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Entdeckung der Lecks in den Biogasanlagen durch Laser

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Forscher arbeiten an einer Technik, die hilft, Lecks besser zu ermitteln

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Ist das Biogas instandhält Anlagen schwierig. Lecks, von denen Methan entgeht, sind besonders problematisch? von einer Sicherheit ein technisches, ein ökonomisches sowie eine umweltfreundliche Perspektive. Forscher arbeiten an einer Technik, die hilft, Lecks besser zu ermitteln. In diesem Prozess entdeckt ein Laser die Lecks von einigen wegmeßinstrumenten.

Es gibt fast 8.000 Biogasanlagen heute in Deutschland. Sie benutzen Lebendmasse-abgeleitetes Gas, um Elektrizität und Hitze zu erzeugen. 2013 produzierten die Operatoren insgesamt 26.42 tera-

Wattstunden (TWh) Elektrizität. Dieses stellt ungefähr 17 Prozent der groben Elektrizitätserzeugung von den erneuerbaren Energien dar. In Deutschland sind 7.5 Million Haushalte jetzt pro-

auf diese Art vided mit Elektrizität. Die Anforderungen für die Betriebstechnik der Gasanlagen sind hoch. Durchsickern ist besonders problematisch. Sogar können kleine Lecks von den Verbindungen der Gaslinien oder der Gärungserreger Konsequenzen haben: Entgehendes Methan kann Feuer, ökonomischen Schaden und eine Verschlechterung des Carbonabdruckes des Gens ergeben

steuerpflichtige Elektrizität.

Eine Technologie ermangelt noch, die Operatoren erlaubt, Lecks in allen Systemsteilen unten schnell, billig und sicher aufzuspüren. In einem Projekt, das durch das deutsche Bundesministerium der Nahrung und der Landwirtschaft (BMEL) finanziert wird, sprechen Forscher und ein messendes Gerätehersteller jetzt diesen Punkt an. Nach anderthalb Jahren haben die Experten ein Demonstrationsmodell entwickelt, das, ohne Kontakt aufzunehmen ermittelt, das Biogas oder Erdgas, die von den Lecks durch den Gebrauch eines Lasers entgehen. Schneller und genauer, als vorher möglich gewesen war. Das Projekt bezog das Fraunhofer Institut für körperliche Maß-Techniken IPM in Freiburg, das Fraunhofer Institut für Klima-, Sicherheits-und Energie-Technologie UMSICHT in Oberhausen und im Messinstrumenthersteller Schütz GmbHMesstechnik von Lahr mit ein.

Methan offenbar identifizierenen

Die Technologie entwickelte sich beim Fraunhofer IPM basiert auf Spektroskopie der optischen Emission und der Rückwärtsstreuung. Im Prozess ermittelt das Licht von einem starken Laserstrahl entgehendes Methan. Gleichzeitig bestrahlt das Gas Teil des Lichtes zurück. Die Wissenschaftler analysieren diesen Anteil und stellen die Gaskonzentration vom Absorptionsspektrum der entgehenden Substanz fest. Da das Gasspektrum sehr exakt ist, nur Methan sehr selektiv und keine anderen Gase gemessen wird. Die Technologie ist in einem kastenförmigen Demonstrationsmodell. Sie steht auf einem three-legged Stativ und wird am Teil der Ausrüstung verwiesen, die kontrolliert werden soll. Der optische Teil des Maßsystems enthält den Laser, den Detektor, die Kamera und den Entfernungsmesser. Ein verbundener Tablette PC sammelt die Daten und wertet sie aus. Die Schirmanzeigen die grafisch redigierten Informationen hinsichtlich des entgehenden Methans und die genaue Position des Lecks. Maße von bis 15 Metern des Abstandes sind möglich.

Forscher können mit dem System sehr genau messen: Sie haben die Wellenlänge des Lasers optimal angepasst. Eine allgemeine Flanschgröße der Verbindungen von ungefähr 15 cm wird mit drei bis vier Maßverfahren gemessen. Zusätzlich ermittelt die Technologie übermäßige Gaskonzentrationen in den Räumen und stellt fest, wenn diese zu den Menschen gefährlich sind. Die Forscher berechnen die Konzentration unter Verwendung der Daten vom eingebauten Entfernungsmesser. Der Operator weiß auch, wie viel Gas bereits entgangen ist. Dieses ist eine andere einzigartige Eigenschaft des neuen Systems.

Dr. Johannes Herbst, Maßtechnologieexperte beim Fraunhofer IPM, erwartet die Technologie, um zum Markt in den folgenden drei bis fünf Jahren bereit zu sein. Im Labor ziehen die Forscher z.Z. innen auf anderen Funktionen ab. Sie haben z.B. gefolgt mit, Methan zu ermitteln ohne das umgekehrte Licht. Zu diesem Zweck wird das Gas selbst durch einen starken Laser belichtet. ? Zukünftig ist die Maßmannschaft in der Lage, das gesamte System vom Boden leicht zu überprüfen. Er verwendete, um notwendig zu sein, Strichleitern zu klettern und die Lecks sofort zu identifizierenen? besagtes Herbst.