorrelation programmiert wurde, konnte aufgrund von limitierten Computerkapazitäten nicht ausgeführt werden. Die grundsätzliche Funktionsfähigkeit des Programmes konnte allerdings nachgewiesen werden.
Zuletzt wurde ein Interface in MATLAB entwickelt, um ein einfacheres Bearbeiten der Daten zu ermöglichen. Die durch das Interface abrufbaren Daten werden beim Ausführen des Programmes an die Anforderungen des Anaerobic Digestion Model No. 1 (ADM1) angepasst. Ausnahme sind die Datenreihen, welche die Substrat- und Gasströme beschreiben. Diese werden in einer neuen Datenbank gespeichert, die vom Interface aufgerufen wird. Bei den weiteren Analysen der Daten wird das Interface die Arbeit erleichtern und so den Erkenntnisgewinn sowie die Optimierung der Biogasanlagen beschleunigen.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-360394.html