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Title:
MODULAR BIOGAS FACILITY, METHOD FOR OPERATING A MODULAR BIOGAS FACILITY AND SYSTEM FOR MONITORING AND CONTROL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/044150
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a modular, mobile, compact, multi-stage and highly efficient biogas facility (100), a method for operating a modular biogas facility (100), and a system for the computer-assisted, decentralized monitoring and control of at least one modular biogas facility (100). The system can be equipped with modular, local intelligence and a local control unit. The modular biogas facility (100) is provided with a plurality of tanks (10) for accommodating biomass (3). The tanks (10) can be fluidically connected to one another. Furthermore, at least one gas reservoir (20) is provided for the biogas produced in the modular biogas facility (100). Each of the tanks (10) is a module (1) in the biogas facility (100). Each tank can be positioned in a rigid and cuboidal frame (12), with the cuboidal frame (12) having six side faces (14). The side faces (14) of the cuboidal frame (12) define an envelope for the tank (10).

Inventors:
URBAN GREGOR (DE)
SCHMIDT THOMAS (DE)
SCHMIDT MARTIN (DE)
BRÜSE THOMAS (DE)
DANNER WALTER (DE)
Application Number:
PCT/IB2019/056790
Publication Date:
March 05, 2020
Filing Date:
August 09, 2019
Export Citation:
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Assignee:
GOFFIN ENERGY GMBH (DE)
International Classes:
C12M1/107; C12M1/00; C12M1/34; C12M1/36; C12M3/00
Domestic Patent References:
WO2013088067A12013-06-20
Foreign References:
DE202005012340U12006-12-07
DE102010044988A12012-03-15
DE102009028474A12011-02-17
DE202010000437U12010-06-02
DE102008015609A12009-10-01
EP2781589A12014-09-24
DE20104047U12001-10-25
DE69320490T21999-05-06
DE202013101554U12013-06-05
DE19958142A12001-02-22
DE102004062993A12006-07-13
DE102008015609A12009-10-01
DE202013101554U12013-06-05
CN104140928A2014-11-12
CN106281996A2017-01-04
DE19958142A12001-02-22
DE102004053615B32006-05-18
DE102013107621A12014-05-15
DE202005012340U12006-12-07
DE202010000437U12010-06-02
DE102004062993A12006-07-13
Attorney, Agent or Firm:
REICHERT & LINDNER PARTNERSCHAFT PATENTANWÄLTE (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Modulare Biogasanlage (100) umfassend

eine Vielzahl von Tanks (10) zur Aufnahme von Biomasse (3), wobei die Tanks (10) fluide miteinander verbindbar sind, und

mindestens einen Gasspeicher (20) für das in der modularen Biogasanlage (100) erzeugte Biogas,

dadurch gekennzeichnet, dass

jeder der Tanks (10) ein Modul (1 ) der modularen Biogasanlage (100) ist und mehrere Stellelemente (25) umfasst, die derart an jedem der Tanks (10) vorgesehen sind, dass sie einen quaderförmigen Rahmen (12) definieren, der sechs

Seitenflächen (14) definiert und die Seitenflächen (14) des quaderförmigen Rahmens (12) eine Einhüllende für den Tank (10) bilden.

2. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 1 , wobei die mehreren

Stellelemente an einem starren quaderförmigen Rahmen (12) angebracht sind, wobei die sechs Seitenflächen (14) des starren, quaderförmigen Rahmens (12) die

Einhüllende für den Tank (10) definieren.

3. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 1 , wobei die Module (1 ) der modularen Biogasanlage (100) ferner mindestens zwei schließbare Einhausungen (31 , 32, 33), umfassen, wobei jede der schließbaren Einhausungen (31 , 32, 33) die Größe des quaderförmigen Rahmens (12) aufweist, und wobei jede der schließbaren Einhausungen (31 , 32, 33) an mindestens einer Seitenfläche (14) zugänglich ausgebildet ist und die restlichen Seitenflächen (14) des Rahmens (12) mit einer Verkleidung versehen sind.

4. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 3 umfassend

eine erste Einhausung (31 ), die ein Blockheizkraftwerk enthält, das das in der modularen Biogasanlage (100) erzeugte Biogas als Energieträger verwendet, und eine zweite Einhausung (32), die eine Steuerungselektronik für die gesamte modulare Biogasanlage (100), mindestens eine Pumpe (41 ), die den gesteuerten Transport der Biomasse (3) innerhalb der modularen Biogasanlage (100)

bewerkstelligt, und mindestens eine Heizeinrichtung (40), die zur gesteuerten

Temperatureinstellung mit den Tanks (10) verbindbar ist, enthält.

5. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 3 umfassend

eine erste Einhausung (31 ), die ein Blockheizkraftwerk enthält, das das in der modularen Biogasanlage (100) erzeugte Biogas als Energieträger verwendet,

eine zweite Einhausung (32), die eine Steuerungselektronik für die gesamte modulare Biogasanlage (100) enthält, und

eine dritte Einhausung (33), die mindestens eine Pumpe (41 ), die den

Transport der Biomasse (3) innerhalb der modularen Biogasanlage (100)

bewerkstelligt, und mindestens eine Heizeinrichtung (40), die zur gesteuerten

Temperatureinstellung mit den Tanks (10) verbindbar ist, enthält.

6. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 4 oder , wobei die mindestens eine Pumpe (41 ) über ein Leitungssystem mit den Tanks (10) verbunden ist und jedem der Tanks (10) ein Steuer- und regelbares Ventil (Y) zugeordnet ist, und wobei die Heizeinrichtung (40) über ein Leitungssystem verfügt, das zu den Tanks (10) führt, wobei jedem Tank (10) ein Steuer- und regelbares Ventil (Y) zugeordnet ist, um die Einstellung eines erforderlichen Temperaturbereichs der Biomasse (3) in den Tanks (10) zu erzielen.

7. Modulare Biogasanlage (100) einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tanks (10) Hydrolysetanks und Fermentertanks umfassen, wobei jeder der Tanks (10) einen Anschluss für die Zu- und Abfuhr von Biomasse, einen Anschluss für eine Zufuhr von Biogas und einen Anschluss für eine Abfuhr von Biogas ausgebildet hat.

8. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 7, wobei mindestens zwei Hydrolysetanks vorgesehen sind.

9. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 1 , wobei ein Gärrestelager vorgesehen ist, das vergorene Reste aus den Tanks (10) der modularen

Biogasanlage (100) aufnimmt.

10. Modulare Biogasanlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein druckloser Gasspeicher (20) vorgesehen ist, der zumindest zur Aufnahme von Biogas aus der modularen Biogasanlage (100), zur Abgabe von Biogas an das Blockheizkraftwerk und zur Rückführung von Biogas in die Tanks (10) ausgebildet ist.

11. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 10, wobei der drucklose

Gasspeicher (20) aus einem flexiblen Material ist und ein Ende definiert, das mit einer Verkleidung einer Transporteinhausung (34) des Gasspeichers (20) verbunden ist.

12. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 10 oder 11 , wobei das

Gärrestelager mit dem Gasspeicher (20) zur Zufuhr von Biogas aus dem

Gärrestelager in den Gasspeicher (20) verbunden ist.

13. Verfahren zum Betreiben einer modularen Biogasanlage (100), die zumindest eine Vielzahl an Tanks (10) zur Aufnahme von Biomasse (3) umfasst, wobei mindestens zwei der Tanks (10) Hydrolysetanks sind und mindestens ein weiterer Tank (10) ein Fermentertank ist, und mindestens einen Gasspeicher (20) für das in der modularen Biogasanlage (100) erzeugte Biogas umfasst, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

batchweises Befüllen der Hydrolysetanks mit Biomasse (3), wobei in den Hydrolysetanks ein erster Temperaturbereich und ein erster pH- Bereich vorherrscht; dass in dem mindestens einen Fermentertank die Produktion von Biogas aus der Biomasse (3) aus den Hydrolysetanks erfolgt, wobei in dem mindestens einen Fermentertank ein zweiter Temperaturbereich °C und ein zweiter pH-Bereich vorherrscht; und dass eine Produktionsrate des Biogases kontinuierlich überwacht wird und wenn in einen der Fermentertanks die Produktionsrate unter einen vordefinierten Wert fällt, wird Biomasse (3) aus einem der Hydrolysetanks nachgeliefert, bis die

Produktionsrate wieder über dem vordefinierten Wert liegt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei zumindest den Hydrolysetanks und den Fermentertanks steuerbare Ventile zugeordnet sind und die Hydrolysetanks und die Fermentertanks derart über Leitungen mit mindestens einer Pumpe verbunden sind, dass die Hydrolysetanks und/oder die Fermentertanks in beliebiger Kombination derart verschaltet werden, dass Biomasse (3) den Hydrolysetanks und/oder den Fermentertanks wahlweise zugeführt beziehungsweise aus diesen wahlweise abgeführt werden kann.

15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Hydrolysetanks und die

Fermentertanks jeweils mit einem Zu- und Ablauf für Heizfluid versehen sind und wobei in jedem Zu- und Ablauf jeweils ein steuerbares Ventil vorgesehen ist, so dass mit mindestens einer Heizfluidpumpe bedarfsgerecht den Hydrolysetanks und/oder Fermentertanks das Heizfluid gesteuert zugeführt werden kann.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei mindestens ein

Gärrestelager vorgesehen ist, dem ein steuerbares Ventil in einer Leitung zum

Gärrestelager zugeordnet, so dass gesteuert aus mindestens einem der

Fermentertanks dem Gärrestelager Biomasse (3) zugeführt werden kann.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei dem Gasspeicher (20) zumindest Biogas aus dem mindestens einen Fermentertank drucklos zugeführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei Biogas gesteuert zur Energieerzeugung aus dem Gassppeicher (20) entnommen und einem Blockheizkraftwerk, das in einem Modul (1 ) der modularen Biogasanlage (100) vorgesehen ist, zugeführt wird, oder wobei Biogas aus dem Gasspeicher (20) mit einem Kompressor verdichtet wird und das verdichtete Biogas gesteuert zumindest in einem mit Biomasse (3) gefüllten Fermentertank eingeblasen wird.

19. System zur computergestützten, dezentralen Überwachung und Steuerung mindestens einer modularen Biogasanlage (100) gekennzeichnet durch:

mehrere modulare Biogasanlagen (100i, I OO2, ... , 100N), wobei jede der modularen Biogasanlagen (100i, I OO2, ... , 1 00N) aus mehreren einzelnen und beweglichen Modulen (1 ) besteht und jedem der Module (1 ) ist mindestens ein Aktor (41 , 42, 44) und/oder mindestens ein Sensor und/oder mindestens eine Messstelle (49) zugeordnet, die mit mindestens einer Datenerfassungseinheit (104) kommunikativ verbunden sind;

eine Kommunikationseinrichtung (106), die jeder der modularen Biogasanlagen (100i, 10O2, ... , 1 00N) zugeordnet ist und Daten der Datenerfassungseinheit (104) an eine Cloud (110) liefert beziehungsweise Daten von der Cloud (110) empfängt;

eine zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit (120), die kommunikativ mit der Cloud (110) verbunden ist, um zentralisiert die modularen Biogasanlagen (100i, 1002, ... , 100N) zu überwachen und automatisiert zu steuern; und

eine Benutzerschnittstelle (108) ist jeder der modularen Biogasanlagen (100i,

10O2, ... , 100N) zugeordnet, an die von der zentralen Steuerungs- und

Überwachungseinheit (120) Meldungen oder Warnungen übermittelbar sind.

20. System nach Anspruch 19, wobei die Datenerfassungseinheit (104) mit mindestens einer Steuerung (103) kommunikativ verbunden ist und die Steuerung (103) ist kommunikativ mit der Cloud (110) verbunden.

21. System nach Anspruch 19, wobei jedes der Module (1 ) mit einer intelligenten Kopfstation (105) versehen ist und jede intelligente Kopfstation (105) Daten des jeweiligen Moduls (1 ) erfasst, zumindest teilweise das jeweilige Modul (1 ) steuert und mit der Cloud (110) kommunikativ verbunden ist, und wobei die Steuerung (103) für die Module (1 ) in der Cloud (110) realisiert ist.

22. System nach einem der Ansprüche 19 - 21 , wobei die mehreren Module (1 ) der modularen Biogasanlagen (100i, I OO2, ... , 1 00N) mindestens zwei Hydrolysetanks, mehrere Fermentertanks, mindestens einen drucklosen Gasspeicher (20) und mehrere Einhausungen (31 , 32, 33) umfassen.

23. System nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei eine erste Einhausung (31 ) ein Blockheizkraftwerk enthält, das über die zentrale Steuerungs- und

Überwachungseinheit (120) betreibbar ist, um somit das in den modularen

Biogasanlagen (100i, I OO2, ... , 1 00N) erzeugte Biogas als Energieträger zu verwenden.

24. System nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei eine dritte Einhausung (33) mindestens eine Pumpe (41 ) enthält, die gesteuert über die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit (120) in Verbindung mit der Steuerung (103) den Transport der Biomasse (3) innerhalb der modularen Biogasanlagen (100i, I OO2, ... , 1 00N) bewerkstelligt, und mindestens eine Heizeinrichtung (40) enthält, die gesteuert über die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit (120) in Verbindung mit der Steuerung (103) die Temperatur in den Tanks (10) der modularen Biogasanlagen (100i, 1002, ... , 100N) zumindest innerhalb eines vorgegebenen Intervalls hält. 25. System nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei Parameter der mehreren modularen Biogasanlagen (100i, I OO2, ... , 1 00N) in der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit (120) verglichen werden, und wobei daraus

Optimierungskriterien für eine Verarbeitung und Umsetzung der Biomasse (3) in den modularen Biogasanlagen (100i, I OO2, ... , 1 00N) des Systems gewonnen werden.

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE

beim Internationalen Büro eingegangen am 13 Februar 2020 (13.02.2020)

1. Modulare Biogasanlage (100) umfassend

eine Vielzahl von Tanks (10) zur Aufnahme von Biomasse (3), wobei die Tanks (10) der modularen Biogasanlage mindestens zwei Hydrolysetanks und mindestens einen Fermentertank umfassen und fluide miteinander verbunden sind, und

mindestens einen Gasspeicher (20) für das in dem mindestens einen

Fermentertank der modularen Biogasanlage (100) erzeugte Biogas,

dadurch gekennzeichnet, dass

mehrere Stellelemente (25) an einem starren quaderförmigen Rahmen (12) angebracht sind , der sechs Seitenflächen (14) definiert und die Seitenflächen (14) des starren, quaderförmigen Rahmens (12) eine Einhüllende für den Tank (10) bilden.

2. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 1 , wobei die Module (1 ) der modularen Biogasanlage (100) ferner mindestens zwei schließbare Einhausungen (31 , 32, 33), umfassen, wobei jede der schließbaren Einhausungen (31 , 32, 33) die Größe des quaderförmigen Rahmens (12) aufweist, und wobei jede der schließbaren Einhausungen (31 , 32, 33) an mindestens einer Seitenfläche (14) zugänglich ausgebildet ist und die restlichen Seitenflächen (14) des Rahmens (12) mit einer Verkleidung versehen sind.

3. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 2 umfassend

eine erste Einhausung (31 ), die ein Blockheizkraftwerk enthält, das das in der modularen Biogasanlage (100) erzeugte Biogas als Energieträger verwendet, und eine zweite Einhausung (32), die eine Steuerungselektronik für die gesamte modulare Biogasanlage (100), mindestens eine Pumpe (41 ), die den gesteuerten Transport der Biomasse (3) innerhalb der modularen Biogasanlage (100)

bewerkstelligt, und mindestens eine Heizeinrichtung (40), die zur gesteuerten

Temperatureinstellung mit den Tanks (10) verbindbar ist, enthält.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

4. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 2 umfassend

eine erste Einhausung (31 ), die ein Blockheizkraftwerk enthält, das das in der modularen Biogasanlage (100) erzeugte Biogas als Energieträger verwendet,

eine zweite Einhausung (32), die eine Steuerungselektronik für die gesamte modulare Biogasanlage (100) enthält, und

eine dritte Einhausung (33), die mindestens eine Pumpe (41 ), die den

Transport der Biomasse (3) innerhalb der modularen Biogasanlage (100)

bewerkstelligt, und mindestens eine Heizeinrichtung (40), die zur gesteuerten

Temperatureinstellung mit den Tanks (10) verbindbar ist, enthält.

5. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 3 oder 4 , wobei die mindestens eine Pumpe (41 ) über ein Leitungssystem mit den Tanks (10) verbunden ist und jedem der Tanks (10) ein Steuer- und regelbares Ventil (Y) zugeordnet ist, und wobei die Heizeinrichtung (40) über ein Leitungssystem verfügt, das zu den Tanks (10) führt, wobei jedem Tank (10) ein Steuer- und regelbares Ventil (Y) zugeordnet ist, um die Einstellung eines erforderlichen Temperaturbereichs der Biomasse (3) in den Tanks (10) zu erzielen. 6. Modulare Biogasanlage (100) einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder der Tanks (10) einen Anschluss für die Zu- und Abfuhr von Biomasse, einen Anschluss für eine Zufuhr von Biogas und einen Anschluss für eine Abfuhr von Biogas ausgebildet hat.

7. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 1 , wobei ein Gärrestelager vorgesehen ist, das vergorene Reste aus den Tanks (10), welche Fermentertanks sind, der modularen Biogasanlage (100) aufnimmt.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

8. Modulare Biogasanlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein druckloser Gasspeicher (20) vorgesehen ist, der zumindest zur Aufnahme von Biogas aus der modularen Biogasanlage (100), zur Abgabe von Biogas an das Blockheizkraftwerk und zur Rückführung von Biogas in die Tanks (10), welche

Fermentertanks sind, ausgebildet ist.

09. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 8, wobei der drucklose

Gasspeicher (20) aus einem flexiblen Material ist und ein Ende definiert, das mit einer Verkleidung einer Transporteinhausung (34) des Gasspeichers (20) verbunden ist.

10. Modulare Biogasanlage (100) nach Anspruch 8 oder 9, wobei das

Gärrestelager mit dem Gasspeicher (20) zur Zufuhr von Biogas aus dem

Gärrestelager in den Gasspeicher (20) verbunden ist.

11. Verfahren zum Betreiben einer modularen Biogasanlage (100), die zumindest eine Vielzahl an Tanks (10) zur Aufnahme von Biomasse (3) umfasst, wobei mindestens zwei der Tanks (10) Hydrolysetanks sind und mindestens ein weiterer Tank (10) ein Fermentertank ist, und mindestens einen Gasspeicher (20) für das in der modularen Biogasanlage (100) erzeugte Biogas umfasst, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

batchweises Befüllen der Hydrolysetanks mit Biomasse (3), wobei in den Hydrolysetanks ein erster Temperaturbereich und ein erster pH- Bereich vorherrscht; dass mittels einer Pumpe die Biomasse (3) aus dem mindestens einen

Hydrolysetank in den mindestens einen Fermentertank überführt wird;

dass in dem mindestens einen Fermentertank die Produktion von Biogas aus der Biomasse (3) aus dem mindestens einen Hydrolysetank erfolgt, wobei in dem mindestens einen Fermentertank ein zweiter Temperaturbereich °C und ein zweiter pH-Bereich vorherrscht; und

dass eine Produktionsrate des Biogases kontinuierlich überwacht wird und wenn in einen der Fermentertanks die Produktionsrate des Biogases unter einen

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) vordefinierten Wert fällt, wird Biomasse (3) aus einem der Hydrolysetanks

nachgeliefert, bis die Produktionsrate wieder über dem vordefinierten Wert liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei zumindest den Hydrolysetanks und den Fermentertanks steuerbare Ventile zugeordnet sind und die Hydrolysetanks und die Fermentertanks derart über Leitungen mit mindestens einer Pumpe verbunden sind, dass die Hydrolysetanks und/oder die Fermentertanks in beliebiger Kombination derart verschaltet werden, dass Biomasse (3) den Hydrolysetanks und/oder den Fermentertanks wahlweise zugeführt beziehungsweise aus diesen wahlweise abgeführt werden kann.

13. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei die Hydrolysetanks und die

Fermentertanks jeweils mit einem Zu- und Ablauf für Heizfluid versehen sind und wobei in jedem Zu- und Ablauf jeweils ein steuerbares Ventil vorgesehen ist, so dass mit mindestens einer Heizfluidpumpe bedarfsgerecht den Hydrolysetanks und/oder Fermentertanks das Heizfluid gesteuert zugeführt werden kann.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei mindestens ein

Gärrestelager vorgesehen ist, dem ein steuerbares Ventil in einer Leitung zum Gärrestelager zugeordnet, so dass gesteuert aus mindestens einem der

Fermentertanks dem Gärrestelager Biomasse (3) zugeführt werden kann.

15. System zur computergestützten, dezentralen Überwachung und Steuerung mindestens einer modularen Biogasanlage (100), die mindestens zwei

Hydrolysetanks, mindestens einen Fermentertank, mindestens einen drucklosen Gasspeicher (20) und mehrere Einhausungen (31 , 32, 33) umfasst, gekennzeichnet durch:

mehrere modulare Biogasanlagen (100i, 10O2, ... , 100N), wobei jede der modularen Biogasanlagen (100i, I OO2, ... , 1 00N) aus mehreren einzelnen und

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) beweglichen Modulen (1 ) besteht und jedem der Module (1 ) ist mindestens ein Aktor (41 , 42, 44) und/oder mindestens ein Sensor und/oder mindestens eine Messstelle (49) zugeordnet, die mit mindestens einer Datenerfassungseinheit (104) kommunikativ verbunden sind;

eine Kommunikationseinrichtung (106), die jeder der modularen Biogasanlagen (100i, 10O2, ... , 1 00N) zugeordnet ist und Daten der Datenerfassungseinheit (104) an eine Cloud (110) liefert beziehungsweise Daten von der Cloud (110) empfängt;

eine zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit (120), die kommunikativ mit der Cloud (110) verbunden ist, um zentralisiert die modularen Biogasanlagen (100i, 1002, ... , 100N) zu überwachen und automatisiert zu steuern; und

eine Benutzerschnittstelle (108) ist jeder der modularen Biogasanlagen (100i, I OO2, ... , 1 00N) zugeordnet, an die von der zentralen Steuerungs- und

Überwachungseinheit (120) Meldungen oder Warnungen übermittelbar sind.

16. System nach Anspruch 15, wobei die Datenerfassungseinheit (104) mit mindestens einer Steuerung (103) kommunikativ verbunden ist und die Steuerung (103) ist kommunikativ mit der Cloud (110) verbunden.

17. System nach Anspruch 16, wobei jedes der Module (1 ) mit einer intelligenten Kopfstation (105) versehen ist und jede intelligente Kopfstation (105) Daten des jeweiligen Moduls (1 ) erfasst, zumindest teilweise das jeweilige Modul (1 ) steuert und mit der Cloud (110) kommunikativ verbunden ist, und wobei die Steuerung (103) für die Module (1 ) in der Cloud (110) realisiert ist.

18. System nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei eine erste Einhausung (31 ) ein Blockheizkraftwerk enthält, das über die zentrale Steuerungs- und

Überwachungseinheit (120) betreibbar ist, um somit das in den modularen

Biogasanlagen (100i, I OO2, ... , 1 00N) erzeugte Biogas als Energieträger zu verwenden.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

19. System nach einem der Ansprüchel 1 bis 18, wobei eine dritte Einhausung (33) mindestens eine Pumpe (41 ) enthält, die gesteuert über die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit (120) in Verbindung mit der Steuerung (103) den Transport der Biomasse (3) innerhalb der modularen Biogasanlagen (100i, I OO2, ... , 100N)

bewerkstelligt, und mindestens eine Heizeinrichtung (40) enthält, die gesteuert über die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit (120) in Verbindung mit der Steuerung (103) die Temperatur in den Tanks (10) der modularen Biogasanlagen (100i, 1002, ... , 100N) zumindest innerhalb eines vorgegebenen Intervalls hält.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

Description:
MODULARE BIOGASANLAGE, VERFAHREN ZUM BETRIEB EINER MODULAREN BIOGASANLAGE UND SYSTEM ZUR ÜBERWACHUNG UND STEUERUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine modulare Biogasanlage. Die modulare

Biogasanlage umfasst eine Vielzahl von Tanks zur Aufnahme von Biomasse. Die Vielzahl der Tanks sind fluide miteinander verbindbar. Ferner ist mindestens ein Gasspeicher vorgesehen, der zur Aufnahme für das in der Biogasanlage erzeugte Biogas ausgebildet ist.

Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer modularen

Biogasanlage. Der Leistungsbereich, in kWh, der modularen Biogasanlage hängt dabei im Wesentlichen von der Verdaubarkeit der eingebrachten Biomasse und den Parametern ab, bei denen die modulare Biogasanlage betrieben wird. Insbesondere kann je nach Konfiguration eine modulare Biogasanlage in einem Leistungsbereich bis 500 kWh betreiben werden. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass der Leistungsbereich auch über 500 kWh ausgedehnt werden kann. Die modulare

Biogasanlage umfasst eine Vielzahl von Tanks, die zur Aufnahme von verdaubarer Biomasse ausgebildet sind. Aus der Vielzahl der Tanks sind mindestens zwei Tanks als Hydrolysetanks ausgebildet. Mindestens ein weiterer Tank der Vielzahl der Tanks ist ein Fermentertank. Ferner ist mindestens ein Speicher vorgesehen, der für die Aufnahme des in der Biogasanlage erzeugten Biogases geeignet ist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein System zur computergestützten, dezentralen Überwachung und Steuerung mindestens einer modularen Biogasanlage.

Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2008 015 609 A1 offenbart eine Biogasanlage und ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas. Hier ist ein Verfahren zur Herstellung von Biogas, insbesondere von Methangas, in einem mehrstufigen Prozess offenbart. Der mehrstufige Prozess umfasst einen Hydrolysevorgang und einen

Methanbildungsprozess. Der Hydrolysevorgang ist räumlich vom

Methanbildungsprozess getrennt. Die Biogasanlage selbst besitzt zumindest zwei Hydrolysebehälter und einen Gärbehälter beziehungsweise Fermenter für einen Methanbildungsprozess. Die wenigstens zwei Hydrolysebehälter sind räumlich getrennt vom nachgeordneten Fermenter. Ein Nachteil dieser Biogasanlage ist, dass diese nicht modular ist, nicht mobil ist und nicht kompakt aufgebaut ist. Hinzu kommt, dass diese Biogasanlage keine Fernwartung bzw. Fernkontrolle vorsieht. Ein Umzug an einen anderen Ort bzw. ein anderer Aufbau vor Ort ist nicht möglich.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 20 2013 101 554 U1 offenbart eine

Behälteranordnung einer Biogasanlage. Der Behälter weist einen Boden und eine umlaufende Wand auf. Die Wand des Behälters ist nach außen gegen wenigstens einen Container abgestützt. Der wenigstens eine Container enthält eine technische Einrichtung, die zum Betrieb der Biogasanlage erforderlich ist.

Die chinesische Patentanmeldung CN 10 41 40 928 offenbart einen Container für eine modulare Biogasanlage. Der Tankkörper ist im Container angeordnet. Ein

Tragrahmen ist zwischen dem Tankkörper und dem Container angeordnet. Der äußere Teil des Tankkörpers ist von einer Heizschleife aus einer Wasserleitung umgeben.

In der chinesischen Patentanmeldung CN 10 62 81 996 ist ein modularer Bioreaktor offenbart. Der modulare Bioreaktor umfasst mehrere Einrichtungen, die für die

Verdauung beziehungsweise die Fütterung der Biomasse erforderlich sind. Eine modulare Biogasanlage, wie sie bei der Erfindung beschrieben ist, ist hier nicht offenbart.

Die deutsche Patentanmeldung DE 199 58 142 A1 offenbart eine modulare

Biogasanlage. Die transportable, modular aufgebaute Biogasanlage umfasst einen Fermenter und ein Energieteil, die beide voneinander getrennte Bauelemente darstellen. Diese Bauteile sind in Standardtransportcontainer beziehungsweise in Standardtransportcontainerrahmen untergebracht. Der Fermenter verfügt über eine starre Hülle. Bei der hier beschriebenen Biogasanlage handelt es sich um einen einstufigen und nicht thermophilen Prozess. Die deutsche Patentschrift DE 10 2004 053 615 B3 offenbart ein Abbauverfahren von biogenem Material (Trockensubstratvergährung). Hierzu wird ein Perkulator mit biogenem Material bestückt. Eine Perkulationsflüssigkeit wird durch Sieben

abgetrennt und wieder auf das biogene Material gesprüht. Die überschüssige

Perkulationsflüssigkeit gelangt in einen Puffer und wird von dort in einem

Biogasreaktor verbracht und zu Biogas vergärt. Die gereinigte Perkulationsflüssigkeit wird als Abwasser in einen Speicherpuffer übergeführt und von dort wieder in den Perkulator verbracht. Eine Flüssigsubstrat-Vergärung (das Substrat wird pumpfähig verdünnt) ist nicht vorgesehen.

Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2013 107 621 A1 offenbart eine zentrale modulare Pump- und Zerkleinerungseinheit. Die modulare Pump- und

Zerkleinerungseinheit ist Teil einer Biogasanlage, welche mehrere über Fluidleitungen miteinander in Verbindung stehende Reaktions- und/oder Lagerbehälter, sowie Fördereinrichtungen beziehungsweise Pumpen aufweist. Die Pump- und

Zerkleinerungseinheit kann auch in einem Behältnis, wie beispielsweise in einem Container oder dergleichen, eingebaut werden.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 20 2005 012 340 U1 offenbart eine Biogasanlage und ein Modul für eine Biogasanlage. Die Biogasanlage umfasst mindestens einen Fermenter, sowie Module, welche technische Teile der Anlage aufnehmen.

Technische Teile der Anlage sind insbesondere die Steuerungs- und

Regelungstechnik, die Pumpentechnik, sowie zumindest ein Blockheizkraftwerk. Die Module als Umhausung beziehungsweise Gehäuse und die technischen Einheiten aufnehmende Behältnisse sind Fertiggaragen, welche für die Aufnahme der Module entsprechend ausgebildet sind. Eine Stapelbarkeit der einzelnen Module ist nicht vorgesehen.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 20 2010 000 437 U1 offenbart eine transportable, modular aufgebaute Biogasanlage mit einem zusammenhängenden Fermenterraum. Der Fermenterraum ist von mindestens zwei an ihren Stirnseiten miteinander verbindbaren beziehungsweise verbundenen, transportablen Fermentermodulen mit jeweils einer im Wesentlichen ebenen Grundfläche gebildet. Die Fermentermodule haben einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt.

Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2004 062 993 A1 offenbart eine Biogasanlage mit zumindest einem ortsfest montierten Fermenter und zumindest einer mobilen Containereinheit. Die Containereinheit umfasst zumindest zwei durch eine Wand voneinander getrennte Räume. In dem dem Fermenter benachbarten Raum der Containereinheit ist eine Technikeinheit montiert. In dem dem Fermenter

abgewandten Raum ist eine Vorrichtung zur Nutzung von Biogas montiert. Hier ist keine mobile Biogasanlage offenbart, sondern lediglich eine Mobilität der

Technikeinheit ist gegeben, die in einer Containereinheit untergebracht ist.

Im Stand der Technik unterscheidet man im Wesentlichen zwischen einer

mehrstufigen Biogasanlage und einer konventionellen, einstufigen Biogasanlage. Alle diese Biogasanlagen sind am Ort ihres Aufbaus fest verbaut und können somit nicht mehr bewegt werden. Lediglich einzelne Teile, wie beispielsweise Technikeinheiten, können in Containern untergebracht werden und sind somit leicht transportabel. Der Vorteil einer mehrstufigen Biogasanlage ist, dass sie bis zu 30 % effektiver ist als eine konventionelle, einstufige Biogasanlage. Hinzu kommt, dass die mehrstufigen

Biogasanlagen mit sämtlichen Typen an verdaubarer Biomasse gefüttert werden können. Die Verdaubarkeit der Biomasse oder der organischen Substanzen, die einer Biogasanlage zugeführt werden können, hängt im Wesentlichen von den

Mikroorganismen ab, die in der Biogasanlage vorhanden sind. Im Gegenzug hierzu benötigen die einstufigen Biogasanlagen ein vereinfachtes, standardisiertes Substrat, wie z.B. Mais oder auch Grassilage mit gleichbleibenden Nährwerten für die

Mikroorganismen. Die Verdauung von Biomasseabfall, wie z.B. faserigen und

Cellulose haltigen Stoffen, ist bei den einstufigen Biogasanlagen schwierig, wenn nicht gar unmöglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine modulare Biogasanlage zu schaffen, die einfach aufzubauen, leicht zu transportieren, erweiterbar ist, jederzeit funktionsfähig an einem anderen Aufstellort aufbaubar und kostengünstig gestaltbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine modulare Biogasanlage mit einer Vielzahl von Tanks zur Aufnahme von Biomasse gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Betreiben einer modularen Biogasanlage zu schaffen, das eine Vielzahl unterschiedlicher Typen von Biomasse verarbeiten kann und dabei eine höhere Effizienz bei der Erzeugung von Biogas sowie beim Abbau organischer Substanzen aufweist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer modularen

Biogasanlage gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 13 umfasst.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein System zur computergestützten, dezentralen Überwachung und Steuerung mindestens einer modularen Biogasanlage zu schaffen, das eine weitestgehend automatisierte Überwachung und Steuerung der installierten modularen Biogasanlage ermöglicht und dabei den Betrieb der modularen Biogasanlagen optimiert, um die Effizienz der Erzeugung von Biogas in den einzelnen modularen Biogasanlagen zu optimieren.

Diese Aufgabe wird durch ein System zur computergestützten, dezentralen

Überwachung und Steuerung mindestens einer modularen, mobilen Biogasanlage gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 19 umfasst.

Die modulare Biogasanlage zeichnet sich durch eine Vielzahl von Tanks aus, die zur Aufnahme von Biomasse ausgebildet sind. Die Vielzahl der Tanks sind fluide miteinander verbindbar, so dass Biomasse zwischen den einzelnen Tanks

ausgetauscht bzw. gepumpt werden kann. Die Biomasse kann beliebig zwischen den Tanks verteilt werden. Die einzelnen Tanks können auch je nach Anforderung genutzt werden. So können z.B. Tanks für die Hydrolyse als Fermentertanks genutzt werden und umgekehrt. Ferner ist mindestens ein Gasspeicher vorgesehen, der für die Aufnahme des in der modularen Biogasanlage erzeugten Biogases geeignet ist. Jeder der Tanks der modularen Biogasanlage bildet ein Modul der Biogasanlage. Mehrere Stellelemente sind pro Tank vorgesehen. Die Stellelemente sind derart Tank angebracht, dass sie einen quaderförmigen Rahmen definieren. Der quaderförmige Rahmen definiert sechs Seitenflächen, die eine Einhüllende für den Tank bilden.

Bevorzugt ist der Aufbau der Tanks der modularen Biogasanlage am dafür

ausgestalteten Aufstellort im Wesentlichen gleich, was zu einer erheblichen

Kosteneinsparung und Reduzierung der Teilevielfalt führt. Für die Fixierung der Tanks bzw. Module der modularen Biogasanlage können im Boden des Aufstellorts mehrere Verankerungselemente vorgesehen sein, die mit den Stellelementen

Zusammenwirken. Somit sind die Tanks bzw. die Module sicher am Ausstellort positioniert. Ebenso kann man die Module der modularen Biogasanlage leicht aufnehmen und an einem anderen Aufstellort umsetzen. Die mobilen Biogasanlagen können ebenfalls auf einfache Weise erweitert oder zurückbaut werden. Die

Erweiterung bzw. der Rückbau richtet sich an die an die mobilen Biogasanlagen gestellten Anforderungen. So können z.B. Module für die Flygenisierung, Separierung (Trennung von festen und flüssigen Bestandteilen der vergorenen Biomasse) und Trocknung der separierten, festen Bestandteile der vergoren Biomasse hinzugefügt werden.

Der modulare und variable Aufbau der Biogasanlagen spart Ressourcen ein, da eine einmal aufgebaute Biogasanlage jederzeit ohne zusätzliche größere Baumaßnahmen an einem anderen Aufstellort verwendet bzw. bedarfsgerecht erweitert oder zurückgebaut werden kann. Ein weiterer Vorteil der modularen Biogasanlage ist, dass diese mobil, kompakt, einen mehrstufigen Prozess ausführen kann und hoch effizient in der Verwertung der eingesetzten Biomasse ist.

Gemäß einer weiteren und vorteilhaften Ausführungsform sind die mehreren

Stellelemente an einem starren quaderförmigen Rahmen angebracht. Hier definieren die sechs Seitenflächen des starren, quaderförmigen Rahmens die Einhüllende für den Tank. Die Einhüllende, die durch die Stellelemente bzw. dem starren, quaderförmigen Rahmen gebildet ist, hat den Vorteil, dass die möglichen Anschlusselemente bzw. Anbauteile für den Tank innerhalb der Einhüllenden liegen. Dies reduziert bzw.

vermeidet die Beschädigung der Anschlusselemente bzw. Anbauteile beim Transport der Tanks.

In einer Ausführungsform sind die Tanks selbst aus einem starren und formstabilen Material gefertigt. Der starre und formstabile Tank kann gemäß einer möglichen Ausführungsform, wie bereits oben erwähnt, bevorzugt von dem starren und quaderförmigen Rahmen umgeben sein. Als Material für die Tanks ist

säurebeständiger Kunststoff, Glasfaser verstärkter Kunststoff, Edelstahl, Holz oder ein Laminat aus verschiedenen Materialien denkbar. Zumindest muss die der Biomasse zugewandte Schicht säure- und laugenbeständig sein.

In einer anderen Ausführungsform kann der Tank aus einem flexiblen Material hergestellt. Der Tank ist ebenfalls im starren Rahmen positioniert, wobei die

Seitenflächen des starren Rahmens bevorzugt mit einer starren formstabilen

Verkleidung versehen sind, damit der befüllte Tank innerhalb der Umrisse des Moduls verbleibt. In einer Ausführungsform sind die für den Tank erforderlichen Anschlüsse in der formstabilen Verkleidung des hinteren Endes des Tanks und/oder des vorderen Endes des Tanks vorgesehen.

In einer Ausführungsform umfassen die Module der modularen Biogasanlage ferner mindestens zwei verschließbare Einhausungen. Jede dieser verschließbaren

Einhausungen besitzt die Größe des quaderförmigen Rahmens. Jede Einhausung hat an mindestens einer Seitenfläche eine Tür beziehungsweise eine Zugangsöffnung ausgebildet. Die restlichen Seitenflächen des Rahmens sind mit einer Verkleidung versehen. Auch hier ist es von Vorteil, dass die Module für die Einhausungen in der Größe den Modulen für die Tanks entsprechen. Dies erleichtert erheblich

beziehungsweise standardisiert den Transport der Elemente der modularen

Biogasanlage. Gemäß einer ersten Ausführungsform der modularen Biogasanlage enthält eine erste Einhausung ein Blockheizkraftwerk, das das in der modularen Biogasanlage erzeugte Biogas als Energieträger verwendet. Eine zweite Einhausung enthält eine

Steuerungselektronik für die gesamte modulare Biogasanlage, mindestens eine Pumpe, mindestens eine Heizeinrichtung, und eine Druckluftsteuerung zu Erzeugung und Verteilung von Druckluft. Bevorzugt besitzt die zweite Einhausung eine

Trennwand, um somit die Steuerungselektronik für die modulare Biogasanlage von der Pumpe und der Heizeinrichtung zu trennen. Im Raum für die Steuerungselektronik kann auch ein Kontrollraum mit Visualisierung ausgebildet sein. Die Pumpe dient zum gesteuerten Transport der Biomasse innerhalb der Biogasanlage. Die Heizeinrichtung dient zur gesteuerten Temperatureinstellung der Tanks der modularen Biogasanlage. Die Heizeinrichtung kann dabei fluide mit den entsprechenden Tanks bedarfsgerecht verbunden werden, um somit in den jeweils ausgewählten Tanks die Temperatur einzustellen.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der als Module ausgebildeten Einhausung enthält eine erste Einhausung ein Blockheizkraftwerk, das das in der modularen Biogasanlage erzeugte Biogas als Energieträger verwendet. Eine zweite Einhausung dient zur Aufnahme einer Steuerungselektronik für die gesamte modulare

Biogasanlage. Die zweite Einhausung kann durch eine Trennwand in einem Raum mit der Steuerung (Elektronikraum) und einen Kontrollraum mit einer Visualisierung der Prozesse in der modularen Biogasanlage unterteilt werden. Eine dritte Einhausung umfasst mindestens eine Pumpe, die den Transport der Biomasse innerhalb der modularen Biogasanlage zwischen den einzelnen Tanks bewerkstelligt. Ebenso kann in der dritten Einhausung auch eine Heizeinrichtung vorgesehen sein, die zur gesteuerten Temperatureinstellung der Tanks verwendet werden kann. Ferner kann auch eine Druckluftsteuerung in der dritten Einhausung vorgesehen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Pumpe über ein Leitungssystem mit den Tanks der modularen Biogasanlage verbunden. Dabei ist jedem der Tanks ein Steuer- und regelbares Ventil zugeordnet. Durch das steuerbare und regelbare Ventil kann somit ausgewählt zwischen verschiedenen Tanks die Biomasse verbracht werden. Die Steuerungselektronik bzw. eine zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit regelt die Betätigung der entsprechenden Ventile, so dass die gesamte modulare Biogasanlage möglichst effektiv arbeitet und Biogas erzeugt. Ebenso verfügt die Heizeinrichtung über ein Leitungssystem, das zu den Tanks führt. Auch hier ist jedem Tank ein Steuer- und regelbares Ventil zugeordnet, um die individuelle Einstellung eines erforderlichen Temperaturbereichs der Biomasse in den einzelnen Tanks zu ermöglichen.

Gemäß einer möglichen Ausführungsform umfassen die Tanks der modularen

Biogasanlage Hydrolysetanks und Fermentertanks. Dabei hat zumindest jeder der Tanks zumindest einen Anschluss für eine Zu- und Abfuhr von Biomasse, einen Anschluss für eine Zufuhr von Biogas und einen Anschluss für eine Abfuhr von Biogas ausgebildet. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass andere Kombination von Anschlüssen und auch die Anzahl der Anschlüsse variieren können. Die oben beschriebene Ausgestaltung der Tanks dient lediglich der Beschreibung der Erfindung und soll nicht als eine Beschränkung aufgefasst werden.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße modulare

Biogasanlage dabei mindestens zwei Hydrolysetanks. Bevorzugt werden die

Hydrolysetanks im BATCH-Verfahren befüllt. So wird beispielsweise zunächst der erste Hydrolysetank gefüllt und der Hydrolyseprozess wird bei einer Temperatur, die aus einem ersten Temperaturbereich ausgewählt wird, gestartet. Bevorzugt erstreckt sich der erste Temperaturbereich von 40 bis 65 °C. Der ph-Bereich der Hydrolyse kann dabei im Bereich von 2 bis 9 liegen. Nachdem der erste Hydrolysetank gefüllt ist, wird der zweite Hydrolysetank ebenfalls im BATCH-Verfahren gefüllt, so dass dort auch die Hydrolyse starten kann. Aus dem ersten Hydrolysetank (dem vorherig gefüllten Hydrolysetank) wird je nach Steuerung fertiges„Hydrolysat“ (hydrolysierte Biomasse) in die Fermentertanks gepumpt bzw. überführt. Die erfindungsgemäße, modulare Biogasanlage hat den Vorteil, dass Pumpwege gesteuert ausgeführt werden können. Es kann somit von und zu jedem Tank der modularen Biogasanlage gepumpt werden. Die Überführung in den Fermentertank geschieht dabei gesteuert, so dass in io

dem Fermentertank immer eine im Wesentlichen konstante Rate der

Biogaserzeugung vorliegt. Durch die Perfektionierung des biochemischen Prozesses in der mehrstufigen Biogasanlage kann man circa 99,5 % oder mehr des möglichen Biogases aus einer Tonne von eingesetzter Biomasse erzielen. Jeder einzelne Tank kann individuell und unterschiedlich temperaturgesteuert werden. Dies ist hat den Vorteil das in den Tanks die Bedingungen für die Hydrolyse und/oder die

Fermentation unterschiedlich eingestellt und angepasst werden können.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform kann der modularen Biogasanlage ferner ein Gärrestelager zugeordnet sein. Das Gärrestelager dient zur Aufnahme der vergorenen Reste der Biomasse aus dem Fermentertank beziehungsweise den Fermentertanks der modularen Biogasanlage. Gegebenenfalls kann in dem

Gärrestelager noch eine Nachgärung erfolgen, so dass auch im Gärrestelager noch Biogas produziert wird, das ebenfalls einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann. In der Regel kann bei der erfindungsgemäßen Biogasanlage auf ein

Gärrestelager verzichtet werden, da die erfindungsgemäße Biogasanlage in den Fermentertanks für eine im Wesentlichen vollständige Vergärung der Biomasse sorgt. Für den Fall, dass ein Gärrestelager vorgesehen ist, wird die Überführung der vergorenen Reste der Biomasse aus den Fermentertanks in das Gärrestelager ermöglicht werden. Es ist somit erforderlich, dass das Gärrestelager mit den

Fermentertanks fluide verbunden ist. Das Gärrestelager beziehungsweise die

Gärrestelager können auch als transportable Module in Form der Tanks ausgebildet sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Gärrestelager auch fest am Aufstellort der modularen Biogasanlage installiert sein.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung kann die modulare Biogasanlage mit einem drucklosen Gasspeicher versehen sein. Üblicherweise wird bei Biogasanlagen das Biogas in Drucklos- bzw. Niederdruckspeichern in einem Bereich von 0,05 bis 50 mbar Überdruck gespeichert. Der drucklose Gasspeicher der erfindungsgemäßen Biogasanlage besteht aus einer beweglichen Folienmembran, die den entsprechenden Sicherheitsanforderungen zur Gasspeicherung gerecht wird. Der drucklose Gasspeicher dient zur Aufnahme von Biogas aus der modularen Biogasanlage, zur Abgabe von Biogas an das Blockheizkraftwerk, ggf. zur Aufnahme von Biogas aus einem vorhandenen Gärrestelager und zur Rückführung von Biogas in die Tanks. Um dies zu erzielen, ist ein entsprechendes Gasleitungssystem

vorgesehen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist für den Transport der einzelnen Module der drucklose Gasspeicher aus einem flexiblen Material hergestellt und in einer Transporteinhausung mit einer Verkleidung untergebracht. Nach dem Aufstellen des Moduls mit dem flexiblen drucklosen Gasspeicher kann dieser am Aufstellort ausgerollt werden. Hierzu wird das Modul (Transporteinhausung) entsprechend geöffnet. An einem Ende ist der Gasspeicher weiterhin mit einer Verkleidung der Transporteinhausung verbunden. Die Verkleidung der

Transporteinhausung hat dafür entsprechende Anschlüsse ausgebildet, so dass am Ort der Aufstellung eine einfache und schnelle Verbindung des Gassystems mit dem Gasspeicher erzielt werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform ist, falls vorhanden, dadurch gesetzliche Regularien in Deutschland gefordert, das Gärrestelager mit dem Gasspeicher zur Zufuhr von Biogas aus dem Gärrestelager verbunden. Dies hat den Vorteil, dass eine im Gärrestelager möglicherweise stattfindende weitere Vergärung der aus den Fermentertanks überführten Biomasse stattfindet und das im Gärrestelager erzeugte Biogas ebenfalls in den Gasspeicher überführt werden kann. Eine andere Verwendung des im

Gärrestelager erzeugten Biogases ist möglich.

Die hohe Modularität der erfindungsgemäßen modularen Biogasanlage hat den Vorteil, dass diese am Aufstellort schnell aufgebaut werden kann, da bereits ein Großteil bzw. zumindest die meisten Elemente der modularen Biogasanlage vorgefertigt und„ready to use“ sind. Die für die Verbindung der einzelnen Module der Biogasanlage erforderlichen Leitungen werden am Aufstellort ebenfalls in einem Modul angeliefert. Somit sind bereits alle oder zumindest die meisten der

Leitungsverbindungen zwischen den einzelnen Modulen vorgefertigt, so dass die Montage der modularen Biogasanlage am Aufstellort schnell und definiert vollzogen werden kann. Hinzu kommt der Vorteil, dass alle Module die gleiche Größe haben, was letztendlich den Transport und die Logistik erheblich erleichtert. Die Reduzierung der Teilevielfalt und die Standardisierung führen somit zu einer Kostensenkung in der Produktion der Biogasanlage. Die Möglichkeit der flexiblen Anordnung und die

Stapelbarkeit der Module der modularen Biogasanlage führen zu reduzierten

Standflächen und optimaler Raumnutzung.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben einer modularen

Biogasanlage. Insbesondere sind die modularen Biogasanlagen für einen

Leistungsbereich bis 500 kWh konfiguriert ist. Es ist für einen Fachmann

selbstverständlich, dass der hier angegebene Leistungsbereich nicht als

Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden kann. Bevorzugt werden die meisten installierten Biogasanlagen einen Leistungsbereich von 10 bis 500 kWh haben. Je nach Kundenanforderung können auch Leistungsbereiche über 500 kWh realisiert werden. Die modulare Biogasanlage umfasst dabei zumindest eine Vielzahl an Tanks zur Aufnahme von Biomasse. Dabei sind mindestens zwei der Tanks als

Hydrolysetanks ausgebildet. Mindestens ein weiterer Tank ist ein Fermentertank. Ferner ist mindestens ein Gasspeicher für das in der modularen Biogasanlage erzeugte Biogas vorgesehen. Zunächst werden die Hydrolysetanks batchweise mit Biomasse befüllt. In den Hydrolysetanks wird eine Temperatur aus einem ersten Temperaturbereich eingestellt. Bei der Hydrolyse liegt der ph-Wert in den

Hydrolysetanks innerhalb eines vordefinierten pH-Bereichs. Das batchweise Befüllen der Hydrolysetanks bedeutet, dass ein Tank in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Zeitintervall nahezu komplett befüllt wird. Beispielsweise kann das vorgegebenen Zeitintervall einen Tag betragen, so dass alle zwei Tage der gleiche Hydrolysetank befüllt wird. Die Biomasse zur Befüllung der Hydrolysetanks kann beispielsweise und ohne Beschränkung der Erfindung Hühnermist, Entenmist, Grassilage, Maissilage, Stroh, Lebensmittelabfall, Schlachtabfälle, und vieles mehr umfassen. Grundsätzlich können Fette, Proteine und Kohlenhydrate als Biomasse in der modularen

Biogasanlage verarbeitet werden. Generell kann die erfindungsgemäße Biogasanlage alles verarbeiten bzw. Verdauen was Fette, Öle, Fettsäuren, Lipide, ölähnliche Substanzen, Proteine, Eiweiße, Stärke(n), Zucker, Cellulose, Hemicellulose, Chitin und ähnliche Kohlenwasserstoffe beinhaltet. Im Hydrolysetank findet eine Hydrolyse und eine Versauerung statt. Die Hydrolyse und die Versauerung laufen beide im ersten Temperaturbereich und bei dem ersten pH-Bereich ab. Bei der Hydrolyse findet ein Aufbau von Fettsäuren, Aminosäuren und Alkoholen statt. Bei der Versauerung werden flüchtige Fettsäuren und Alkohole aufgebaut.

In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens findet in mindestens einem Fermentertank die Produktion von Biogas aus der aus den Hydrolysetanks überführten Biomasse statt. Die Produktion von Biogas findet in einem zweiten

Temperaturbereich, wie z.B. von 35 bis 60°C und bei einem zweiten pH-Bereich, wie z.B. von 6,5 bis 8,5, statt. Die Fermentation in den Fermentertanks ist ebenfalls in eine Essigsäurebildung (ein Sauerwerden) und in eine Methanisierung gegliedert. Beim Sauerwerden erfolgt der Aufbau von Essigsäure, Kohlendioxyd und Wasserstoff. Bei der Methanisierung erfolgt der Aufbau von Methan und Kohlendioxyd, wobei Methan einen Anteil von beispielsweise von 55 % bis 75% besitzt. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass der vorstehend erwähnte Methananteil keine Beschränkung der Erfindung darstellen soll.

Um den Produktionsprozess von Biogas in der modularen Biogasanlage effektiv zu halten, wird die Produktionsrate des Biogases in der modularen Biogasanlage kontinuierlich überwacht. Für den Fall, dass in einem der Fermentertanks die

Produktionsrate unter einen vordefinierten Wert fällt, wird Biomasse aus einem der Hydrolysetanks nachgeliefert, bis die Produktionsrate wieder über dem vordefinierten Wert liegt. Dies hat den Vorteil, dass die Produktion von Biogas in der modularen Biogasanlage effektiv erfolgt, so dass die Ausbeute des Biogases aus der modularen Biogasanlage immer auf einem hohen Niveau liegt und ein maximaler organischer Abbau der gefütterten Biomasse erfolgt.

In einer Ausführungsform sind zumindest den Hydrolysetanks und den

Fermentertanks steuerbare Ventile zugeordnet. Dabei sind die Hydrolysetanks und die Fermentertanks derart über Leitungen mit mindestens einer Pumpe verbunden, dass die Hydrolysetanks und/oder die Fermentertanks in beliebiger Kombination derart verschaltet werden können, dass Biomasse den Hydrolysetanks und/oder den

Fermentertanks wahlweise zugeführt beziehungsweise aus diesen wahlweise abgeführt werden kann.

In einer Ausführungsform sind die Hydrolysetanks und die Fermentertanks jeweils mit einem Zu- und Ablauf für Heizfluid versehen. Dabei ist in jedem Zu- und Ablauf jeweils ein steuerbares Ventil vorgesehen, so dass mit mindestens einer Heizfluidpumpe bedarfsgerecht den Hydrolysetanks und/oder den Fermentertanks das Heizfluid gesteuert zugeführt werden kann. Dadurch kann jeweils erreicht werden, dass die Temperatur in den Hydrolysetanks beziehungsweise Fermentertanks in dem für die Hydrolyse beziehungsweise Fermentation erforderlichen Temperaturbereich bzw. auf dem erforderlichen Temperaturniveau gehalten wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mindestens ein Gärrestelager vorgesehen. Diesem mindestens einen Gärrestelager ist ebenfalls ein steuerbares Ventil in einer Leitung zu dem mindestens einen

Gärrestelager zugeordnet. Mit dem steuerbaren Ventil ist es somit möglich, dass gesteuert aus mindestens einem der Fermentertanks dem mindestens einen

Gärrestelager die Biomasse zur möglichen Nachgärung zugeführt werden kann. Das mindestens eine Gärrestelager kann ebenfalls mit einer Gasleitung zum Gasspeicher versehen sein, um eventuell entstehendes Biogas aus dem Gärrestelager dem

Gasspeicher zuführen zu können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird dem Gasspeicher zumindest Biogas aus dem mindestens einen Fermentertank drucklos bzw. mit Niederdruck zugeführt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Biogas dem Gasspeicher gesteuert zur Energieerzeugung entnommen und einem Blockheizkraftwerk, das in einem Modul der Biogasanlage vorgesehen ist, zugeführt. Ebenso ist es möglich, das Biogas aus dem Gasspeicher mit einem Kompressor zu verdichten, so dass das verdichtete Biogas gesteuert zumindest in einem mit der Biomasse gefüllten Fermentertank eingeblasen werden kann. Durch das Einblasen von Biogas in die Biomasse des Fermentertanks erreicht man eine Durchmischung der Biomasse und somit eine verbesserte Produktion von Biogas was zu einer Verbesserung der Biogasqualität (mögliche Erhöhung des CH 4 - Anteils und Verringerung der CO 2 - und H 2 S - Gehalte) führt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen Anwendung in der modularen Biogasanlage kann eine Vielzahl von organischen Abfällen oder auch Energiepflanzen verarbeitet werden. Als Energiepflanzen können mit der erfindungsgemäßen

Biogasanlage beispielsweise, jedoch ohne Beschränkung der Erfindung, Mais oder Maissilage, Sudangras, Maiskolben, Gras, Klee, Roggen, Zuckerrüben, Weizen, Kartoffeln, usw. verarbeitet werden. Für den Fall, dass die modulare Biogasanlage auch ein Modul zur Separierung und ein Modul zur Trocknung der vergorenen

Biomasse umfasst, kann die getrocknete Biomasse z.B. eine Rohstoffgewinnung aus den vergorenen Resten der Biomasse zugeführt werden. Ebenso kann

beziehungsweise können mit der erfindungsgemäßen modularen Biogasanlage landwirtschaftlicher organischer Abfall, wie beispielsweise, jedoch ohne Beschränkung der Erfindung, flüssiger Viehmist, flüssiger Schweinemist, Entenmistschichten, Flühnermist, Pferdemist, Getreideprodukte, Stroh, Abfall bei der Olivenernte

(Olivenkerne), Vinasse, Zuckerrohr, Maisstengel, usw. verarbeitet werden. Ebenso kann mit der erfindungsgemäßen modularen Biogasanlage industrieller Bioabfall (industrielle Nebenprodukte, organische Abfälle und Bioabfälle), wie beispielsweise, jedoch ohne Beschränkung der Erfindung, eine Überproduktion von Bier, Brot, Müsliriegel, Gemüse, Früchte, sowie Tiermehl, Blut (Schlachtabfall), Kadavermehl, Fruchtabfall, Chinakohl, Molke, Eiscreme, Milchabfall, usw. verarbeitet werden.

Zusätzlich kann jeder andere organische Abfall oder Bioabfall, wie er beispielsweise in Küchen oder Restaurants entsteht, mit der modularen Biogasanlage verarbeitet werden.

Ferner ermöglicht die Erfindung ein System zur computergestützten, dezentralen Überwachung und Steuerung mindestens einer Biogasanlage. Das erfindungsgemäße System zur computergestützten, dezentralen Überwachung und Steuerung lässt sich vorteilhaft auf Biogasanlagen im breiten Leistungsbereich anwenden. Das System umfasst mehrere modulare Biogasanlagen, wobei jede der modularen Biogasanlagen aus mehreren einzelnen beweglichen Modulen besteht. Jedem der Module ist mindestens ein Aktor und/oder ein Sensor und/oder eine Messstelle zugeordnet. Die Aktoren und/oder Sensoren und/oder Messstellen sind mit mindestens einer

Datenerfassungseinheit kommunikativ verbunden. Ferner ist jeder der modularen Biogasanlagen eine Kommunikationseinrichtung zugeordnet. Über die

Kommunikationseinrichtung können die Daten der Datenerfassungseinheit an eine Cloud geliefert werden beziehungsweise können Daten oder Signale, die zur

Steuerung der modularen Biogasanlagen erforderlich sind, von der

Datenerfassungseinheit aus der Cloud empfangen werden. Eine zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit ist kommunikativ mit der Cloud verbunden und dient zum zentralisierten Überwachen und zum automatischen Steuern der modularen

Biogasanlagen vor Ort. Ferner ist jeder der modularen Biogasanlagen eine

Benutzerschnittstelle zugeordnet. An die Benutzerschnittstelle können von der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit ferngesteuert werden, und es können Meldungen oder Warnungen an die lokale Steuerung gesendet werden. Die Warnungen beziehungsweise Meldungen werden für den Benutzer beziehungsweise den Betreiber der jeweiligen örtlichen modularen Biogasanlage farblich

gekennzeichnet werden, um ihn auf notwendige Aktionen von seiner Seite

hinzuweisen. Durch die von der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit ausgesendeten Meldungen und Warnungen ist somit möglich, dass der Benutzer sofort in die jeweils betroffene modulare Biogasanlage eingreift, um mögliche Fehler bereits im Vorfeld zu beheben. Dies hat den Vorteil, dass die jeweils betroffene modulare Biogasanlage kontinuierlich arbeiten kann und Stillstandzeiten

weitestgehend vermieden werden können. Bei dieser Ausführungsform ist die

Datenerfassungseinheit mit mindestens einer Steuerung kommunikativ verbunden.

Durch die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit kann z.B. auch eine Condition Based Maintenance (CBM) realisiert werden. Die CBM Funktionen der Fernwartung sowie die Trendanalyen erlauben es, dass der Benutzer der modularen Biogasanlage frühzeitig auf mögliche Fehler oder Ausfälle hingewiesen wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine intelligente Kopfstation einem jeden Modul der modularen Biogasanlage zugeordnet. Die intelligente

Kopfstation umfasst eine Datenerfassungseinheit mit der Kommunikationseinrichtung. In der intelligenten Kopfstation sind die Parameter des jeweiligen Moduls der modularen Biogasanlage hinterlegt. Die intelligente Kopfstation kann somit auch die Steuerung des jeweiligen Moduls übernehmen. Die intelligenten Kopfstationen der modularen Biogasanlage sind untereinander und mit der Cloud kommunikativ verbunden. Die Steuerung für die Module ist dabei in der Cloud realisiert.

In einer Ausführungsform umfassen die mehreren Module der modularen

Biogasanlagen mindestens zwei Hydrolysetanks und mehrere Fermentertanks.

Ebenso ist ein druckloser Gasspeicher vorgesehen, der das Biogas zumindest aus den Fermentertanks aufnimmt. Zudem sind mehrere Module als Einhausungen ausgebildet, in denen beispielsweise, jedoch ohne Beschränkung der Erfindung, entsprechende Elemente für die Steuerungselektronik und den Betrieb der modularen Biogasanlagen untergebracht sind.

In einer Ausführungsform ist in einer ersten Einhausung ein Blockheizkraftwerk vorgesehen, das über die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit betreibbar ist. Mit dem Blockheizkraftwerk kann somit das in den modularen Biogasanlagen erzeugte Biogas als Energieträger verwendet werden.

In einer Ausführungsform ist in einer zweiten Einhausung eine Steuerungselektronik für alle modularen Biogasanlagen untergebracht. Die Steuerungselektronik ist dabei mit den einzelnen Aktoren, Sensoren usw. bzw. den Kopfstationen der einzelnen Module der modularen Biogasanlagen verbunden. Mit der Steuerungselektronik bzw. den Kopfstationen werden Steuersignale erzeugt beziehungsweise Daten gesammelt.

In einer Ausführungsform enthält eine dritte Einhausung mindestens eine Pumpe, die gesteuert über die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit den Transport der Biomasse innerhalb der modularen Biogasanlagen bewerkstelligt. Ebenso ist in der dritten Einhausung mindestens eine Heizeinrichtung vorgesehen, die gesteuert über die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit die Temperatur in den Tanks der modularen Biogasanlagen zumindest innerhalb eines vorgegebenen Intervalls hält.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems werden Parameter der mehreren modularen Biogasanlagen in der zentralen Steuerungs- und

Überwachungseinheit verglichen. Aus dem Vergleich können Optimierungskriterien für die Produktion der Biomasse in den einzelnen modularen Biogasanlagen des Systems gewonnen werden. Dies hat den Vorteil, dass der Produktionsprozess von Biogas in den einzelnen modularen Biogasanlagen aufgrund der Statistik bzw. de Überblicks mehrerer modularer Biogasanlagen durch die zentrale Steuerungs- und

Überwachungseinheit optimiert werden kann. Dies führt zu einer kontinuierlichen Verbesserung der Steuerung der Prozessabläufe und folglich auch zu einer

optimierten Ausbeute der Biogasproduktion aus der für den jeweiligen

Produktionsprozess zur Verfügung stehenden Biomasse.

Das erfindungsgemäße System zur zentralen Überwachung und Steuerung mehrerer modularer Biogasanlagen zeichnet sich dadurch aus, dass jede der modularen

Biogasanlagen eine lokale Datenerfassungseinheit besitzt. Gemäß einer anderen Ausführungsform des Systems kann jedes Modul der modularen Biogasanlage eine eigene (intelligente) Kopfstation aufweisen. Die intelligenten Kopfstationen sind in der Lage ebenfalls mit der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit zu

kommunizieren. Die intelligenten Kopfstationen übernehmen, falls vorhanden, kleinere Steueraufgaben und Sicherheitsfunktionen. Jedes Modul hat ein eigenes

Funktionsprofil (Parameter etc.) in den zugehörigen Kopfstationen hinterlegt und kann somit nahezu autark operieren.

Über die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit können mehrere der modularen Biogasanlagen (unabhängig von deren Ausführungsform) kontrolliert, überwacht und gesteuert werden. Der Vorteil der zentralen Überwachung und

Steuerung ist, dass man durch die Software, die die Prozesse kontrolliert, einen Schutz der modularen Biogasanlage erzielt, was letztendlich zu einer erhöhten lokalen Sicherheit und einer Verfügbarkeit der Biogasanlagen führt. Ebenso erreicht man dadurch eine Optimierung der Performance der einzelnen modularen Biogasanlagen, was durch einen globalen Benchmark und durch Verbesserungen der logischen Kontrolle erreicht werden kann. Hinzu kommt, dass die Optimierung der Performance der einzelnen modularen Biogasanlagen auch durch eine Trendanalyse und gegebenenfalls ein korrektives Eingreifen von Seiten der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit erreicht wird. Ebenso erreicht man durch die zentrale Kontrolle und Überwachung eine Kostenoptimierung und Vereinfachung in Hinblick auf die vorausschauenden Wartungen, der Führung des lokalen Betreibers der jeweiligen modularen Biogasanlage und der Zeitplanung hinsichtlich von Reparaturen oder Austausch von Komponenten der modularen Biogasanlagen.

Ferner zeichnet sich die erfindungsgemäße modulare Biogasanlage dadurch aus, dass sie eine einfache Konstruktion aufweist, was Zeit und Geld erspart. So sind für den Aufbau einer einzelnen modularen Biogasanlage bereits alle Teile vorgefertigt und können sofort für den Zusammenbau auf dem Platz der Aufstellung verwendet werden. Ebenso sind alle notwendigen Werkzeuge für den Aufbau der Biogasanlage im Lieferumfang enthalten. Der Aufbau und die Konstruktion werden vor Ort durch einen Experten begleitet.

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer einstufigen Biogasanlage, gemäß dem

Stand der Technik;

Figur 2 eine schematische Ansicht einer zweistufigen Biogasanlage, gemäß dem

Stand der Technik;

Figur 3 eine Draufsicht auf die Anordnung der verschiedenen Module einer

Ausführungsform der modularen Biogasanlage gemäß der Erfindung; Figur 4 eine Draufsicht auf eine andere Anordnung der Module der Ausführungsform der modularen Biogasanlage nach Figur 3;

Figur 5 eine Seitenansicht einer möglichen Ausführungsform eines Moduls, das als

Tank ausgebildet ist und bei der erfindungsgemäßen modularen Biogasanlage Verwendung findet;

Figur 6 eine Stirnansicht auf die Ausführungsform des Moduls nach Figur 5;

Figur 7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Moduls, das als

Tank ausgebildet ist und bei der erfindungsgemäßen modularen

Biogasanlage Verwendung findet;

Figur 8 eine Stirnansicht auf das Modul nach Figur 7;

Figur 9 eine Rückansicht auf das Modul nach Figur 7;

Figur 10 eine schematische Ansicht der Anordnung der verschiedenen Module einer

Ausführungsform der erfindungsgemäßen modularen Biogasanlage;

Figur 11 eine schematische Darstellung einer Einhausung, die mindestens eine

Pumpe und mindestens eine Fleizeinrichtung enthält;

Figur 12 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Einhausung, die den Gasspeicher darstellt;

Figur 13 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Moduls, das zur Fütterung von Flydrolysetanks verwendet wird;

Figur 14 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Tanks, der in der erfindungsgemäßen modularen Biogasanlage verwendet wird;

Figur 15 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Systems, wie die einzelnen modularen Biogasanlagen mit einer zentralen Steuerung und Überwachung kommunizieren;

Figur 16 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Systems, wie die einzelnen modularen Biogasanlagen mit einer zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit kommunizieren; und

Figur 17 eine schematische Darstellung der Kommunikation der einzelnen

modularen Biogasanlagen mit der Cloud (gemäß der Ausführungsform der Figur 15), die Bestandteil des erfindungsgemäßen Systems ist. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische

Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer einstufigen Biogasanlage 200 des Standes der Technik. Die Biogasanlage 200 umfasst eine Fördereinrichtung 201 , mit der Biomasse 3, welche in der Biogasanlage 200 verarbeitet werden soll, zunächst in einen Fermenterbehälter 204 transportiert wird.

Die Biomasse 3 kann im Fermenterbehälter 204 mit mindestens einem Rührwerk 203 gerührt werden, um somit den Fermentationsprozess im Fermenterbehälter 204 zu verbessern. Vom Fermenterbehälter 204 gelangt die Biomasse 3 in ein Gärrestelager 206. Hier kann die Gärung der Biomasse 3 noch weiter fortgeführt werden. Ebenfalls kann die Biomasse 3 hier im Gärrestelager 206 mit dem mindestens einen Rührwerk 203 bewegt werden.

Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer zweistufigen Biogasanlage 200, gemäß dem Stand der Technik. Im Gegensatz zur einstufigen Biogasanlage 200 (siehe Fig. 1 ) ist die zweistufige Biogasanlage 200 mit zwei Flydrolysebehältern 202 versehen. Mit der Fördereinrichtung 201 wird die Biomasse 3 im BATCFI-Verfahren zunächst in den einen Hydrolysebehälter 202 und danach in den anderen Hydrolysebehälter 202 überführt. Das BATCH-Verfahren bedeutet, dass z.B. bei der alternierenden Befüllung der Hydrolysebehälter 202 z.B. an einem Tag der eine Hydrolysebehälter 202 und am anderen Tag der andere Hydrolysebehälter 202 befüllt wird. Beide Hydrolysebehälter 202 können ebenfalls mit einem Rührwerk 203 versehen sein. Von dem Hydrolysebehälter 202 gelangt die Biomasse 3 in den Fermenterbehälter 204. Hier sind ebenfalls Rührwerke 203 vorgesehen. Nach

Abschluss der Fermentation beziehungsweise einem Nachlassen der Bildung von Biogas wird die Biomasse 3 aus dem Fermenterbehälter 204 in das Gärrestelager 206 übergeführt. Im Gärrestelager 206 kann möglicherweise noch eine weitere Produktion von Biogas erfolgen. Die Biomasse 3 im Gärrestelager 206 kann ebenfalls mit

Rührwerken 203 bewegt werden. Figur 3 und Figur 4 zeigen verschiedene Ausführungsformen des Aufbaus der erfindungsgemäßen modularen Biogasanlage 100. Aus den Figuren 3 und 4 ist ersichtlich, dass die modulare Biogasanlage 100 aus einer Vielzahl von Modulen 1 besteht. Die Module 1 haben dabei alle die gleiche Größe. Die gleiche Größe ist von besonderem Vorteil, da dies den Transport und die Produktion der einzelnen Module erheblich erleichtert und damit Kosten senkt. Hinzu kommt, dass die Größengleichheit der Module 1 , der Stapelbarkeit bzw. Kombinierbarkeit ermöglicht. Ein Teil der Module 1 der modularen Bioanlage 100 ist als Tanks 10 ausgebildet. Ein weiteres Modul 1 der modularen Biogasanlage 100 kann als eine erste Einhausung 31 ausgebildet sein. Ebenso kann ein weiteres Modul 1 als eine zweite Einhausung 32 ausgebildet sein und ein noch weiteres Modul 1 kann als eine dritte Einhausung 33 ausgebildet sein. In den Einhausungen 31 , 32, 33 können Elemente zur Steuerung der modularen

Biogasanlage 100 sowie zur Gewinnung von Energie aus dem durch die modulare Biogasanlage 100 erzeugten Biogas untergebracht sein. Ein weiteres Modul 1 der modularen Biogasanlage 100 ist eine Transporteinhausung 34. In der

Transporteinhausung 34 kann für den Transport ein Gasspeicher 20 untergebracht sein. Für den Betrieb der modularen Biogasanlage 100 kann der flexible Gasspeicher 20 aus der Transporteinhausung 34 ausgerollt werden und kommt somit auf einer Aufstellfläche 4 für die modulare Biogasanlage 100 zum Liegen, wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt.

Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass die in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen der modularen Biogasanlage 100 lediglich als Beispiele anzusehen sind und somit nicht die Erfindung beschränken. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass die Anzahl und die Anordnung der einzelnen Module 1 je nach Leistungsumfang der modularen Biogasanlage 100 geändert werden können.

Figur 5 zeigt eine Seitenansicht einer möglichen Ausführungsform eines Moduls 1 , das als Tank 10 ausgebildet ist und bei der erfindungsgemäßen modularen

Biogasanlage 100 Verwendung findet. Bei der hier dargestellten Ausführungsform eines Tanks 10 besitzt dieser mehrere Stellelemente 25. Die Stellelemente 25 dienen im Wesentlichen zur stabilen und positionssicheren Aufstellung der Tanks 10 auf einer dafür vorgesehenen Aufstellfläche (nicht dargestellt). Die Stellelemente 25 definieren einen virtuellen, quaderförmigen Rahmen 12, der sechs Seitenflächen 14 definiert. Die Seitenflächen 14 des virtuellen, quaderförmigen Rahmens 12 bilden eine Einhüllende für den Tank 10. Innerhalb der Einhüllenden liegen alle für den Tank 10 möglichen bzw. erforderlichen Anschlüsse, die in den Figuren 7 bis 9 hinlänglich beschrieben sind.

Figur 6 zeigt eine Stirnansicht auf die Ausführungsform des Moduls 1 (Tank 10) nach Figur 5. Die Stellelemente 25 legen den virtuellen, quaderförmigen Rahmen 12 fest der sechs Seitenflächen 14 definiert. Auch die Stirnansicht zeigt, dass keiner der Anschlüsse des Tanks 10 die durch die Seitenflächen 14 definierte Einhüllende überragen.

Figur 7 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Moduls 1 , das ein Tank 10 für eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen modularen Biogasanlage 100 ist. Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind die Stellelemente 25 für den Tank 10 an einem starren Rahmen 12 angebracht. Der Tank 10 ist von dem starren

Rahmen 12 umgeben. Der Rahmen 12 definiert sechs Seitenflächen 14, die wie beim virtuellen Rahmen 12 der Figuren 5 und 6 eine Einhüllende für den Tank 10 bilden.

Wie aus der Darstellung der Figur 5 hervorgeht, greifen keine Anschlüsse oder Anbauteile des Tanks 10 über die Seitenflächen 14 hinaus. Dies hat den Vorteil, dass keine vorgefertigten Anschlüsse beziehungsweise Anbauteile des Tanks 10 während des Transports beschädigt werden können. Der starre Rahmen 12 für die Tanks 10 ist quaderförmig und hat die gleiche Größe wie alle anderen Module 1 der modularen Biogasanlage 100. Bei der hier dargestellten Ausführungsform hat der starre Rahmen 12 untere Stellelemente 25 und obere Stellelemente 26 ausgebildet. Durch das Zusammenwirken der oberen Stellelemente 26 eines unteren Moduls 1 mit den unteren Stellelementen 25 eines oberen Moduls 1 können die Module 1 sicher gestapelt werden. Wie aus Figur 5 zu erkennen ist, ist ein Mannloch 17 im oberen Bereich des Tanks 10 an dessen Seite angebracht. Die hier gezeigte Position des Mannlochs 17 ist nicht zwingend. Je nach Bedarf kann das Mannloch 17 beliebig positioniert werden. Es ist selbstverständlich, dass das Mannloch 17 während des Betriebs der modularen Biogasanlage 100 mit einem Deckel (nicht dargestellt) verschlossen ist. An einem vorderen Ende 10V des Tanks 10 ist ein Flanschanschluss 18 für eine Gasleitung, ein Flanschanschluss 19 für eine Druckleitung, ein Flanschanschluss 8 für eine

Saugleitung und ein Flanschanschluss 9 für eine Gaseinblasung vorgesehen. Die hier beschriebenen Flanschanschlüsse 8, 9, 18 und 19 können je Bedarf und Funktion des Tanks 10 mit den entsprechenden Leitungen (nicht dargestellt) versehen werden. Die Flanschanschlüsse 8, 9, 18, 19 sind vorbereitet, so dass die Montage beim Aufstellen der modularen Biogasanlage 100 schnell und einfach von statten gehen kann. Die hier dargestellte Ausführungsform zeigt eine mögliche Anordnung der Anschlüsse. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die hier dargestellte Anzahl und Anordnung der

Anschlüsse beschränkt. Ferner kann an dem vorderen Ende 10V des Tanks 10 ein Rohrstück 6 für ein Rührwerk vorgesehen sein. Falls notwendig, kann somit an dieser Stelle ein Rührwerk (nicht dargestellt) in den Tank 10 eingesetzt werden.

Am hinteren Ende 10H des Tanks 10 sind ein Schaufenster 16 und eine

Füllstandsonde 15 vorgesehen. Über die Füllstandsonde 15 kann die maximale Befüllung des Tanks 10 zensiert werden. Ebenso ist ein Flanschanschluss 13 für eine Einbringschnecke (nicht dargestellt) vorgesehen, mit der Biomasse 3 in den jeweiligen Tank 10 verbracht werden kann. Ferner ist noch ein Drucksensor 11 vorgesehen. Die Position und Anzahl der Erfindung der Sensorik ist lediglich ein Beispiel aus vielen Möglichkeiten und ist nicht als Beschränkung der Erfindung aufzufassen.

Figur 8 zeigt eine Draufsicht auf das vordere Ende 10V des Tanks 10 nach Figur 5. Auch hier ist deutlich zu erkennen, dass die Seitenflächen 14 des starren Rahmens 12 eine Einhüllende für den Tank 10 darstellen. Zusätzlich zu dem Flanschanschluss 18 für die Gasleitung, den Flanschanschluss 19 für die Druckleitung, dem Rohrstück 6 für das Rührwerk, dem Flanschanschluss 9 für die Gaseinblasung und dem

Flanschanschluss 8 für die Saugleitung ist zusätzlich eine Heizleitung 7 (mit Vor- und Rücklauf) vorgesehen. Wie bereits bei der Beschreibung zu den anderen Zeichnungen erwähnt, ist die hier beschriebene Anordnung der Anschlüsse lediglich beispielhaft und nicht als Beschränkung der Erfindung anzusehen. Über die

Heizleitung 7 kann somit das Innere des Tanks 10 beziehungsweise die darin befindliche Biomasse 3 auf das für den jeweiligen Prozess erforderliche

Temperaturintervall gebracht werden.

Figur 9 zeigt eine Draufsicht auf das hintere Ende 10H des Tanks 10. Hier sind das Schaufenster 16, die Füllstandsonde 15, der Flanschanschluss 13 für die

Einbringschnecke und der Drucksensor 11 zu erkennen.

Die in den Figuren 5 bis 9 beschriebene Ausführungsform eines Tanks 10 für die modulare Biogasanlage 100 soll nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass die Tanks 10 mit unterschiedlichen Anschlüssen für die Zu- und Ableitungen beziehungsweise

Sensoren und Sonden ausgestaltet werden können. Das in den Figuren 5 bis 7 beschriebene Ausführungsbeispiel ist lediglich als Beispiel zu verstehen und soll nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden.

Figur 10 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform des Aufbaus einer modularen Biogasanlage 100. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist die modulare Biogasanlage 100 aus sieben Modulen 1 aufgebaut. Vier der Module 1 sind als Tanks 10 ausgebildet. Drei der Module 1 sind geschlossene Einhausungen 31 , 32, 33, die in Form von Standardcontainern (ISO-See-Container mit Standardmaß) ausgebildet sind. Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf Standardcontainer beschränkt sein soll. Wie ebenfalls aus der Darstellung der Figur 10 ersichtlich ist, haben die Module 1 alle die gleiche Größe. Wie bereits in der obigen Beschreibung erwähnt, ist jeder der Tanks 10 in einem quaderförmigen Rahmen 12 untergebracht, wobei der Rahmen 12 die gleiche Größe hat wie die der Einhausungen 31 , 32 oder 33. Die hier dargestellte Ausführungsform der modularen Biogasanlage 100 ist für eine Leistung unter 100 kWh ausgelegt, was jedoch nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden darf. Figur 11 zeigt eine schematische Darstellung des inneren Aufbaus einer Ausführungsform eines Moduls 1 der modularen Biogasanlage 100. Das hier dargestellte Modul 1 ist eine dritte Einhausung 33, die mindestens eine Pumpe 41 für die Biomasse 3 und mindestens eine Pumpe 42 für Kühlfluid/Heizfluid der

Heizeinrichtung 40 umfasst. Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind zwei Pumpen 41 für die Biomasse 3 und zwei Pumpen 42 für das Kühlfluid/Heizfluid vorgesehen. Hierzu ist jeweils eine der Pumpen 41 oder 42 als redundante Pumpe vorgesehen, die dann einspringt, wenn die aktuelle Pumpe 41 oder 42 ausfällt. Zu der Pumpe 41 für die Biomasse 3 führen Leitungen 45 von den Tanks 10. Nach der Pumpe 41 für die Biomasse 3 führen Leitungen 46 zu den Tanks. In den Leitungen 45 und 46 sind jeweils steuerbare Ventile 44 vorgesehen. Mit den steuerbaren Ventilen 44 ist es möglich, die Tanks 10 der modularen Biogasanlage 100 in beliebiger Art und Weise zu befüllen beziehungsweise zu entleeren. In der dritten Einhausung 33 ist ebenfalls die Heizeinrichtung 40 untergebracht. Die Heizeinrichtung 40 umfasst einen Wärmetauscher 43, der beispielsweise Kühlwasser von den Motoren der

Biogasanlage 100 empfängt und dieses als Kühlwasser wieder zu den Motoren zurückschickt. Über den Wärmetauscher 43 führen Heizleitungen 47 von den Tanks 10 zu der mindestens einen Pumpe 42 für das Heizfluid. Von der Pumpe 42 für das Heizfluid führen Heizleitungen 48 zu den Tanks 10. In den Heizleitungen 47 von den Tanks 10 und in den Heizleitungen 48 zu den Tanks 10 sind steuerbare Ventile 44 vorgesehen. Durch diese steuerbaren Ventile 44 kann in beliebiger und

bedarfsgerechter Weise die Heizleistung auf die ausgewählten Tanks 10 verteilt werden. Ebenso ist in der dritten Einhausung 33 eine Vielzahl von Messstellen 49 für die Prozessautomation vorgesehen. Die Informationen der Messstellen 49 gelangen an eine zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit 120, die in der zweiten Einhausung 32 vorgesehen ist. Ferner kann der dritten Einhausung 33 Zuluft für die Kühlung der Pumpen 41 beziehungsweise 42 zugeführt werden. Ebenso ist es möglich, Abluft aus der dritten Einhausung 33 abzuführen. Auch bei der Zuluft und der Abluft sind entsprechende Messstellen 49 vorgesehen. Figur 12 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform eines weiteren Moduls 1 der erfindungsgemäßen modularen Biogasanlage 100. Das Modul 1 ist der flexible Gasspeicher 20. Über eine Vielzahl von Leitungen 53 wird das Biogas zum Gasspeicher 20 und vom Gasspeicher 20 zu den verschiedenen Verbrauchern transportiert. Der Transport des Biogases geschieht drucklos bzw. im

Niederdruckbereich. In der Leitung 53 zum Gasspeicher 20 wird das Biogas über einen Entfeuchter 51 geführt. Das Kondensat aus dem Entfeuchter 51 wird

aufgefangen und kann in die Fermenter zurückgeleitet werden. Ebenso kann auch Kondensat aus dem Gasspeicher 20 abgeführt werden. Die Leitung 53 vom

Gasspeicher 20 führt das Biogas zu Verbrauchern. An einer Weiche 54 kann das Biogas auf die verschiedenen Verbraucher, wie beispielsweise, jedoch ohne

Beschränkung der Erfindung, einem Ofen zum Kochen und auch an den Gasmotor (Blockheizkraftwerk), an eine Gasfackel 52 oder einen anderen Verbraucher (hier nicht dargestellt, wie z.B. Backofen, Herd, Boiler, Brenner oder Heizung usw., verteilt werden. Steuerbare Ventile 44 sind dabei in der Leitung für den Überdruck und in der Leitung 53 zur Gasfackel 52 vorgesehen. Ebenso ist eine Vielzahl von Messstellen 49 den Leitungen 53 und den steuerbaren Ventilen 44 zugeordnet. Mit den

entsprechenden Messstellen 49 kann beispielsweise die Zufuhr der Menge von Biogas in den Gasspeicher 20 ermittelt werden. Ebenfalls kann mit der

entsprechenden Messstelle 49 der Verbrauch von Biogas an der Gasfackel 52 bestimmt werden. Hinzu kommt, dass die Menge von Biogas mit den Messstellen 49 ermittelt wird, die zum Gasmotor geht oder die Menge von Biogas, die zu einem Verbraucher, wie beispielsweise zu einem Brenner oder einem Ofen für das Kochen geleitet wird. Ein entsprechender Eingriff von einer zentralen Steuerungs- und

Überwachungseinheit 120 (siehe Figuren 15 bis 17) in den Gaskreislauf ist somit möglich und ermöglicht parallel dazu auch eine Buchführung der Ströme des

Biogases.

Figur 13 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines weiteren Moduls 1 , das Teil der modularen Biogasanlage 100 sein kann. Das Modul 1 ist hier ein Fütterer 35. Der Fütterer 35 umfasst einen Trichter 62, in dem die Biomasse, welche der modularen Biogasanlage 100 zugeführt werden soll, eingefüllt wird. Über eine Schnecke 63 wird die Biomasse zerkleinert dem Fütterer 35 Frischwasser zugeführt werden, so dass aus der dem Fütterer 63 zugeführten Biomasse eine gewisse Art Schlamm gebildet wird, der eine pumpbare Masse darstellt. . Dem

Fütterer (auch Fütterungsmodul genannt), hier nicht dargestellt, werden die

Futterstoffe und das Rezirkulat bzw. Wasser, Brauchwasser oder Regenwasser zugeführt. Dadurch wird das pumpfähige Substratgemisch erzeugt, welches dann dem Prozess in der modularen Biogasanlage 100 zugeführt wird. Die Zuführung von Frischwasser, Brauchwasser oder Regenwasser und die Zuführung von Rezirkulat wird mit entsprechenden Steuerventilen 44 geregelt. Dem Fütterer 35 kann eine Webcam 61 zugeordnet werden, die optional mit Bilderkennungssoftware ausgestattet sein kann, um Futterstoffe automatisch zu erkennen. Über die Webcam 61 ist es somit von der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 (siehe Figuren 15 bis 17) her möglich zu sehen, welche Biomasse in den Fütterer 63 gelangt. Die Menge der dem Fütterer zugeführten Biomasse kann durch entsprechende Sensoren erfasst werden. Dies dient ebenfalls zur Überwachung und kann dadurch möglicherweise Störungen der modularen Biogasanlage 100 vermeiden. Dem Fütterer 35, der Zufuhr von Frischwasser und der Zufuhr von Re-Zirkulat, sowie der Abfuhr von Schlemmen zur Flydrolyse sind ebenfalls mehrere Messstellen 49 für die Prozessautomation zugeordnet. Diese Messstellen 49 ermöglichen einen gesteuerten und störungsfreien Betrieb des Fütterers 35 und somit auch der gesamten modularen Biogasanlage 100.

Figur 14 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines weiteren Moduls 1 der modularen Biogasanlage 100. Das hier dargestellte Modul 1 ist ein Tank 10. Eine Heizung 39 für den Tank 10 ist mit einer Heizleitung 47 zum Tank 10 und mit einer Heizleitung 48 vom Tank 10 verbunden. Die Heizleitungen 47 und 48 sind mit der Pumpe 42 (siehe Fig. 11 für das Heizfluid kommunikativ verbunden. Im

Allgemeinen sind Heizleitungen 47 und 48 und der Wärmeübertrager

(Kühlfluid/Heizfluid) ist je Modul 1 definiert und wird mit einem steuerbaren Ventil und Temperatursensoren (beide nicht dargestellt) an das Heizsystem mit Pumpe 42 und die Heizungskontrolle angeschlossen. Dem Tank 10 können Futterschlämme für die Erzeugung von Biogas zugeführt werden. Ferner ist der Tank 10 mit der Leitung 45 zum Tank 10 und mit einer Leitung 46 vom Tank 10 verbunden. Über die Leitung 45 und 46 können dem Tank 10 Hydrolyseschlämme mittels der Pumpe 41 zu- beziehungsweise abgeführt werden, wobei sich die Pumpe 41 beispielsweise, jedoch ohne Beschränkung der Erfindung, in dem in Figur 12 dargestellten Tank 10 oder in einem anderen Tank 10 gemäß Figur 9 befinden kann. Das im Tank 10 gebildete Biogas kann drucklos bzw. mit Niederdruck entnommen werden und dem

Gasspeicher 20 (hier nicht dargestellt) zugeführt werden. Der Gasspeicher 20 kann sich beispielsweise, jedoch ohne Beschränkung der Erfindung, in dem in Figur 12 dargestellten Tank 10 oder in einem anderen Tank 10 gemäß Fig. 10 befinden.

Ebenso ist auch hier eine Vielzahl von Messstellen 49 vorgesehen, die den Transport der Schlämme, des Heizfluids, des Biogases, usw. überwachen und entsprechend melden.

Figur 15 zeigt schematisch die kommunikative Verbindung mehrerer modularer Biogasanlagen 100i, I OO2, ... , 1 00N mit einer zentralen Steuerungs- und

Überwachungseinheit 120. Jede der modularen Biogasanlagen 100i, I OO2, ... , 1 00N kommuniziert über zugeordnete Kommunikationsverbindungen 1011 , 1012, . . . , 101 N mit einer Cloud 1 10. Die Cloud 1 10 kommuniziert über Kommunikationsverbindungen 102i, 102 2 , ... , 102N mit der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 120. Die Kommunikationsverbindungen 102i, 102 2 , ... , 102N zwischen der Cloud 1 10 und der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 sind entsprechend den zu überwachenden modularen Biogasanlagen 100i, I OO2, ... , 1 00N zugeordnet. Von der Cloud 1 10 können die von der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 generierten Steuersignale, Befehle, Warnungen, etc. über die

Kommunikationsverbindungen 1011 , 1012, 1 01 N an die einzelnen modularen

Biogasanlagen 100i, I OO2, ... , 1 00N weitergeleitet werden. Die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 ist auch dazu vorgesehen, dass die einzelnen modularen Biogasanlagen 100i, I OO2, ... , 1 00N individuell und automatisiert von der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 betrieben werden. Die schematische Darstellung der Figur 15 zeigt einen Typ von modularen Biogasanlagen 100i, I OO2, ... , 1 00N, die über die Cloud 1 10 mit der zentralen Steuerungs- und Kommunikationseinheit 120 verbunden sind. Dies ist nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufzufassen. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass unterschiedliche Typen und Ausführungsformen der modularen Biogasanlagen 100i, I OO2, 1 00N, über die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 betrieben und überwacht werden können. Sollte die Kommunikation mit der übergeordneten zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 nicht zustande kommen, kann die Lokale Steuerung 103 die jeweilige modulare Biogasanlage 100i, I OO2, 100N auch weiter betreiben. Nach einer zu definierenden Zeit werden Betreiber und

Verantwortliche über SCADA und Visualisierung sowie Kommunikationsmittel informiert, dass ein Problem mit der Kommunikation zu der übergeordneten zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 vorliegt.

In Figur 16 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, wie die einzelnen modularen Biogasanlagen 100i,

I OO2, ... , 1 00N mit einer zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 kommunizieren. Bei dieser Ausführungsform ist jedes der Module 1 mit einer intelligenten Kopfstation 105 versehen. Jede intelligente Kopfstation 105 kann Daten des jeweiligen Moduls 1 erfassen, kann zumindest teilweise das jeweilige Modul 1 steuern und ist mit der Cloud 110 kommunikativ verbunden. Die die Steuerung 103 für die Module 1 der modularen Biogasanlagen 100i , 10O2, ... , 100N ist in der Cloud 110 realisiert. Von der Cloud 110 und der Steuerung 103 können die von der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 generierten Steuersignale, Befehle, Warnungen, etc. über die Kommunikationsverbindungen 1011, 1012, ... , 101 N an die einzelnen intelligenten Kopfstationen 105 der einzelnen Module 1 der modularen Biogasanlagen 100i, I OO2, ... , 1 00N weitergeleitet werden. Die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 ist auch dazu vorgesehen, dass die einzelnen modularen Biogasanlagen 100i, I OO2, ... , 1 00N individuell und automatisiert von der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 betrieben werden. Die

Darstellung der modularen Biogasanlagen 100i, I OO2, ... , 1 00N mit vier Tanks 10 dient lediglich der Beschreibung und ist nicht als Beschränkung der Erfindung aufzufassen. Erfindungsgemäß können über die zentrale Steuerungs- und Kommunikationseinheit 120 eine Vielzahl von Biogasanlagen 100i, I OO2, ... , 1 00N. Figur 17 zeigt eine schematische Darstellung der Kommunikation der einzelnen modularen Biogasanlagen 100i, I OO 2 , 1 00N mit der Cloud 1 10 und der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 120. Jede der modularen Biogasanlagen 100i, I OO 2 , 1 00N liefert Daten und Parameter an die jeweils ihr zugeordnete lokale Steuer- und Datenerfassungseinheit 104. Mit der jeweiligen Steuer- und

Datenerfassungseinheit 104 ist eine jeweilige Kommunikationseinrichtung 106 verbunden. Über eine Firewall 107 und das Internet 109 kommuniziert die jeweilige Kommunikationseinrichtung 106 mit der Cloud 1 10. Die Cloud 1 10 selbst

kommuniziert dann mit der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 120. Von der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 120 gelangen Anweisungen, Befehle, Meldungen, usw. über die Cloud 1 10 und das Internet 109 und die Firewall 107 zu den modularen Biogasanlagen 100i, I OO 2 , ... , 1 00N. Ebenso ist jeder der modularen Biogasanlagen 100i, I OO 2 , ... , 1 00N jeweils mindestens eine

Benutzerschnittstelle 108 zugeordnet. Die Benutzerschnittstellen 108 können beispielsweise über ein W-LAN die von der zentralen Steuerungs- und

Überwachungseinheit 120 generierten Meldungen und/oder Warnungen empfangen. Über die Benutzerschnittstellen 108 können diese dem Betreiber der lokalen

Biogasanlagen 100 angezeigt werden. Der Betreiber wird damit zentral darauf hingewiesen, ob in der jeweiligen lokalen Biogasanlage 100 ein Fehler auftritt, der beispielsweise einen aktuellen Eingriff des Betreibers selbst erfordert. Ebenso ist es möglich, dass der Betreiber bereits vorab über möglicherweise anstehende

Reparaturen oder den Austausch von Komponenten der modularen Biogasanlage 100 informiert wird.

Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass ebenso Änderungen und Abwandlungen gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. Bezugszeichenliste

I Modul

3 Biomasse

4 Aufstellfläche

6 Rohrstück für Rührwerk

7 Heizleitung (Vor- und Rücklauf)

8 Flanschanschluss für Saugleitung

9 Flanschanschluss für Gaseinblasung

10 Tank

10H hinteres Ende des Tanks

10V vorderes Ende des Tanks

I I Drucksensor

12 virtueller Rahmen, starrer Rahmen

13 Flanschanschluss für Einbringschnecke

14 Seitenflächen

15 Füllstandsonde

16 Schaufenster

17 Mannloch

18 Flanschanschluss für Gasleitung

19 Flanschanschluss für Druckleitung

20 Gasspeicher

25 Stellelement, unteres Stellelement

26 oberes Stellelement

31 erste Einhausung

32 zweite Einhausung

33 dritte Einhausung

34 Transporteinhausung

35 Fütterer

39 Heizung

40 Heizeinrichtung 41 Pumpe für Biomasse / Aktor

42 Pumpe für Heizfluid / Aktor

43 Wärmetauscher

44 steuerbare Ventile / Aktor

45 Leitungen von Tanks

46 Leitungen zu Tanks

47 Heizleitung von Tanks

48 Heizleitung zu Tanks

49 Messstelle für Prozessautomation

51 Entfeuchter

52 Gasfackel

53 Leitungen

54 Weiche

61 Webcam

62 Trichter

63 Schnecke

100 modulare Biogasanlage

100i, 10O2, ... , 1 00N modulare Biogasanlage 1011 , 1012, , 1 01 N Kommunikationsverbindung

102i, 102 2 , ... , 1 02N Kommunikationsverbindung

103 Steuerung

104 Datenerfassungseinheit

105 intelligente Kopfstation

106 Kommunikationseinrichtung

107 Firewall

108 Benutzerschnittstelle

109 Internet

110 Cloud

120 zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit

200 Biogasanlage

201 Fördereinrichtung Hydrolysebehälter Rührwerk

Fermenterbehälter Gärrestelager