Benutzer:Aneas Nemorosus/Spielwiese

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Versuchsmeiler der "Naturinsel Drachenmühle"

Der (nach Jean Pain gebaute) Biomeiler ist eine Anlage zur energetischen Nutzung von Biomasse zur Wärme- und Biogaserzeugung durch aerobe Fermentation oder auch "oxidative Gärung".

1965 entwickelte der Forstwart Jean Pain (*1930–†1981) in Südfrankreich das Konzept des sogenannten Biomeiler. Er nutzte dazu die Biomasse von abgeholztem Unterholz. Seit dem gibt es in der Permakultur-Szene ernsthafte Bestrebungen zur alternativen Energieentwicklung durch aerobe Fermentation.

Grundsätzliches zum Biomeiler

Der Biomeiler besteht aus geschichteten und verfestigten feinen Holzhackschnitzel mit einem Mindestvolumen von ca. 60m³-90m³ [1]. Diese Menge an Biomasse entspricht laut Jean Pain "Ein anderer Garten"[2] dem gehackten Unterholz eines 1ha grossen unkultivierten Waldes und weisst ein ungefähres Gesamtgewicht von 40 Tonnen auf.

Ein solches Volumen kann von 1ha Wald innerhalb einer Dekade ein bis zweimal abgeerntes werden. Feldversuche auf der "Naturinsel Drachenmühle" haben gezeigt, dass die durchschnitliche Lebensdauer eines funktionierenden Biomeilers bis zu 4 Jahre betragen kann.

Genereller Aufbau

Durch aerobe Fermentation innerhalb des Biomeilers entsteht Wärme mit einer Temperatur von ca. XX °C. Im Inneren des Biomeilers befinden sich Rohrleitungen, die die Funktion eines Wärmetauschers übernehmen und die Fermentationwärme abführen .

Der Biomeiler wird auf einer Kreisrunden Flache (Durchmesser von ca. 8 Metern) ich einzelnen Lagen aufgeschüttet. Auf jeder Lage (20-30 cm Biomasse) wird ein wärmeträger-führendes Rohr spiralförmig verlegt (Wasser und/ oder Luft) und mit einer weiteren Lage Biomasse bedeckt.

Jede Lage Biomasse wird genässt und mit den Füssen verfestigt bevor eine weitere Rohrspirale angelegt wird. Bis zu 14 dieser Lagen werden bis zu einer max. Höhe von 5 Metern geschichtet. Der Umfang einer jeden Lage verringert sich jeweils um ca 1/2 Meter. Dies verhindert das abrutschen des Meilers. Die endgültige Form (flacher Kegel) des Biomeilers ähnelt im optimalen Aufbau einem klassischen Kohlenmeilers.

Technische Daten

Die Vermessung eines Biomeilers ist ein schweres Unterfangen. Die jeweiligen Meiler sind grundsätzlich verschieden. Vor allem Unterscheiden sie sich in Material, Dichte, Grösse, Standort und Feuchtigkeit. Anhand des dokumentierten Biomeiler der "Naturinsel Drachenmühle" (Biomeiler nach Christian Sven Schembritzki) kann man die folgenden Werte als vorläufige Referenzwerte ansehen.


Grundmaterialspezifikation
Materialart Gehexeltes Unterholz, frisch abgeerntet, 1 Tag vor verbauung gehexelt, nicht vorkompostiert,
Materialgrösse im Durchschnitt 25 - 35 mm,
Gewicht/Volumen vor Wässerung XXX kilo je Kubikmeter
Gewicht/Volumen nach Wässerung XXX kilo je Kubikmeter
Eckdaten Meiler
Grundfläche Kreisförmig, Radius 4 meter
Höhe 5 meter
Volumen ca. 84m3
geschätzes Gewicht ca. XX.000 Kg
Material
Schlauchart
Wandstärke
Durchmesser
Länge
Verschlauchtes Volumen
Energieträger und Beute
Energieträger: Wasser
Eingehende Wassertemperatur
Ausgehende Wassertemperatur
Fliesgeschwindigkeit: Liter / Minute
Verweildauer des Energieträger:


Mögliche Energiebeute

Nach Erfahrungen aus den Versuchen in den Jahren 2009, 2010, 2011 von "Christian Sven Schembritzki" (Gründer und Hauptträger der "Naturinsel Drachenmühle") kann man mit 40 Tonnen Schnitzelholz über die Betriebszeit von zwei Jahren eine Energieleistung von ca XX.000 Liter Heizöl ersetzen, wenn man den Biomeiler zur Wärme, Warmwasser und Gasproduktion einsetzt.

Eine volle Energieausbeutung ist jedoch nur in den ersten beiden Betriebsjahren zu erwarten. In den Folgemonaten - nach Ablauf der ersten 24 Monate - nimmt die Energieleistung ab. Wissenswert ist, dass durch eine Materialumschichtung und die damit verbundene Sauerstoffzufuhr die aerobe Fermentation reaktiviert werden kann. Die Laufzeit eines Biomeilers kann dadurch bis zu 6 Monate verlängert werden.

Energieträger

Die Wahl des Energieträgers ist nicht unerheblich am energetischen Erfolg des Biomeilers beteiligt. Die Rohre werden je nach Anwendungsfall von Wasser und/oder Luft durchströmt [3]. Auf diese Weise kann die Wärme, die innerhalb des Biomeilers entsteht, aus dem Biomeiler abgeführt und genutzt werden. Es hat sich gezeigt, dass die jeweilige Wahl des Energieträgers sich am besten am Alter des Biomeilers orientiert.

Wärmeentwicklung Wasser
Bei einigen XXoo Metern Wasserleitungen beinhaltet ein Biomeiler ca. XX Liter Wasser, die durch die Fermentations-Wärme auf konstante XX Grad aufgeheizt werden. Dieser natürliche Durchlauferhitzer gibt in einer Minute XX Liter warmes, bis heisses Wasser fliessend ab.
Wärmeentwicklung Luft
Junge Biomeiler sollte man hauptsächlich zur Warmwassererzeugung nutzen, weil das Medium Wasser die Energie besser und nachhaltiger speichert als Luft. Am Ende eines Lebenszyklus kann man den noch aktiven Biomeiler dazu nutzen Warmluft zu erzeugen, die man dann einer Konvektionsheizung oder einer Wärmepumpe zuführen kann.
Biogasgewinnung (Methan-Gas)
Unter Luftabschluss und Temperaturen über XX C° wird gebundenes Methangas aus der Biomasse freigesetzt. Man kann den Biomeiler also auch dafür einsetzen um Gas zu gewinnen. Dieses leicht brennbare Gas kann Beispielsweise in Flaschen gefüllt werden um damit einen Motor oder eine Gasterme zu betreiben.

Sparpotenzial

  • Heizölersparnis für Warmwasser im Laufe eines Jahres: ca. XX.000 Liter Heizöl. Der Biomeiler in der "Naturinsel Drachenmühle" hat einen ständigen Wasserfluss von mindestens XX Liter pro Minute mit einer Temperatur von ca. XX-XX Grad.
  • Biogaserzeugnis im Laufe eines Jahres im Gegenwert von ca. XX.000 Liter Heizöl, Erfahrungen in Feldversuchen der "Naturinsel Drachenmühle" haben die Angaben von Jean Pain in seinem Buch "Ein anderer Garten" bestätig. Aus XX m³ geschnetzeltem Buschwerk hat sich in der Dauer von 24 Monaten XX m³ Gas (Luftdruck) produzieren lassen ( entsp. 1/2 L Superbenzin).

Eine Brennverwertung der restlichen Biomasse würde am Ende der Funktionsperoide von 24 Monaten eines aktiven Biomeilers nochmals XX.000 Liter Heizöl ersetzen können.

Fazit

Der Biomeiler kann für einen Zeitraum von zwei Jahren konstant Energie liefern. Nach zwei Jahren, wenn die Fermentation der Biomasse grossteils abgeschlossen ist, nimmt die Energieleistung ab. Am Ende bleibt fruchtbarer Kompost übrig, der alle nötigen Bestandteile enthält, die Pflanzen für ihr Wachstum benötigen. Optimal zu nutzen für Hoch und Hügelbeete.

Literatur

Weblinks

Biomeiler in Anwendung

Naturinsel Drachenmühle
Der Biomeiler zur Wärmeerzeugung auf der Drachenmühle umfasst vorerst lediglich die Wärmeerzeugung. Die Nutzung der Biomasse zur Erzeugung von Biogas wird 2011 realisiert (http://biomeiler.blogspot.com/search/label/Bilder).
Biomeilerbau Permakultur-Koller
im Rahmen der Diplomausbildung in Permakultur bei der Permakulturakademie im Alpenraum (PIA) (http://www.permakultur-koller.de/wp-content/uploads/2010/08/PJ-2.3.-Bau-Biomeiler-komplett-incl.-Literatur.pdf).
Marcel Niessen (Privatperson)
Die Heizung steht draußen im Garten, Marcel Niessen baut einen eigenen Biomeiler im eigenen Garten (http://www.ksta.de/html/artikel/1288741454993.shtml).

Fussnoten

  1. ↑ 60m³-90 m³ - Daten sind aus verschiedenen Versuchabläufen (nach Jean Pain und Christian Sven Schembritzki) übernommen und können je nach Material, geführte Wassermenge und Dichte der Biomasse variieren.
  2. ↑ Jean Pain - Buch "Ein anderer Garten", Seite 79, Punkt 7
  3. ↑ Biomeiler als Konvektionsheizung für Gewächshaus http://www.drachenmuehle.de/eng/bilder/heat-exchanger3.jpg
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