WO2021170162A1

WO2021170162A1 - Vorrichtung zur herstellung und zwischenspeicherung von biogas

Info

Publication number: WO2021170162A1
Application number: PCT/DE2020/100130
Authority: WO
Inventors: Francois De Wet; Kenny STORBECK
Original assignee: Noa Climate Ug (Haftungsbeschränkt)
Priority date: 2020-02-24
Filing date: 2020-02-24
Publication date: 2021-09-02
Also published as: EP4110896A1; DE112020006802A5

Abstract

Vorrichtung (10) zur Erzeugung und Zwischenspeicherung von Biogas, insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Klein- bzw. eine Kleinstbiogasanläge, umfassend Fermenter (11), Biogassammelkammer (12), sowie Zugänge (13) für das zu vergärende Biogassubstrat und Abgänge (14, 38) für den vergorenen Biogasreststoff, Entnahmemittel (46, 47) für das Biogas, sowie Applikationen zur Steuer- und Regelung (48) des Gärprozess im Fermenter (11). Der Fermenter (11) der Vorrichtung (10) geht in Einbaulage nach oben hin unmittelbar in die Biogassammelkämmer (12) über, wobei der Übergang zwischen Fermenter (11) und Biogassammelkammer (12) durch den Füllstand des zu vergärenden Biogassubstrates bestimmt ist und der Fermenter (11) und die Biogassammelkammer (12) im Wesentlichen einstückig miteinander verbunden sind und aus einem faltbaren, reißfesten, flexiblen, gas- und flüssigkeitsdicht beschichteten Textilgewebe bestehen.

Description

Vorrichtung zur

Herstellung und Zwischenspeicherung von Biogas

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vor richtung zur Erzeugung und Zwischenspeicherung von Bio gas, insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Klein- bzw. eine Kleinstbiogasanlage, umfassend Fermenter, Biogassammelkammer, sowie Zugänge für das zu vergärende Biogassubstrat und Abgänge für den vergore nen Biogasreststoff, Entnahmemittel für das Biogas, so wie Applikationen zur Steuer- und Regelung des Gärpro zess im Fermenter. Unter klein- bzw. Kleinstbiogasanlage wird im

Folgenden eine Vorrichtung verstanden, mit der pro Tag (24 Stunden) ca. kleiner 1500 bis 3000 Liter Biogas er zeugt werden können. Unter Biogas wird nachfolgend ein brennbares Gemisch aus Methan, Aerosolen, Wasserdampf und/oder geringen Luftbeimengungen verstanden.

Des Weiteren wird unter einer Biogasanlage eine Vorrichtung verstanden, in der pflanzliches oder tierisches Material mit Hilfe von Bakterien unter Aus schluss von Sauerstoff (anaerob) abgebaut wird, wobei Biogas entsteht. Je nach eingesetzten Material produ zieren die Bakterien Biogas mit einem Methangehalt von 50 bis 75 Vol.-%. Aus diesem kann direkt vor Ort bei spielsweise in einem Blockheizkraftwerk Strom und Wärme gewonnen werden oder es kann auf Erdgasqualität aufbe reitet und in ein Biogas- oder Erdgasnetz eingespeist werden. Ferner kann es direkt aus der Vorrichtung für einen Eigenbedarf als Brennmittel in situ umgesetzt werden, ohne das hierfür eine besondere Aufbereitung erforderlich wäre. Dies setzt voraus, dass die Arbeits maschinen, die mit dem aus der erfindungsgemäßen Vor richtung erzeugten Biogas betrieben werden sollen, das unbehandelte Rohbiogas tolerieren.

In Zeiten künstlicher Dünger ist der Biogas reststoff eine ökologische und wirtschaftliche Alterna tive. Der Biogasreststoff ist nach der Biogas- Produktion reich an Nährstoffen und gut geeignet, um eigene oder fremde Ackerflächen zu düngen. Die beim Ab bau entstehenden Biogasreststoffe können somit als Dün ger in der Landwirtschaft verwendet werden.

Grundsätzlich findet der Gärprozess in Bio gasanlagen folglich in luftdichten, wärmeisolierten und beheizten Gärbehältern - den sogenannten Fermentern - statt. Diese werden regelmäßig mit frischer Biomasse beschickt. Die im Fermenter befindlichen Bakterien wan deln die Biomasse zu Biogas und dem Gärprodukt um. Bei der Ausgestaltung von Biogasanlagen gibt es eine Viel zahl unterschiedlicher Systeme, Techniken und Funkti onsweisen. Der übliche Aufbau umfasst folgende Kompo nenten:

In der Vorgrube findet das Substratmanagement statt. Hier wird in einem ersten Verfahrensschritt die Biomasse angeliefert, gelagert, zerkleinert und aufbe- reitet. Diese Arbeit können Schredder, Mühlen oder Wel len übernehmen. Dabei entscheidet das verwendete Biogas Substrat und die Leistungsstärke der Biogasanlage über ihren Flächenbedarf. Der Aufbau von Biogas Anlagen kann deshalb räumlich sehr verschieden sein.

Das Herzstück einer Biogasanlage ist der Fer menter. Der Fermenter bildet den zentralen Teil im Auf bau einer Biogasanlage. Hier geschieht der zweite Ver fahrensschritt. Von der Vorgrube aus wird das Substrat in den Fermenter zur Vergärung transportiert. Wichtig in seinem Aufbau ist, dass er gas-, wasserdicht und lichtundurchlässig ist. Dies wird im Allgemeinen mit einem Betonfundament erreicht, Seitenwänden aus Stahl beton oder Stahl und einer Abdeckung, die meist aus Fo lien hergestellt sind. Zudem sind Rührwerke, eine Hei zungsanlage und eine Wärme-/Kältedämmung zwingend für den Aufbau eines Fermenters einer Biogasanlage nach dem Stand der Technik nötig. Je nach Leistungskapazität und Art richtet sich auch der Flächenbedarf.

In einem dritten Verfahrensschritt wird der Biogasreststoff nachvergoren. Hierfür gibt es verschie dene Möglichkeiten. Versiegelte Freiflächen, Hallen o- der auch geschlossene Behälter in denen es zur Nachgä rung kommt, sind Stand der Technik. Je nach Substrat und Weiterverarbeitung ändert sich auch hier der Aufbau und Flächenbedarf eines Gärrestlagers einer Biogasanla ge.

Alle diese Anlagen und Vorrichtungen haben sich zwar bewährt, sind aber mit den Nachteil behaftet, dass groß unflexibel im Betrieb und der Erstellung sehr teuer sind. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen die mobil ein- setzbar, leicht zu erstellen und kostengünstig ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst, insbesondere dadurch, dass der Fermenter in Einbaulage nach oben hin unmittelbar in die Biogassammelkammer übergeht, wobei der Übergang zwischen Fermenter und Biogassammelkammer durch den Füllstand des zu vergärenden Biogassubstrates bestimmt ist und der Fermenter und die Biogassammelkammer im We sentlichen einstückig miteinander verbunden sind und aus einem faltbaren, reißfesten, flexiblen, gas- und flüssigkeitsdichten beschichteten Textilgewebe bestehen und der Fermenter und die Biogassammelkammer der Vor richtung im befüllten Zustand und in der Arbeitspositi on einen sich autostabilisierenden und selbstragenden Kegelstumpf bilden, der gegenüber der ihn umgebenen At mosphäre abgedichtet ist.

Hierdurch wird eine Vorrichtung geschaffen, die kostengünstig in der Herstellung ist, leicht an ei nem Einsatzort verbracht und in Einsatzbereitschaft bringbar ist. Gerade in den ländlichen Regionen von Entwicklungs- und Schwellenländern kann die erfindungs gemäße Vorrichtung zur gesicherten Energieversorgung der Landbevölkerung beitragen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Außenoberfläche der Biogassammelkammer in Einbaulage oben eine variabel einstellbare Auflast zugeordnet ist, die eine in Einbaulage senkrecht nach unten gerichtete Kraft erzeugt. Das Variable Gewicht kann ein linsenför mige Sack sein, der einstückig mit der Vorrichtung an deren Oberseite verbunden ist. Der Sack kann mit Wasser als Gewicht befüllt werden. Dessen Gewicht drückt nun von oben auf die Biogassammelkammer. Die Auflast lässt sich durch die Menge des in den Sack über ein Ventil einfüllbaren Wassers genau bestimmen. In vielen Versu chen hat sich gezeigt, dass eine Auflast von 100 Kg, was in etwa der Menge an Wasser von 100 Litern ent spricht, ausreicht, um einen sicheren Arbeitsdruck in der Biogassammelkammer zu erzeugen. Die Biogassammel kammer ist somit stets vorgespannt werden und zwar un abhängig von der Biogasfüllstandsmenge in der Biogas- sammelkämmer .

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, kann das beschichtete Textilgewebe der Biogaskammer an deren Innenseite radialumlaufend eine erste Membran und eine, zu dieser beabstandet angeordneten, zweite Membran mit wirkverbunden sein. Die erste Membran und die zweite Membran sind in Arbeitsposition flächenparallel zuei nander und horizontal zu einem Aufstellungsort flächig (lateral) ausgebildet und teilen die Biogassammelkammer in zwei untereinander verbundenen Teilkammern auf. Die Membranen können netzartige oder gitterartige Struktu ren sein.

Die Membranen dienen in erster Line dazu, beim Ablassen des Biogases aus der Biogassammelkammer diese in eine vorbestimmte Art und Weise zusammenfalten zu können. Dies geschieht im Zusammenspiel mit der auf der Biogaskammer angeordneten Auf last. Idealerweise sind die Membranen so mit der Innenseite (Innenseite der elastischen Wandung) der Biogassammelkammer ange bracht, dass diese sich wie ein Faltenbalg zusammenfal tet, ohne dass dabei Toträume entstehen. Unter Toträume werden im Folgenden Räume oder Bereiche verstanden, die zwar mit Biogas gefüllt sind aber durch ein unkontrolliertes zusammenfalten der Bio gassammelkämmer während des Ablassens des Biogases Be reiche bilden, in denen das Biogas quasi eingesperrt wird, sodass es nicht aus der Biogaskammer in Gänze entweichen kann.

Durch die Art und Weise der Anordnung der ersten Membrane und der zweiten Membranen innerhalb der Biogassammelkammer kann ein faltenbalgartiges Zusammen drücken der Biogassammelkammer beim Entleeren gewähr leistet und Toträume von nicht nutzbaren Biogas wirksam vermieden werden.

Die Wirkungsweise wird wie Folgt zusammenge fasst: Die Biogassammelkammer wird über die Membranen, bei der auf der Biogassammelkammer senkrecht nach unten einwirkende Auflast, mit einer radialumlaufenden, nach innen zum Mittelpunkt der Biogassammelkammer hin ge richteten Zugspannung beaufschlagt, sodass bei einer Entleerung der Biogassammelkammer, dass beschichtete Textilgewebe sich in vorbestimmbarer Weise, dabei nicht entleerbare Bereiche vermeidend, zusammengefaltet wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung, kann die erste Membran und die zweite Membran aus einem faltbaren, reißfesten, flexiblen, gas- und flüssigkeitsdicht be schichteten und mit Durchlässen versehenden Textilgewe be bestehen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann dem Fermenter, der Biogassammelkammer eine Umman telung zugeordnet werden, die die gesamte Vorrichtung umschließt. Die die Ummantelung dient vornehmlich dem Schutz vor Beschädigung der Außenhaut der Vorrichtung durch spitze oder scharfen Gegenständen. Auch dient sie zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Tieren.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, kann die Ummantelung eine Bodenplatte, Seitenteile und eine Ab deckhaube umfassen. Es ist vorgesehen, dass die Boden platte, die Seitenteile und die Abdeckhaube untereinan der durch Verbindungsmittel lösbar miteinander verbun den werden können. Als Verbindungsmittel können ein Nut- und Federverbindung oder andere geeignete Steck systeme dienen. Die Ummantelung ist so ausgebildet, dass sie Aussparungen aufweist, durch die alle notwen dige Systemleitungen (Zulauf, Ablauf, Wartungs- und Entleerungszugänge, sowie Anschlüsse für Sekundärsyste me) geführt werden oder über diese erreicht werden kön nen, ohne das hierzu die Ummantelung von der Vorrich tung abgenommen werden muss.

Es ist vorgesehen die Bodenplatte, die Seit enteile und die Abdeckhaube aus einem bruchfesten, stoßsicheren Kunststoff auszubilden. Idealerweise kann die Ummantelung mehreren Einzelteilen umfassen, die aus vorkonfektionierten und an die Außenkontur der Vorrich tung entsprechend angepassten Hartkunststoffplatten o- der aus Platten einer Leichtmetalllegierung bestehen. Ferner kann der Ummantelung eine isolierende Schicht zugeordnet sein. Die isolierende Schicht kann zwischen der Außenseite der Vorrichtung und der Innenseite der Ummantelung angeordnet werden.

Des Weiteren kann die isolierende Schicht der Ummantelung in der Arbeitsposition an deren Innenseite, dauerhaft wirkverbunden zugeordnet werden. Die Isolie rende Schicht kann aus einem natürliche oder künstli- chen Dämmstoff bestehen und die Vorrichtung gegenüber Kälte und Hitze wirksam abschirmen, sodass eine kon stanter Temperaturbereich ein im Fermenter gehalten werden kann.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform können der Außenseite der Vorrichtung oder der Außenseite der Ummantelung, insbesondere den Seitenteile, Solarpanels zugeordnet sein. Die Solarpa nels sollen dabei im Wesentlichen die Krümmung und Au ßenkontur der Vorrichtung, bzw. der Ummantelung folgen, sodass diese sich an die Vorrichtung anschmiegen. Die Solarpanels können Teil einer Photovoltaikanlage sein, die die Vorrichtung mit einer Betriebsspannung versor gen kann, sodass hierüber Sekundäranlagengeräte unab hängig von einem öffentlichen Stromnetz mit elektri schen Strom versorgt werden können.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vor liegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Vor richtung eine Windkraftanlage zugeordnet ist, mit der sie wirkverbunden werden kann. Je nach Ausrichtung der Drehachse kommen unterschiedliche Rotortypen zum Ein satz, wobei es zwei Bauformen gibt: mit horizontaler oder mit vertikaler Drehachse.

Für turbulente Strömungen in Bodennähe sind Vertikalachsenanlagen - im Vergleich zu konventionellen Horizontalachsenanlagen - gut geeignet, weil sie unab hängig von einer konstanten Windrichtung sind. Hier können insbesondere der Darrieus-Rotor und der Savoni- us-Rotor, sowie deren Abwandlungen vorgesehen werden. Für Rotoren mit horizontaler Drehachse sind Dreiblatt- Rotoren und Zweiblatt-Rotoren bevorzugt gegenüber Ein blatt-Rotoren denkbar und für die Windkraftanlage ein zusetzen. Die Vorrichtung dient dabei der Windkraftan- läge und somit quasi als Fundament und Wiederlager zur Aufnahme und Befestigung von entsprechenden Haltemit teln (Mast, Dynamoeinheit, Peripheriegeräten, etc.).

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Eine bevorzugte Ausfüh rungsform der Erfindung wird in den beiliegenden Zeich nungen dargestellt und näher beschrieben. Es zeigen die Figuren :

Fig . 1 Eine schematische Seitenan sicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassend Fermen ter, Biogassammelkammer und Auflast in der bevorzugten kegelstumpfartigen Ausfüh rungsform;

Fig . 2 die Darstellung der erfin dungsgemäße Vorrichtung in einem vertikalen Querschnitt, wobei hier der Fermenter, die Biogassammelkammer, Membranen und die Auflast von einer aus mehreren Teilen zusammenge setzten Ummantelung (Schutz mantel als Hartcover) um schlossen sind;

Fig . 3 die Darstellung der erfin dungsgemäßen Vorrichtung in einer Ausführungsform mit zu geordneter und an der Umman telung angeordneter Wind kraft- und Photovoltaikanlage und weiteren Peripheriegerä ten;

Fig. 4 die Darstellung der Ummante lung in einer mehrteiligen Ausführungsform umfassend ei ne Bodenplatte, den Fermenter umschließenden Mantel, einen die Biogassammelkämmer um schließenden Mantel und eine Abdeckhaube, die zu einer Um mantelung zusammenfügbar sind, mit an der Außenseite anordenbare Solarpanels als Teil einer Photovoltaikanla ge;

Fig. 5 eine Detailansicht einer Ent nahmeeinheit mit für Biogas und Fermentierten RestStoff, sowie Periepheriegeräten zur Aufrechterhaltung und Steue rung / Regelung der Fermenta tion im Fermenter, die der Vorrichtung zugeordnet werden kann;

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Gesamtan sicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 in Arbeits- position. Die Vorrichtung 10 besteht im Wesentlichen aus einem Fermenter 11 und einer Biogassammelkammer 12, die zusammen eine nach oben hin abgeschlossene kegel stumpfartige Form bildet, wie dies durch die gestri chelte Linie angedeutet wird. Der Fermenter 11 und die Biogassammelkammer 12 bestehen aus einem mit einem elastischen Kunststoff beschichteten Textilgewebe.

Als Beschichtungsmaterial sind Gummi und an dere elastische Polymere-Kunststof fe denkbar. Diese sollten idealer Weise UV-Licht beständige Eigenschaften aufweisen und sowohl Gas- und Flüssigkeitsdicht als auch unempfindlich gegenüber organischen Lösemitteln sein.

Durch die Verwendung eines flexiblen, be schichteten Textilgewebes lässt sich die Vorrichtung 10 auf ein sehr kompaktes Maß zusammenfalten. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Vorrichtung 10 transportiert werden soll. Die Vorrichtung 10 kann so mit als hochmobil angesprochen werden und ist zudem sehr kostengünstig in der Herstellung. Wichtig ist, dass die Vorrichtung 10 in der Arbeitsposition einen Kegelstumpf bildet, dessen Grundfläche 29 größer ist, als seine Deckfläche 30.

Die Grundfläche 29 geht dabei in einen bogen förmig nach außengewölbte Übergangsbereich 31 über, die dann weiter als Mantelfläche 32 fortgeführt wird und schließlich in der Deckfläche 30 der Vorrichtung 10 en det. Die Vorrichtung 10 kann einstückig ausgebildet o- der aus mindestens zwei Einzelteilen, nämlich den Fer menter 11 und die Biogassammelkammer 12 bestehen. Der Fermenter 11 und die Biogassammelkammer 12 können mit einander mittels einer überlappenden Schweißbahn (nicht dargestellt) verbunden werden. Dem Fermenter 11 sind des Weiteren radial au ßen an der Mantelfläche 32 mindestens ein Zugang 13 und ein diesem gegenüber liegend angeordneter Abgang 13 zu geordnet. Über den Zugang 13 wird der Fermenter mit dem zu fermentierenden Biogassubstrat beschickt. Dies kann wie in dieser Ausführungsform dargestellt, über einen Trichter 34 erfolgen. Der Trichter 34 ist dabei mit ei ner flexiblen Rohrleitung 35 verbunden, die im Fermen ter 11 mündet. Die Rohrleitung kann mittels eines Spanngurtes oder ähnlich geeigneten Mittel gegenüber der Mantelfläche 32 der Vorrichtung 10 arretiert wer den, so dass diese nicht wegklappt.

Der Abgang 14 besteht im Wesentlichen aus ei ner ableitenden Rohrleitung 37, die auf gleicher Höhe an der Vorrichtung angeordnet ist, wie der Zugang 13. Dabei ist vorgesehen, dass die gleiche Menge die an Bi osubstrat über den Zugang 13 der dem Fermenter 11 zuge führt wird, über den Abgang 14 an fermentierten Biosub stratresten wieder entnommen wird, sodass hierdurch die Menge an zu fermentierenden Biosubstrat im Fermenter 11 konstant gehalten wird. In Arbeitsposition unterhalb der des Abgangs 14 ist eine Serviceöffnung 38 vorgese hen, über die von Zeit zu Zeit fermentierter, nicht weiter zu Biogas abbaubarer Bioreststoff entfernt wer den kann. Die Serviceöffnung 38 dient auch als Revisi onsöffnung .

Wie die Figur 1 weiter zeigt, ist der Deck fläche 30 der Vorrichtung 10 eine Auflast 19 zugeord net. Die Auflast 19 übt durch ihr Eigengewicht einen gewissen Druck auf die Biogassammelkammer 12 aus. Denk bar sind, dass hierdurch Innendrücke innerhalb der Bio gassammelkämmer 12 Drücke von 0,2 bis 0,5 Bar erzeugen und konstant gehalten werden können. Dies würde sodann den Betriebsdruck der Vorrichtung 10 entsprechen.

Die Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Vor richtung 10 in der Arbeitsposition in einer Quer schnittdarstellung. Hieraus wird ersichtlich, dass der Fermenter 11 der Biogassammelkammer 12 entlang einer radial umlaufenden ersten Naht 39 angeformt worden ist.

Die Biogassammelkammer 12 wiederrum ist an einer radial umlaufenden zweiten Naht 40, in dieser Ausführungsform, an einer Auflastkammer 19a angeformt worden. Zusammen bilden sie eine flexible Hülle aus. Es ist vorgesehen, die Hülle der Vorrichtung 10 aus einem gummierten oder mit einer dauerelastischen Beschichtung versehenen Textilgewebe herzustellen.

Die Auflastkammer 19a dazu dient eine Auflast aufzunehmen und zu halten. Die Auflast 19 kann aus ei nem festen Gewicht bestehen, das auf die die Außenober fläche 18 (Deckfläche des Kegelstumpfes der Vorrichtung 10) aufgelegt wird. In einer bevorzugten Ausführungs form ist die Auflast 19 in der Auflastkammer 19a als ein variables Gewicht ausgebildet. Das variable Gewicht ist vorzugsweise Wasser oder ein anderes liquides Medi um, dass in die Auflastkammer 19a über ein Einfüllstut zen (nicht dargestellt) eingefüllt werden kann.

Wie in der Figur 2 weiter dargestellt, ist die Vorrichtung 10 mit einer Ummantelung 23 versehen. Die Ummantelung 23 umschließt die Vorrichtung 10. Die Ummantelung 23 dient dem Schutz des gummierten oder mit einem elastischen Kunststoff beschichteten textilen Ge webes aus dem der Fermenter 11, die Biogassammelkammer 12 und der die Auflastkammer 19a bestehen, vor mechani scher Beschädigung. Die Ummantelung 23 bildet quasi ei- nen Schutzpanzer und kann aus einem Hartkunstoff oder einer geeigneten Leichtmetalllegierung bestehen.

Der Zugang 13 und der Abgang 14 sind zusammen mit einer Applikation zur Steuerung und Regelung 16 des Fermentier- und Gärungsvorganges im Fermenter 11, sowie der Steuerung und Regelung der Entnahme und Reinigung des Biogases in und aus der Biogassammelkammer 12, an der Außenseite 42 des Fermenters 11 angeordnet. Eine Heizvorrichtung 41 ragt in den Fermenter 11 hinein und kann, wenn notwendig, den Gärbrei (nicht dargestellt) im Fermenter 11 mit entsprechender Wärme beaufschlagen. Auch dieser Vorgang kann über die Applikation zur Steu er- und Regelung 16 überwacht werden.

Wie in der Figur 3 dargestellt, kann die Vor richtung 10 mit einer Windkraftanlage 43 wirkverbunden werden. Die Windkraftanlage 43 wird von der Vorrichtung 10 über Haltemittel 44 von dieser in einer Arbeitsposi tion gestützt und gehalten. Die Vorrichtung 10 bildet quasi mit ihrem eigenen Gewicht das Widerlager für die Windkraftanlage 43. Des Weiteren sind an der Außenseite der Vorrichtung 10 Solarpanele 27, 27a angeordnet. Die Solarpanele können Teil einer nicht näher dargestellten Photovoltaik-Anlage sein. Mithilfe der Windkraftanlage 43 und der Solarpanele 27, 27a kann ein Betriebsstrom zum Betreiben von Peripheriegeräten, die auch der Vor richtung 10 zugeordnet sein können, Klimaneutral er zeugt werden. Ferner zeigt die Figur 3 noch einmal die Position des Zuganges 13 für das Biogassubstrat. Der Zugang 13 umfasst in dieser Ausführungsform sowohl ei nen ersten Zugang 13a der als Anschluss für das Biogas substrat dient, als auch über einen zweiten Zugang 13b, der als Anschluss für eine Toilettenanlage (nicht dar gestellt) dient. Figur 4 zeigt die Ummantelung 23 in einer teilweisen Explosionsdarstellung. Die Ummantelung 23 ist in dieser Ausführungsform mehrteilig segmentiert und umfasst eine im Wesentlichen kreisrund ausgebildete Bodenplatte 24. Die Bodenplatte 24 ist so ausgebildet, dass der Fermenter 11 der Vorrichtung 10, wie in Figur 2 dargestellt, so auf der Bodenplatte 24 platziert wer den kann, ohne dabei überzustehen. Auf die Bodenplatte kann ein erstes Seitenteil 25 aufgesetzt werden, das den Fermenter 11 umfasst. Dem ersten Seitenteil 25 kann ein zweites Seitenteil 25a aufgesetzt werden. Das zwei te Seitenteil 25a umfasst dabei im Wesentlichen die Bi- ogassammelkämmer 12 und die Auflast 19 bzw. die Auf lastkammer 19a. Die Auflast 19 bzw. die Auflastkammer 19a werden von einer Abdeckhaube 26 abgedeckt, die hierfür in Wirkverbindung mit dem zweiten Seitenteil 25a bringbar ist, wie dies auch in der Figur 4 angedeu tet wird. Den Seitenteilen 25 und 25a sind Solarpanele 27 und 27a zugeordnet.

Die Figur 5 zeigt im Detail eine mögliche Ausführungsform einer Applikation zur Steuer- und Rege lung 16, wie dies in der Figur 2 bereits angedeutet worden ist. Die Applikation zur Steuer- und Regelung umfasst ein Gasauslassventil 46, das über eine erste Gasleitung 47 mit einem Sensor-Kit 48 verbunden ist. Das Sensor-Kit 48 erfasst überwacht regelt und steuert beispielsweise Druck und Temperatur und die abgegebene bzw. erzeugte Menge an Biogas in der Vorrichtung. So kann das Sensor-Kit 48 die Temperatur der zu vergären den Biogassubstanz über die Heizvorrichtung 41 steuern. Bevor das Biogas aus der Biogassammelkammer 12 (Figur 2) in das Sensor-Kit 48 über das Gasauslassventil 46 zu einer Verbrauchsstelle (nicht dargestellt) geleitet wird, kann es in einer Filtereinheit 49 gereinigt wer- den. Die Filtereinheit 49 kann das Biogas aus der Bio gassammelkämmer trocknen und mögliche Schwefelgase beispielsweise und Schwefelwasserstoff - abscheiden und das so gereinigte Biogas über eine ihr zugeordneten zweiten Gasleitung an einen Verbraucher (nicht darge stellt) geleitet werden. Unmittelbar unterhalb und be nachbart zur Filtereinheit 49 ist der Abgang 14 vorge sehen. Über den Abgang 14 werden die flüssigen über schüssigen vergorenen Bioreststoffe aus der Vorrichtung ausgeschieden .

Bezugs Zeichen

Vorrichtung

Fermenter

Biogassammelkämmer

Zugang/Trichter a erster Zugang (Biogassubstrat) b zweiter Zugang (Toilettenanschluss)

Abgang

Entnahmemittel

Applikationen zur Steuer- und Regelung

Kegelstumpf

Außenoberfläche

Auflast a Auflastkammer erste Membran zweite Membran

Wandung

Ummantelung

Bodenplatte , erstes Seitenteil a zweites Seitenteil

Abdeckhaube , 27a Solarpanel (Photovoltaik, Solarzellen)

Windkraftanlage

Grundfläche

Deckfläche

Übergangsbereich

Mantelfläche

Trichter flexible Rohrleitung (Schlauch)

Spanngurt ableitende Rohrleitung 37 (flüssige Gär reste)

Serviceöffnung erste Naht zweite Naht

Heizvorrichtung / Thermoele ment (Heitzstab)

Außenseite

Windkraftanlage

Haltemittel (Mast und Gestänge als Teil der Windkraftanlage)

Bodensegment Gasauslass entil erste Gasleitung Sensor-Kit Filtereinheit zweite Gasleitung

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung (10) zur Erzeugung und Zwischenspei cherung von Biogas, umfassend Fermenter (11), Bio gassammelkämmer (12), sowie Zugänge (13) für das zu vergärende Biogassubstrat und Abgänge (14, 14a) für den vergorenen Biogasreststoff, Entnahmemittel (15) für das Biogas, sowie Applikationen zur Steu er- und Regelung (16) des Gärprozess, dadurch ge kennzeichnet, dass der Fermenter (11) in Einbaula ge nach oben hin unmittelbar in die Biogassammel kammer (12) übergeht, wobei der Übergang zwischen Fermenter (11) und Biogassammelkammer (12) durch den Füllstand des zu vergärenden Biogassubstrates bestimmt ist und der Fermenter (11) und die Bio gassammelkämmer (12) im Wesentlichen einstückig miteinander verbunden sind und aus einem faltba ren, reißfesten, flexiblen, gas- und flüssigkeits dicht beschichteten Textilgewebe bestehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der Fermenter (11) und die Biogassammel kammer der Vorrichtung (10) im befüllten Zustand und in der Arbeitsposition einen sich autostabili sierenden und selbstragenden Kegelstumpf (17) bil den, der gegenüber der ihn umgebenen Atmosphäre abdichtbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass der Außenoberfläche (18) der Biogassamm elkammer (12) - in Einbaulage oben - eine variabel einstellbare Auflast (19) zugeordnet ist, die eine in Einbaulage senkrecht nach unten gerichtete Kraft erzeugt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das beschichtete Tex tilgewebe der Biogaskammer (12) an deren Innensei te radialumlaufend eine erste durchlässige Membran (20) und eine zu dieser beabstandet angeordneten zweite durchlässige Membran (21) wirkverbunden sind, die in Arbeitsposition der Vorrichtung (10) horizontal zu einem Aufstellungsort flächig ausge bildet sind, sodass die Biogassammelkammer (12) in zwei miteinander verbundene Teilkammern (12a, 12b) unterteilbar ist und das im Fermenter (11) erzeug te Biogas in den Teilkammern (12a, 12b) frei zir kulierbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die Biogassammelkammer (12) über die Membranen (20, 21) bei der auf der Biogassammel kammer (12) senkrecht nach unten einwirkende Auf last (19) mit einer radialumlaufenden, zum Mittel punkt der Biogassammelkammer gerichteten Zugspan nung beaufschlagbar ist, sodass bei einer Entlee rung das beschichtete Textilgewebe der Biogassamm elkammer (12) in vorbestimmbarer Weise, dabei nicht entleerbare Bereiche vermeidend, zusammen faltbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass die erste Membran (20) und die zweite Membran (21) aus einem faltbaren, reißfesten, fle xiblen, gas- und flüssigkeitsdicht beschichteten und Durchlässe aufweisenden Textilgewebe besteht.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermen ter (11) und die Biogassammelkammer (12) eine Um- mantelung (23) zugeordnet ist, die die gesamte Vorrichtung (10) umschließt.

Vorrichtung nach Anspruch 7 Anspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ummantelung (23) eine Bo denplatte (24), Seitenteile (25, 25a) und einer

Abdeckhaube (26) umfasst, die durch Verbindungs mittel lösbar miteinander verbindbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass die Bodenplatte (24), die Seitenteile (25, 25a) und die Abdeckhaube (26) aus bruchfes ten, stoßsicheren Hartkunststoffplatten oder aus einer Leichtmetalllegierung bestehen.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Außen seite der Vorrichtung 10 oder der Außenseite der Seitenteile (25, 25a) Solarpanels (27, 27a) zuge ordnet sind, die im Wesentlichen der Krümmung und der Außenkontur der Vorrichtung (10) folgen.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor richtung (10) mit einer Windkraftanlage (28) wirk verbunden ist.