DE202008014199U1 - Device for the photosynthesis-assisted production of strong / fast-growing biomass - Google Patents

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Abstract

Einrichtung zur photosynthesegestützten Erzeugung stark-/schnellwüchsiger Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Gewächshaus (4) mit Pflanzwannen oder Pflanzgefäßen (5) umfasst, welche mit Wasser- oder Sumpfpflanzen als Biomasse bepflanzt sind, und dass zur Wasserversorgung eine Einspeisung von Thermalquellenwasser (9) und/oder Industrieabwasser (2) und/oder Klärwasser (2) und/oder Bergwerksgrubenwasser (9) vorgesehen ist.Facility for the production of photosynthesis strong- / fast-growing Biomass, characterized in that the establishment of a greenhouse (4) comprising plant pots or planters (5), which are planted with water or swamp plants as biomass, and that to the water supply an injection of thermal spring water (9) and / or industrial waste water (2) and / or sewage water (2) and / or mine mine water (9).

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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur photosynthesegestützten Erzeugung stark-/schnellwüchsiger Biomasse gemäß Oberbegriff der Schutzanspruches 1.The The invention relates to a device for photosynthesis-based Production of strong / fast-growing biomass according to the generic term the protection claim 1.

Unter dem Gesichtspunkt der Klimarichtlinie bedarf es neuer Wege in der Erzeugung von Biomasse als Energie- und Rohstoffquelle. Vielfach werden Nahrungsmittelpflanzen wie Getriede und Mais zur Erzeugung von Bioethanol eingesetzt. Neben dem berechtigten Zweifel an der tatsächlichen ausgeglichenen CO2-Bilanz führt dies zur Verknappung von Nahrungsmittelanbauflächen einerseits, und zum Anstieg der Kosten für Nahrungsmittel andererseits, weil die Nahrungsmittelkosten stärker als zuvor an die Energiekosten gekoppelt werden.From the point of view of the Climate Directive, new ways are required in the production of biomass as a source of energy and raw materials. Food plants such as grain and corn are often used to produce bioethanol. In addition to the legitimate doubt about the actual balanced CO 2 balance, this leads to a shortage of food crops on the one hand, and to increased food costs on the other, because food costs are more strongly linked to energy costs than before.

Zur optimalen Ausnutzung von Anbauflächen ist es außerdem bekannt, Gewächshäuser in Etagen zu bepflanzen, so dass ein Vielfaches der Grundfläche des Gewächshauses zum Anbau zur Verfügung steht.to It is also optimal utilization of acreage known to plant greenhouses in floors, allowing a multiple of the footprint of the greenhouse is available for cultivation.

Ein solches Gewächshaus ist aus der WO/2007/012313 bekannt, in welchem mehrere Etagen vorgesehen sind. Dabei ist dort vorgeschlagen, dass in unteren Etagen sogenannte Anzuchtflächen vorgesehen sind, auf welchen Jungpflanzen angesetzt werden. Später erfolgt dann eine Umschichtung der angewachsenen Jungpflanzen auf höheren Etagen. In Bezug auf die Anzucht neuer Pflanzen mag dies vorteilhaft sein, aber für andere Anwendung ist dies ungeeignet, weil die Umbettung oder Umsetzung der Etagen einen hohen funktionellen aber auch energetischen Aufwand erfordert.Such a greenhouse is from the WO / 2007/012313 known, in which several floors are provided. It is proposed there that in lower floors so-called cultivation areas are provided on which young plants are recognized. Later, there will be a redeployment of the grown young plants on higher floors. With regard to the cultivation of new plants, this may be advantageous, but for other applications, this is unsuitable because the reburial or implementation of the floors requires a high functional but also energy expenditure.

Solche ans sich vorteilhaften bekannten Konzepte sind auf optimierte Wachstumsbedingungen in einem Gewächshaus appliziert.Such Advantageous known concepts are based on optimized growth conditions applied in a greenhouse.

Ein weiteres Problem stellt in solchen Anlagen aber auch die Versorgung mit Wasser und Düngemitteln dar.One Another problem is in such systems but also the supply with water and fertilizers.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung dahingehend weiter zu entwickeln, dass bei einer erleichterten Wasserzuführung und Düngemittelgabe hohe Biomasseerträge von vorzugsweise Nichtnahrungmittelpflanzen erzielt wird, aus denen Energie und Rohstoffe gewonnen werden können.Of the Invention is therefore the object of a device to the effect continue to develop that with a facilitated water supply and fertilizer delivery high biomass yields of preferably Non-food crops is obtained, from which energy and raw materials can be won.

Die gestellte Aufgabe ist bei einer Einrichtung der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruches 1 gelöst.The Asked task is in a device of the generic type Art solved by the characterizing features of the protection claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments are in the dependent claims specified.

Kern der Erfindung ist, dass die Einrichtung ein Gewächshaus mit Pflanzwannen oder Pflanzgefäßen umfasst, welche mit Wasser- oder Sumpfpflanzen als Biomasse bepflanzt sind, und dass zur Wasserversorgung eine Einspeisung von Thermalquellenwasser und/oder Industrieabwasser und/oder Klärwasser und/oder Bergwerksgrubenwasser vorgesehen ist.core The invention is that the facility is a greenhouse comprising plant pots or planters, which are planted with water or swamp plants as biomass, and that for water supply a feed of thermal spring water and / or industrial wastewater and / or sewage water and / or Mine mine water is provided.

Durch die Zuleitung solcher Wässer wird zum einen thermische Energie und zum anderen werden auch verwertbare chemische Inhaltsstoffe zugeführt. Beim Einsatz von Wasserpflanzen und der Zugabe der genannten „Abfallwässer" ist automatisch eine Düngemittelgabe bewirkt. Außerdem bewirken die Wässer, die auch thermische Energie mit sich führen, dass ein ganzjähriger Wachstumszyklus erreicht wird und damit hohe ganzjährige Biomasseerträge aus den Wasserpflanzen anfallen.By the supply of such water is a thermal Energy and on the other hand also usable chemical ingredients are supplied. When using aquatic plants and adding the said "waste water" is automatically causes a fertilizer. Furthermore cause the waters that also carry thermal energy with them lead to a year-round growth cycle and thus high year-round biomass yields arising from the aquatic plants.

Insgesamt wird so aus Abwässern energetisch und chemisch wertvolle Biomasse gewonnen.All in all This way, wastewater becomes energetically and chemically valuable Gained biomass.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Pflanzwannen oder Pflanzgefäße in einer Vielzahl von Etagen in einem Regal- oder Stellagen-System angeordnet sind. Dies führt dazu dass die effektive Anbaufläche ein Vielfaches der Grundfläche des Gewächshauses ist.In Another advantageous embodiment is specified that the plant tubs or planters in a variety of floors are arranged in a rack or rack system. this leads to to that the effective acreage a multiple of the base area of the greenhouse.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass das Gewächshaus aus einem entkernten Fabrikhallengebäude, oder aus einem entkernten Hochhaus, oder aus einem entkernten Kühlturm eines Kraftwerkes, oder aus einem entkernten Wasserturm besteht, welcher bzw welches mit Glas oder lichtdurchlässiger Folie versehen ist. So können bestehende Industrieruinen entkernt und so einer wertvollen neuen Nutzung zugeführt werden.In further advantageous embodiment is specified that the greenhouse from a gutted factory building, or from one gutted skyscraper, or from a gutted cooling tower a power plant, or consists of a pitted water tower, which or which with glass or translucent film is provided. Thus, existing industrial ruins can be gutted and thus be brought to a valuable new use.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass das Gewächshaus aus einem zylindrischen Gebäude, oder im Querschnitt polygonalen Gebäude besteht, welches mit lichtdurchlässiger Folie oder Glas versehen ist, und den Standturm eines Windkraftwerkes umgibt. Bei diesem Beispiel werden die hoch aufragenden Türme von Windkraftanlagen hocheffizient genutzt, indem sich die erfindungsgemäßen Gewächshäuser quasi daran hoch aufstellen.In further advantageous embodiment is specified that the greenhouse from a cylindrical building, or in cross-section polygonal building which is made with translucent foil or glass is provided, and surrounds the tower of a wind power station. at In this example, the towering towers of wind turbines become highly efficient used by the greenhouses according to the invention build it up, so to speak.

Dabei wird nur eine kleine Grundfläche benötigt. Das Volumen durch die erzielbare Höhe ist dabei maßgebend. So werden umliegende Ackerfläche erst gar nicht beaufschlagt. Die durch die Windkraftwerke verfügbare erneuerbare Energie kann dabei zum Teil zum automatischen Erntebetrieb und Aufbereitungsbetrieb der Biomasse in diesen Turm-Gewächshäusern genutzt werden.there Only a small footprint is needed. The Volume by the achievable height is decisive. So surrounding arable land are not even applied. The renewable energy available through the wind power plants can partly for automatic harvesting and treatment operation the biomass used in these tower greenhouses become.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Einrichtung in direkter Nähe zu einer Thermalquelle, oder einem Industriebetrieb, oder einem Klärwerk oder einer Bergwerksgrube platziert ist. Dort fällt das besagte Wasser in kurzer Entfernung an.In a further advantageous embodiment is on Given that the device is placed in close proximity to a thermal source, or an industrial plant, or a sewage treatment plant or mine pit. There, the said water falls in a short distance.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass das Gewächshaus als Pyramide, oder als pyramidaler Körper oder als Quader gestaltet ist.In further advantageous embodiment is specified that the greenhouse as a pyramid, or as a pyramidal body or as a cuboid is designed.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass zur automatischen Beerntung der Biomasse Schieberelemente, oder eine als Luftbesen bezeichnete Luftdüsenanordnung vorgesehen ist, welche die Biomasse aus den Wannen oder Pflanzgefäßen abstreifen oder durch gezielte Druckluftbeaufschlagung herausschleudert, um die Biomasse einer Fördereinrichtung zuführen.In Another advantageous embodiment is specified that for automatic Harvesting the biomass slider elements, or one called air brush Air nozzle assembly is provided which the biomass strip off from the tubs or planters or ejected by targeted compressed air to the Feed biomass to a conveyor.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Einrichtung eine Biogas-, oder Bioethanolerzeugungseinrichtung, oder eine Wasserstoffherstellungseinrichtung umfasst, in welcher aus der geernteten Biomasse Energieträger erzeugbar sind, und die Abgase und/oder die Abwässer und/oder die Abwärme wieder ins Gewächshaus rückführbar ist.In further advantageous embodiment is specified that the device a biogas or bioethanol production facility, or a hydrogen production facility includes, in which from the harvested biomass energy sources are producible, and the exhaust gases and / or effluents and / or the waste heat can be traced back to the greenhouse is.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Biogas- und/oder Bioethanolerzeugungseinrichtung direkt in der Einrichtung zur Erzeugung der Biomasse integriert oder implementiert ist.In further advantageous embodiment is indicated that the biogas and / or bioethanol production facility directly in the facility integrated or implemented to produce the biomass.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Abgase der Biogas- und/oder Bioethanolerzeugungseinrichtung zusätzlich zur CO2-reichen Luftdüngung der Biomasse über eine Abgasrückführung in das Gewächshaus leitbar sind.In a further advantageous embodiment, it is indicated that the exhaust gases of the biogas and / or bioethanol generating device in addition to the CO 2 -rich air fertilization of the biomass via an exhaust gas recirculation in the greenhouse can be conducted.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass innerhalb des Gewächshauses ein oder mehrere Fischzuchtbecken angeordnet sind, in welches das zunächst durch die Pflanzwannen oder Pflanzgefäße geleitete Wasser/Abwasser et vice versa zuführbar ist.In further advantageous embodiment is specified that within of the greenhouse one or more fish farms arranged are, in which the first through the plant pots or planters Guided water / wastewater and vice versa can be fed.

1: Darstellung eines freistehenden Gewächshauses mit Anbindung an Abfallwasser aus der Industrie 1 : Illustration of a freestanding greenhouse with connection to waste water from industry

2: Darstellung eines Gewächshausturmes um den Turm einer Windkraftanlage 2 : Presentation of a greenhouse tower around the tower of a wind turbine

1 zeigt ein erstes prinzipielles Ausgestaltungsbeispiel. Die Abwässer einer Industrieanlage 1 werden ggfs, in einem Filter 2 vorgefiltert, und ggfs aber nicht zwingend frisches Wasser 3 zugemischt und den Pflanzwannen 5 im Gewächshaus zugeführt. Dies geschieht über ein Rohrleitungssystem 6 1 shows a first basic embodiment example. The waste water of an industrial plant 1 if necessary, in a filter 2 prefiltered, and if necessary not necessarily fresh water 3 mixed and the plant tubs 5 fed in the greenhouse. This is done via a piping system 6

Ebenso kann Thermalwasser oder Grubenwasser aus Bergwerken zugeführt werden. Neben dem Eintrag dieser Wässer erfolgt dabei natürlich auch die Zuführung von Wärme, weil diese Wässer natürlich temperiert sein können.As well can be used to supply thermal water or mine water from mines become. In addition to the entry of these waters is done, of course, too the supply of heat, because these waters are natural can be tempered.

Die nach einer bestimmten Wachstumszeit von mehreren Tagen anfallende Biomasse kann dabei über Abstreifer oder über Luftbesen geerntet werden, und die Biomasse fällt dabei in Förderbänder 7.The biomass produced after a certain growth time of several days can be harvested via scrapers or air brushes, and the biomass falls into conveyor belts 7 ,

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das erfindungsgemäße Gewächshaus um den Turm 11 eines Windkraftwerkes 10 gebaut ist. Dabei ist das Gewächshaus 4 hoch aufgerichtet und darin sind die etagenweise gestapelten Pflanzgefäße oder Pflanzwannen angeordnet. Hierbei wird nur eine vergleichsweise geringe Grundfläche benötigt und dennoch ein großes nutzbares Volumen geschaffen. Auch der Lichteinfall ist bei dieser hoch aufstrebenden Bauform optimal. Durch optimale Lichtnutzung wird ein optimales Wachstum erzielt. 2 shows an embodiment in which the greenhouse according to the invention around the tower 11 a wind power plant 10 is built. This is the greenhouse 4 set up high and in the tiered planter planters or planters are arranged. In this case, only a comparatively small footprint is needed and yet created a large usable volume. The incidence of light is optimal in this highly aspirational design. Optimal use of light results in optimal growth.

11
Industrieanlageindustrial plant
22
Industrieabwasserindustrial wastewater
33
FrischwasserzuleitungFresh water supply
44
Licht-/UV-licht-durchlässige Wandung/GewächshausLight / UV light-permeable Wall / greenhouse
55
Pflanzenwannenplant tubs
66
Rohrleitungpipeline
77
Förderbänderconveyor belts
88th
Gasauslass von hohem Anteil Sauerstoffgas outlet of high percentage of oxygen
99
Zuleitung von Gruben- oder Geothermalwassersupply of mine or geothermal water
1010
WindkraftanlageWind turbine
1111
Turm der Windkraftanlagetower the wind turbine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 2007/012313 [0004] - WO 2007/012313 [0004]

Claims (11)

Einrichtung zur photosynthesegestützten Erzeugung stark-/schnellwüchsiger Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Gewächshaus (4) mit Pflanzwannen oder Pflanzgefäßen (5) umfasst, welche mit Wasser- oder Sumpfpflanzen als Biomasse bepflanzt sind, und dass zur Wasserversorgung eine Einspeisung von Thermalquellenwasser (9) und/oder Industrieabwasser (2) und/oder Klärwasser (2) und/oder Bergwerksgrubenwasser (9) vorgesehen ist.Device for the production of photosynthesis-strong / fast-growing biomass, characterized in that the device is a greenhouse ( 4 ) with plant pots or planters ( 5 ), which are planted with water or sump plants as biomass, and that for supplying water, a feed of thermal spring water ( 9 ) and / or industrial wastewater ( 2 ) and / or sewage water ( 2 ) and / or mine mine water ( 9 ) is provided. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzwannen oder Pflanzgefäße (5) in einer Vielzahl von Etagen in einem Regal- oder Stellagen-System angeordnet sind.Device according to claim 1, characterized in that the plant pots or planters ( 5 ) are arranged in a plurality of floors in a rack or rack system. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewächshaus (4) aus einem entkernten Fabrikhallengebäude, oder aus einem entkernten Hochhaus, oder aus einem entkernten Kühlturm eines Kraftwerkes, oder aus einem entkernten Wasserturm besteht, welcheer bzw welches mit Glas oder lichtdurchlässiger Folie versehen ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the greenhouse ( 4 ) from a gutted factory building, or from a gutted skyscraper, or from a gutted cooling tower of a power plant, or consists of a gutted water tower, which or which is provided with glass or translucent film. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewächshaus (4) aus einem zylindrischen Gebäude, oder im Querschnitt polygonalen Gebäude besteht, welches mit lichtdurchlässiger Folie oder Glas versehen ist, und den Standturm (11) einer Windkraftanlage (10) umgibt.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the greenhouse ( 4 ) consists of a cylindrical building, or polygonal building in cross-section, which is provided with translucent foil or glass, and the tower ( 11 ) of a wind turbine ( 10 ) surrounds. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung in direkter Nähe zu einer Thermalquelle, oder einem Industriebetrieb, oder einem Klärwerk oder einer Bergwerksgrube platziert ist.Device according to claim 1, characterized that the facility is in close proximity to a thermal spring, or an industrial plant, or a sewage treatment plant or a Mine pit is placed. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewächshaus (4) als Pyramide, oder als pyramidaler Körper oder als Quader gestaltet ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the greenhouse ( 4 ) is designed as a pyramid, or as a pyramidal body or as a cuboid. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur automatischen Beerntung der Biomasse Schieberelemente, oder eine als Luftbesen bezeichnete Luftdüsenanordnung vorgesehen sind, welche die Biomasse aus den Wannen oder Pflanzgefäßen abstreifen oder durch gezielte Druckluftbeaufschlagung herausschleudert um die Biomasse einer Fördereinrichtung (7) zuführen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that for automatic harvesting of the biomass slider elements, or designated as air brush air nozzle assembly are provided which strip the biomass from the trays or planters or ejected by targeted Druckluftbeaufschlagung to the biomass of a conveyor ( 7 ) respectively. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine Biogas-, oder Bioethanolerzeugungseinrichtung, oder eine Wasserstoffherstellungseinrichtung umfasst, in welcher aus der geernteten Biomasse Energieträger erzeugbar sind, und die Abgase und/oder die Abwässer und/oder die Abwärme wieder ins Gewächshaus (4) rückführbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a biogas, or bioethanol production device, or a hydrogen production device in which from the harvested biomass energy sources are generated, and the exhaust gases and / or wastewater and / or the waste heat back into Glasshouse ( 4 ) is traceable. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biogas- und/oder Bioethanolerzeugungseinrichtung direkt in der Einrichtung zur Erzeugung der Biomasse integriert oder implementiert ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the biogas and / or bioethanol production facility integrated directly into the biomass production facility or implemented. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase der Biogas- und/oder Bioethanolerzeugungseinrichtung zusätzlich zur CO2-reichen Luftdüngung der Biomasse über eine Abgasrückführung in das Gewächshaus leitbar sind.Device according to claim 8 or 9, characterized in that the exhaust gases of the biogas and / or bioethanol generating device in addition to the CO 2 -rich air fertilization of the biomass via an exhaust gas recirculation into the greenhouse can be conducted. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gewächshauses (4) ein oder mehrere Fischzuchtbecken angeordnet sind, in welches das zunächst durch die Pflanzwannen oder Pflanzgefäße (5) geleitete Wasser/Abwasser et vice versa zuführbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that inside the greenhouse ( 4 ) one or more fish tanks are arranged, in which the first by the plant pots or planters ( 5 ) water / waste water and vice versa is supplied.
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