Regelungsentwurf für eine Biogasanlage auf Basis des ADM 1

Erneuerbare Energien sind ein immer wichtiger werdender Bestandteil unserer Energieversorgung. Dies liegt zum einen daran, dass auf diese Weise fossile Rohstoffe geschont werden können und zum anderen an der Einführung eines Bonus für nachwachsende Rohstoffe. Klassische Methoden der erneuerbaren Energien stoßen aufgrund von Umwelteinflüssen wie Windflauten oder Wolkenbildung an ihre Grenzen, da zu diesen Zeiten kein Strom produziert werden kann. Diese sich ergebenden Volatilitäten können mit Hilfe von Biogasanlagen, welche von meteorologischen Begebenheiten unabhängig sind, ausgeglichen werden. Hierfür gilt es ein Regelungskonzept vorzustellen, welches durch eine flexible Produktion nur dann Rohbiogas bereitstellt, wenn es für die Produktion von Strom benötigt wird. Um ein geeignetes Konzept zur Regelung vorstellen zu können, wurden in dieser Arbeit verschiedene Methoden zur Regelung von Biogasanlagen näher betrachtet und analysiert sowie deren Vor- und Nachteile beleuchtet. Um diese Konzepte aufzeigen zu können, wurden im Vorfeld die biologischen und regelungstechnischen Grundlagen erklärt. Mit Hilfe dieser Grundlagen konnten die durch eine Literaturrecherche ausgewählten Konzepte näher betrachtet werden. Im Anschluss wurden, um einen Praxisbezug herzustellen, auf Basis von vorliegenden Messdaten einer Beispiel-Biogasanlage, die Vorgänge von Rohbiogas sowie Substrat innerhalb der Anlage untersucht. Hierbei ergaben sich Schwierigkeiten in der Interpretation der Daten, was sich besonders in einem nicht stark ausgeprägten Zusammenhang zwischen Substratfütterung und Rohbiogasertrag zeigte. Darauffolgend, wurde ein Regelungskonzept geschlussfolgert, für das sich der Ansatz einer modellprädiktiven Regelung als geeignetster herauskristallisierte. So wurde ein Konzept dargestellt, welches das ADM 1 nutzen soll, um eine geeignete Fütterungsstrategie mit Hilfe der Prädiktion des Gasertrags auswählen zu können.