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Gasspeicher: 7 Tipps, mit denen Sie Schäden vermeiden

Material, Farbe, Befestigung, Einbindung, Management: Bei der Wahl des richtigen Gasspeichers gibt es einiges zu beachten. Wir stellen neue Regelwerke, Forschungsergebnisse und Lösungen vor.

Lesezeit: 10 Minuten

Gasspeicher sind – neben größeren BHKW – ein Schlüsselelement für flexible Biogasanlagen. Wer einen neuen Speicher installiert, sollte vorher genau planen. Das gilt nicht nur für die Förderung (siehe „Tipps zur Umrüstung“), sondern auch für die Form, die Befestigung, das Material und die Einbindung.

Tipp 1: Die richtige Form des Gasspeichers

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Untersuchungen des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben er­geben, dass sich die Halbkugelform gut für Biogasspeichersysteme eignet. Gegenüber der gängigen Kugelabschnittsform lässt sich das Speichervolumen so verdreifachen. „Zu beachten ist, dass eine Halbkugel von der Statik auf­wendiger ist und mehr Stützluftdruck be­nötigt“, erklärt Klaus Ascher, Geschäftsführer von Ascher Agrartechnik aus Westerheim.

Tipp 2 : Die richtige Befestigung des Gasspeichers

Innen- und Außenmembran des Gasspeichers müssen auf dem Behälterrand befestigt werden. Die einfachste und günstigste Form ist ein Klemmschlauch. Die Folie ist dabei zwischen Befestigungsprofilschiene und Klemmschlauch angebracht. „Durch diese außenliegende U-Profilschiene werden die drei Folien (Dichtband, Gasspeicher- und Wetterschutzfolie) gezogen. Der in dem U-Profil liegende Klemmschlauch hält die drei Folien“, erklärt Björn Wrage, Vertriebsleiter beim niedersächsischen Unternehmen Biogas Service Tarmstedt.

Besser ist die Klemmschiene: Hier werden die Folien zwischen zwei Edelstahlschienen gelegt. Diese werden dann mit Schrauben, die durch die Folie gehen, eingeklemmt. Das Problem: Bei Sturm kann die Folie an den Löchern ausreißen.

Eine Weiterentwicklung ist eine Klemmschiene mit Keder. Als Keder wird eine Verstärkung am unteren Rand der Membran verstanden, meist in Form einer Kordel, die in die Mem­bran eingenäht ist. Dieser Keder wird in eine Kederschiene eingelegt und verspannt. „Im Sturmfall gibt es keine Punktbelastung, sondern eine gleichmäßige Belastung der Kederschiene“, nennt Ascher den Vorteil.

Die Kosten der Systeme sind nach Ansicht von Simon Schmidt, Vertriebsingenieur beim Hersteller Deutsche Biogas Dach-Systeme (dbds) ähnlich: „Für die Klemmschlauchbefestigung müssen ebenfalls Löcher gebohrt und Bolzen eingesetzt werden. Eine Umrüstung auf ein verschraubtes System ist etwas aufwändiger, dafür deutlich langlebiger und resistenter.“

Der Hersteller dbds setzt daher auf verschraubte Klemmschienensysteme zur Befestigung anstelle eines Klemmschlauches. Ein weiterer Vorteil: Ein verschraubtes System kann im Gegensatz zum Klemmschlauch mit höheren Stützluftdrücken gefahren werden, sodass das Dachsystem auch bei hohen Windgeschwindigkeiten seine Form und Stabilität bewahrt.

Zusätzlich zu der Standardausführung bietet das Unternehmen Green Energy Max Zintl die Option des Gurtüberspannsystems. Hierbei sind auf der Wetterschutzfolie Kanäle aufgeschweißt, in denen sich Gurte befinden, die am Behälterrand etwas vorgespannt werden. Dadurch wird die Wetterschutzfolie etwas eingeschnürt und somit die Folie entlastet. Diese Option ist allerdings nur bei kuppelförmigen Geometrien möglich.

Tipp 3: Das richtige Material für den Gasspeicher

Bei Speicherdächern gibt es verschiedene Materialen wie Gummi (EPDM), Polyethylen, Polypropylen und PVC. „Welches Material für eine Anlage am besten geeignet ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab“, sagt Ascher. Wichtig ist, dass man die Vorgaben der Technischen Regel für Anlagensicherheit Nr. 120 (TRAS 120) einhält. Sie macht Vorgaben zu:

  • Haltbarkeit,
  • Schwerentflammbarkeit,
  • UV-Beständigkeit,
  • Reflexionsgrad,
  • Verarbeitbarkeit.

Tipp 4: Die bessere Isolierung für den Gasspeicher

Manche Hersteller bieten inzwischen an, eine zusätzliche Membran mit Alufolie zu bedampfen. Das hat laut Ascher den Vorteil, dass Wärme von außen, aber auch von innen zurückgestrahlt wird. Damit lässt sich verhindern, dass sich das Gas bei Sonneneinstrahlung ausdehnt. Das Problem: Erwärmt sich der Speicher, dehnt sich das Gas darunter mehr aus. Bei prall gefüllten Speichern kann das dazu führen, dass die Überdrucksicherung bzw. die Gasfackel anspringt und Biogas ineffizient abgelassen werden muss.

Gleichzeitig ist der Wärmeverlust im Fermenter oder Nachgärer geringer. „Das ist für die Anlagen interessant, die die Wärme auch verwerten können“, sagt Ascher.

Der Hersteller dbds hat hierfür die LowE-Technologie entwickelt. Hierbei ist die Membran mit Alupartikeln beschichtet. Sie lässt sich entweder auf der Außenseite der Innenmembran oder der Innenseite der Außenmembran verwenden. Die Be­schichtung soll dafür sorgen, dass der Jahresheizwärmebedarf um 20 % sinkt. Damit ist laut Hersteller keine zusätzliche Dämmung im Dachsystem nötig.

Zudem setzt dbds biogasoptimierte PVC-beschichtete Polyestergewebe ein, mit denen die Methandiffusionen geringer sein sollen.

Baur hat Gasspeichermembranen mit einer speziellen, ursprünglich einmal für den Bereich der Lebensmittel­­verpackung entwickelten, technischen Ausrüstung im Programm, durch die die Methanpermeation wesentlich reduziert wird.

Man kann auch gegen einen Aufpreis eine Folie wählen, bei der es eingebettet im Material eine zusätzliche Barriere (Sperrschicht) gibt. „Bei dieser ist die Methanpermeation geringer und auch der Geruch an der Abluftklappe wird dadurch stark minimiert“, sagt Johanna Zintl, Geschäftsführerin der Green Energy Max Zintl GmbH.

Inzwischen gibt es auch Folien mit besserer Membranqualität auf dem Markt. „Frühere Wetterschutzfolien hatten ein Gewicht von 680 g/m2, heute verwenden wir Material mit 890 g/m2“, sagt Björn Wrage (Biogas Service Tarmstedt). Die Verbesserung der Membranen führt seiner Erfahrung nach auch zu ­einer erhöhten Lebensdauer.

Tipp 5: Die richtige Farbe für den Gasspeicher

Dächer mit dunklen Farben, die früher häufiger verwendet wurden, erwärmen sich bei Sonneneinstrahlung schneller. Die Firma Agrikomp empfiehlt eine helle Außenmembran z.B. in Lichtgrau oder Achatgrau.

„Der Nachteil hier ist, dass sich bei einem sehr hellgrauen Farbton, je nach Schwefelgehalt und Inputstoffe, die Farbe verändern kann. Dadurch geht die Farbe ins Bräunliche über, was eine rein optische Veränderung bedeutet, jedoch auf die Qualität und Haltbarkeit der Folie keinen Einfluss hat“, sagt Johanna Zintl. „Vor allem rote Dächer sind bezüglich UV-Verträglichkeit kritisch zu sehen, sie werden irgendwann grau oder bleichen aus“, ergänzt Ascher.

Tipp 6: Die passende Einbindung des Gasspeichers

Wer den Gasspeicher vergrößert, sollte laut Ascher Folgendes beachten:

  • Über- und Unterdrucksicherungen sollten entsprechend angepasst sein. Gerade die Unterdrucksicherung kann bei größeren BHKW nicht mehr passen, weil mehr Gas in kurzer Zeit verbraucht wird.
  • Das Stützluftgebläse muss so ausgelegt sein, dass es bei einem höheren Gasverbrauch eines größeren BHKW schnell Luft in den Zwischenraum bläst und damit die Spannung der Außenmembran aufrechterhält.
  • Die Gasleitungsquerschnitte müssen passen, damit das BHKW ausreichend mit Gas versorgt wird.
  • Laut TRAS 120 ist ein Sensor zwischen Außen- und Innenmembran vorgeschrieben, der den Stützluftdruck regelmäßig misst.

„Zusammen mit der Forderung nach einem zusätzlichen Stützluftgebläse und der Drucküberwachung zwischen den Membranen sorgen diese Vorgaben der TRAS 120 dafür, dass die Widerstandsfähigkeit gegen Sturm wächst“, ergänzt Wrage.

Wichtig ist laut Hersteller Agrikomp, dass das Stützluftgebläse regemäßig gewartet wird, damit der nötige Stützluftdruck im Sturmfall auch sicher gewährleistet werden kann. Dazu gehören zum Beispiel das Reinigen der Zuluftgitter/-filter und die Kontrolle, dass alle Teile wie Abluftklappen, Schläuche etc. in einwandfreiem Zustand sind. Bei Ex­tremereignissen hat sich zudem bewährt, den Stützluftdruck zeitweise zu erhöhen, um dynamische Lasten durch Böen so weit wie möglich zu reduzieren. „Wichtig ist bei Sturm, dass bei einem Stromausfall die Gebläse sofort über ein Notstromaggregat weiterbetrieben werden. Ansonsten besteht die Gefahr, dass die Wetterschutzfolie die notwendige Spannung verliert und zu schlagen beginnt“, ergänzt Zintl.

Tipps 7: Ist ein externer Gasspeicher besser?

Betreiber von flexiblen Biogasanlagen bzw. von Satelliten-BHKW installieren Gasspeicher teilweise auch als externen Speicher. Dieser ist dann nicht über den Behältern angeordnet, sondern in der Nähe des BHKW meist ebenerdig installiert. „Der Trend, Gasspeicher direkt auf dem Boden zu errichten, entwickelte sich, weil immer größere Speichervolumina gewünscht wurden. Diese können wegen Höhenbeschränkungen und anderer Vorgaben nicht immer auf den Behältern installiert werden“, sagt Josef Baur, Geschäftsführer des bayerischen Herstellers „Baur Folien“.

Die externen Speicher kann man für Rohbiogas oder bereits aufbereitetes Biogas (Reingas) verwenden. „Hier besteht der Vorteil, dass man bei einem Flex-Betrieb mit einer kleineren Gas­reinigung kontinuierlich Gas trocknen, kühlen und entschwefeln kann“, sagt Linus Töpperwien vom Unternehmen Agrikomp. Allerdings kann sich das Gas in dem Gasspeicher auch wieder erwärmen und damit Feuchtigkeit aufnehmen. Zudem kann der Speicher nicht mit anderen Gasspeichern auf Behältern kombiniert werden, in denen Rohbiogas gespeichert wird.

Björn Wrage sieht den Vorteil eines ebenerdigen Gasspeichers darin, dass dieser weniger windanfällig ist. Auch muss dieser zu Wartungsarbeiten nicht geöffnet werden. Das ist bei Speichern über Behältern der Fall, wenn z. B. ein Rührwerk getauscht werden soll.

Wann die meisten Schäden an Gasspeichern auftreten

Die Untersuchung des KIT aus dem Jahr 2020 an einem Versuchsfermenter zeigte, dass ein textiler Biogasspeicher äußert sensibel – und je nach Füllstand unterschiedlich – auf Umweltfaktoren wie Wind, Wärme oder Kälte reagiert. Bei ungünstigen Betriebszuständen kann das zu Problemen führen: In einem prall gefüllten Speicher genügt vielleicht ein heißer Sommertag, um Versagen an den Nähten zu verursachen, weil sich die Gase schnell ausdehnen. Trifft dagegen starker Wind auf ­einen niedrigen Füllstand, kann die Membran durch Flattern und Schlagen beschädigt werden.

Zum Aufplatzen der Speicherdachfolie kann es laut Ascher auch aus anderen Gründen kommen:

  • Die Innenmembran kann durch Überdruck oder Alterung platzen.
  • Alterungsschäden können u.a. durch Schwefelbakterien auftreten, die sich in das Gewebe hineinfressen.
  • Beide Membranen können platzen, wenn die Innenmembran auf die Außenmembran drückt.
  • Auch Produktionsfehler an der Speicherdachfolie können Störungen ver­ursachen. Wichtig ist laut Ascher eine hochwertige Verarbeitung wie die Hochfrequenzschweißung anstelle der einfachen Warmluftschweißnaht.

Regelmäßige Prüfung wichtig

Laut Institut für Entwerfen und Bautechnik am Karlsruher Institut für Technologie kann auch ein PVC-beschichtetes Polyestergewebe, das Spuren von Versandung bzw. rauer Oberfläche auf der Außenseite erkennen lässt, reißen.

Einige Gewerbeaufsichtsämter fordern mittlerweile, dass die bestehenden Tragluftfolien gewechselt werden sollten – oder ein Fachunternehmen eine Standzeitverlängerung bescheinigen soll. „Teilweise sind die Betreiber zu diesem Zeitpunkt stark verunsichert und erwarten einen starken wirtschaftlichen Schaden, obwohl die Folien in einem durchaus vertretbaren Zustand sind. Wir bieten die Prüfung der Membranen an und können, wenn das Ergebnis positiv ist, nach der Zusammenstellung der Dokumentationsunterlagen eine Standzeitverlängerung bescheinigen“, erklärt Björn Wrage.

Tipps zur Umrüstung: Recht und Förderung

  • Die Nachrüstung eines Gasspeichers lässt sich über das Programm „Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft“ des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) mit bis zu 40 % der Investitionssumme fördern. Lesen sie hierzu auch unser Interview mit der Energieauditorin und Beraterin Katharina Danner.
  • Entscheidendes Regelwerk für Gasspeicher ist die TRAS 120. Die Vorschrift, Hinweise und Erläuterungen finden Sie beim Fachverband Biogas unter www.biogas.org.
  • Das Institut für Entwerfen und Bautechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) rät, sich an die Empfehlungen des DWA-Merkblattes 377 zu halten –  www.dwa.de

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