Gasspeicher
In der laufenden Produktion einer Biogasanlage treten nicht nur in der Erzeugung von Biogas, sondern auch beim Verbrauch des produzierten Gases im Block-Heiz-Kraftwerk nicht zwangsläufig lineare Nutzungengrade auf, sondern die Verwertung und Erzeugung des Gases ist einer permanenten Schwankung unterworfen. Grob betrachtet gibt es schon im Verbrauch während der Tages- und Nachtzeiten erhebliche Differenzen, weil gerade der Bedarf am Tag an Energie nicht unerheblich höher ist, als in der Nacht, in der die meisten Verbraucher ausgeschaltet sind. Trotzdem produzieren die Mikroorganismen in der Nacht weiterhin Biogas, welches für die Lastspitzen am Tag im Gasspeicher zwischengelagert werden muss. Der Gasspeicher hat in den meisten Fällen etwa eine Kapazität von wenigen Stunden, die für den Betrieb des BHKW vorgehalten werden können. Hintergrund ist der geringe energetische Heizwert je Volumeneinheit, nimmt man dies im Vergleich zu fossilen Brennstoffen, entspricht ein Qubikmeter Biogas etwa einem halben Liter Heizöl. Durch das hohe Volumen ist auch erklärbar, dass Biogas nicht unendlich gelagert werden kann und somit Bedarfsschwankungen zwischen Sommer und Winter nur schwierig bis gar nicht ausgeglichen werden können.
Gasspeicher werden in Kugel, wie aber auch in zylindrischer Form gebaut, der Vorteil von Kugelspeichern ist der geringer Materialaufwand zum erzeugten Volumen. Trotzdem sind zylindrische Speicher kostengünstiger, da die Konstrukion weniger aufwendig in der Umsetzung ist.
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Neben den Verbrauchsfaktoren kommen aber auch Wartungsarbeiten und Schwankungen in der Fermentation hinzu, die eine Anschaffung eines Gasspeichers rechtfertigen. Bezieht man die mittlere Betriebszeit eines BHKW in die Betrachtung mit ein, läuft dieses im Mittel etwa 8000 Stunden pro Jahr, d.h. circa 800 Stunden im Jahr befindet es sich Wartung oder wird aus anderen Gründen abgeschaltet. In dieser Zeit wird aber weiterhin Biogas durch die Mikroorganismen produziert und muss zwischengelagert werden um es nicht über die Gasfackel in Form von ungenutzter Wärme an die Umwelt abzugeben. Ebenfalls dienlich ist ein Gasspeicher zur Unterdruckverhinderung bei einer Reinigung des Fermenters, da dieser von der Umgebungsluft abgeschnitten ist, würde sich beim entfernen des Substrates ein Unterdruck bilden. Diesem wird durch die Rückführung von Biogas aus dem Gasspeicher in den Fermenter entgegen gewirkt. Zusätzlich kann die ungewollte Einbringung von minderwertigen Substraten oder die kurzfristige Stilllegung des Fermenters zu einer geringeren bis ausbleibenden Biogasproduktion führen, in denen das BHKW weiter betrieben werden muss. In diesen Überbrückungszeiträumen zerrt der Verbrennungsmotor dann über die Pufferwirkung aus dem Gasspeicher.
Ein weiter Vorteil von Gasspeichern ist die Homogenisierung des produzierten Methangases, den nicht jedes Substrat erzeugt den gleichen Methangehalt je Qubikmeter Biogas, so relativiert sich der Methangehalt bei der Vermengung von Biogas mit einem sehr hohem und eher niedrigem Methangehalt.
Die optimale Verbindung von Biogasanlage und Gasspeicher ist der Rührkesselfermenter mit seinem kegelförmigen Tragluftdach, welches ebenfalls einen Großteil des Biogases zwischenlagern kann. Das Tragluftdach besteht aus einer inneren und einer äußeren Folie, welche nur wenige Zentimeter voneinander entfernt sind und zwischen denen ein leichter Überdruck von etwa 1,5mbar besteht. Dieser reicht aus, um das Dach stabil nach oben zu drücken und ein großes Volumen mit hoher Gasspeicherkapazität über dem Fermenter zu erzeugen. Neben der direkten technischen Umsetzung im Fermenter sind auch Lösungen mit externem aber stationären Gasspeichern möglich, welche das Gas in einem riesigen zylinderförmigen Korpus unter Druck speichern. Eine Lösung für die kurzfristige Speicherung großer Biogasvolumen sind Gasspeicherbehälter aus PVC Folien, die wie eine Luftmatratze mit Biogas gefüllt werden können. Diese externen Gasspeicher oder auch Kissenspeicher sind flexibel einsetzbar und können im Bedarfsfall mit Biogas aufgeblasen werden. Bislang sind Größen von 80m³ – 2000m³ je Kissenspeicher möglich, welche teils mehrere Stockwerke hoch sein können.
