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Abgas- und Leistungsverhalten biogasbetriebener BHKW an Praxisanlagen
(2006) Aschmann, Volker; Kissel, Rainer; Gronauer, Andreas
Die in diesem Projekt durchgeführten Untersuchungen ergeben einen repräsentativen ?oeberblick über das Emissonsverhalten und die Leistungsfähigkeit von biogasbetriebenen BHKW verschiedener Leistungsklassen bei unterschiedlichen Wartungszuständen. Hierzu wurden die Energie- und Stoffströme (In- und Outputströme) an 10 Biogas-BHKW (5 Gas- und 5 Zündstrahl-BHKW) in den Leistungsklassen von 30 kWel. bis 340 kWel. über einen Zeitraum von etwa einem Jahr gemessen. Bei allen Anlagen wurde ein durchschnittlicher Methangehalt von etwa 50 % CH4 ermittelt. Die Abgasrichtwerte der TA-Luft für Kohlenmonoxid- und Formaldehydkonzentrationen konnten mit Ausnahme des 30 kWel. (CO) und des 80 kWel. (Formaldehyd) bei allen BHKW eingehalten werden. Die NOx-Richtwerte im Abgas konnten nur bei den BHKW sicher eingehalten werden, bei denen eine Wartung und Einstellung bei gleichzeitiger Kontrolle der Abgaswerte er-folgte. Eine Einstellung des BHKW nach Leistungskriterien hatte zum Teil erhebliche Grenzwertüberschreitungen zur Folge. Bei allen untersuchten BHKW wurde eine Abnahme des elektrischen Wirkungsgrades über die Zeit festgestellt.
Abgasemissionen biogasbetriebener Blockheizkraftwerke
(2002) Schlattmann, Markus; Effenberger, Mathias; Gronauer, Andreas
Zur Ermittlung des tatsächlichen Emissionsaufkommens von landwirtschaftlichen Biogas-BHKW wurden die Abgasemissionen ausgewählter Praxisanlagen mit Zündstrahlmotoren über einen längeren Zeitraum untersucht. Die Emissionsgrenzwerte der TA Luft konnten dabei von keinem gemessenen Aggregat vollständig eingehalten werden. Diese Grenzwerte für Anlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von insgesamt 1 MW oder mehr können nach dem Ermessen der Genehmigungsbehörde auch bei baurechtlichen Genehmigungsverfahren kleinerer Anlagen, wie sie in der landwirtschaftlichen Biogaspraxis verbreitet sind, angewandt wer-den. Für diese sind gegebenenfalls praxisorientiertere Emissionsbegrenzungen, wie beispielsweise vom Bayerischen Landesamt für Umwelt-schutz empfohlen, einhaltbar. Optimierte Motoreinstellungen und regel-mäßige Wartungsarbeiten könnten das Emissionspotenzial erheblich senken.
An Ammonia-Controlled Ventilation System for Fattening Pigs
(2001) Grotz, Walter; Rathmer, Barbara; Gronauer, Andreas; Schön, Hans
In farm animal housing, a good stall climate is the prerequisite for ani- mals and humans in the stall to stay healthy. Taking this into account, the legislator has set maximum limits for certain gaseous pollutants such as ammonia (NH3 ) in the calf- and pig husbandry decrees. At the Bavarian Research Center for Agricultural Engineering, an ammonia-controlled ventilation system with NH3 as an additional regulation variable besides the temperature was developed in cooperation with ventilation compa- nies and successfully tested in a stall for fattening pigs. Low-cost NH3 sensors, which were tested during the project at a gas dilution station in the laboratory and in practical trials in the stall, currently do not yet seem suitable for long-term, reliable use in an ammonia-controlled ven- tilation system.
Development of a Data Base System for the Evaluation of Biogas Tests
Data Management and Quantification of Methodological Effects
(2005) Schlattmann, Markus; Speckmaier, Manfred; Gronauer, Andreas
Results of fermentation-tests can show significant spreads due to different experimental methods. This leads to uncertainties in calculation, planning and understanding of anaerobic process-kinetics. In order to gather de- tailed data of fermentation-tests, a databank-based software relating high-resolution data was developed. The software was used to assess differences in the results of fermentation-tests arising from the application of differ- ent methods. The gas-yields calculated from data logged hourly were not significantly different from those cal- culated on a daily basis. The deviations between calculated theoretic gas-yields and the results of semi- continuous tests were less than 10 %. Batch and semi-continuous tests with the same base substrate led to simi- lar results which may be due to synergistic effects. The pH-values measured immediately after sampling were 0.25 units lower than determined in the laboratory analysis.
Einsatz von chemischen Sensorarrays zur Erkennung und Bewertung von Geruchsemissionen aus der Landwirtschaft
(2000) Maier, Barbara; Riess, Gisbert; Gronauer, Andreas
Im Umfeld landwirtschaftlicher Betriebe tritt, aus den unterschiedlichsten Gründen, in zunehmendem Maße das Problem einer Geruchsbelästigung der Anwohner auf. Eine Bewertung dieser Belästigung ist bisher nur mit Hilfe der menschlichen Nase möglich. Da diese olfaktometrische Methode viele Defizite wie mangelnde Reproduzierbarkeit, Subjektivität, hohe Personalkosten oder auch die Abhängigkeit von der Tagesform der Probanden beinhaltet, wird ein System entwickelt mit dem Geruch mit einem Gerät gemessen werden kann. In diesem Beitrag werden die Methoden vorgestellt und erste quantitative Ergebnisse dokumentiert, die die Eignung der verwendeten Systeme belegen.
Entwicklung eines Datenbanksystems zur Auswertung von Biogasversuchen
Datenmanagement und Quantifizierung methodischer Effekte
(2005) Schlattmann, Markus; Speckmaier, Manfred; Gronauer, Andreas
Bei der Durchführung von Gärversuchen können die Ergebnisse aufgrund unterschiedlicher angewandter Me-thodik starke Streuungen aufweisen. Dieses führt zu Unsicherheiten in Kalkulationen, Planungen und Verständ-nis der anaeroben Prozesskinetik. Um Daten von Gärversuchen detailliert erfassen zu können, wurde eine da-tenbankbasierte Software entwickelt, die Daten hoher Auflösung miteinander in Beziehung setzt. Mit Hilfe derAuswertung ausgewählter Gärversuche mit dieser Software wurden methodische Unterschiede quantifiziert. DieErgebnisse von Gasausbeuten mit stündlich erfasstem Datenmaterial unterschieden sich nicht von täglich er-fassten Daten. Mit der Abschätzung der theoretischen Gasausbeute ließ sich eine gute ?oebereinstimmung mitweniger als 10 % Abweichung im Vergleich zu quasikontinuierlichen Tests ermitteln. Batch- und quasi-kontinuierliche Versuche mit gleichem Basissubstrat führten zu ähnlichen Ergebnissen, was auf das Auftretenvon Synergieeffekten schließen lässt. Der Unterschied der pH-Frischmessung im Vergleich zur Laboranalytikbelief sich auf 0,25 Einheiten.
Erkennung und Bewertung von Geruchsemissionen aus der Landwirtschaft - Einsatz von chemischen Sensorarrays
(2000) Maier, Barbara; Riess, Gisbert; Gronauer, Andreas
Im Umfeld landwirtschaftlicher Betriebe tritt, aus den unterschiedlichsten Gründen, in zunehmendem Maße das Problem einer Geruchsbelästigung der Anwohner auf. Eine Bewertung dieser Belästigung ist bisher nur mit Hilfe der menschlichen Nase möglich. Da diese olfaktometrische Methode viele Defizite wie mangelnde Reproduzierbarkeit, Subjektivität, hohe Personalkosten oder auch die Abhängigkeit von der Tagesform der Probanden beinhaltet, wird ein System entwickelt mit dem Geruch mit einem Gerät gemessen werden kann. In diesem Beitrag werden qualitative Ergebnisse dokumentiert, die die Eignung der verwendeten Systeme belegen.
Exhaust Emissions of Biogas-Driven Combined Heat- and Power Plants
(2002) Schlattmann, Markus; Effenberger, Mathias; Gronauer, Andreas
In order to determine the actual volume of emissions from agricultural biogas-driven heat- and power plants, the exhaust emissions of selected practically operated plants with pilot-injection engines were measured over a longer period. These measurements showed that none of the units measured entirely met the emission limits of the TA Luft (Technical Regulations Concerning Air Pollution). At the discretion of the licensing authorities, these limits for plants with a thermal firing output of a total of 1 MW or more can also be applied in construction permit procedures for smaller plants like those frequently used in practice for agricultural biogas combustion. If necessary, however, more practice-oriented emission limits like those recommended by the Bavarian Environmental Protection Agency must be employed in such cases. Optimized engine settings and regular maintenance could significantly reduce the emission potential.
FTIR-Spektroskopie zur Emissionsbestimmung bei landwirtschaftlichen Quellen - Vergleich von Gaszellen- und Offenpfadmessungen
(1999) Depta, Georg; Gronauer, Andreas
Die Fouriertransformierte Infrarotspektroskopie (FTIR-S) eignet sich besonders für die genaue Gas-Konzentrationsbestimmung an landwirtschaftlichen Objekten, da sie in zwei verschiedenen Konfigurationen arbeiten kann: Im Offenpfad-Modus (Messstrecke bis zu 500 m) für weiträumige diffuse Quellen und im Gaszellen-Modus ft.ir geführte Quellen. Die Gaszelle besteht aus einem mit dem Messgas gespülten Zylinder mit Spiegeln, zwischen denen der IR-Strahl mehrfach reflektiert wird. Auch die Kalibration des Gerätes wird durch die Gaszelle möglich. Hier wird vom direkten Vergleich der beiden Messmodi unter sonst gleichen Bedingungen berichtet, um die ?oebertragbarkeit der Kalibration zu untersuchen. Die gefundenen Konzentrationsunterschiede in der Größenordnung von 2 % können darauf zurückgeführt werden, dass sich die Auswertung auf ein Gaszellenspektrum bezieht. Da diese Vorgehensweise im Feldeinsatz vermieden werden kann, tritt der Fehler nicht auf; die ?oebertragbarkeit der Kalibration ist gewährleistet.
Measurements of Odour Emissions
Use of Means of Olfactometry and Chemical Sensor Arrays for the Comparison of Different Housing Systems for Fattening Pigs
(2001) Maier, Barbara; Rathmer, Barbara; Riess, Gisbert; Zeisig, Hans-Dieter; Gronauer, Andreas
Due to the increasing sensitivity of the population, the measurement of undesirable odours from agricultural animal husbandry has become a problem which may no longer be neglected. For this reason, objective odour registration is necessary. In this contribution, the results of a comparison of different housing sy- stems for fattening pigs by means of olfactometry and a multisensor array are documented. The great advantage of the chemical sensor array measurements over olfactometry mainly resides in the continuous regi- stration of measurement values as compared with the small number of samples collected during olfactometric measurements. A long-term com- parison of a conventional warm house and two different outdoor climate stall compartments on the same farm allowed the odour emissions of the different housing systems to be assessed. During three measuring periods distributed over one year, olfactometric measurements were taken daily. In addition, continual chemical sensor array measurements were con- ducted during one of the observation periods. As compared with the con- ventional temperature-insulated, partially slatted stall with forced venti- lation, a reduction of the odour emission potential of the outdoor climate experimental compartments with partially slatted floors or litter was pro- ved during all three measuring periods.
Messung von Geruchsemissionen - Einsatz von Olfaktometrie und Chemo-Sensorarrays zum Vergleich von Haltungssystemen in der Schweinemast
(2001) Maier, Barbara; Rathmer, Barbara; Riess, Gisbert; Zeisig, Hans-Dieter; Gronauer, Andreas
Die Erfassung unerwünschter Gerüche aus der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung ist wegen wachsender Sensibilisierung der Bevölkerung zu einem nicht mehr vernachlässigbaren Problem geworden. Eine objektive Erfassung von Gerüchen ist deshalb notwendig. In diesem Beitrag werden Ergebnisse aus einem Vergleich unterschiedlicher Haltungssysteme für Mastschweine mittels Olfaktometrie und Multisensor- Array dokumentiert. Der große Vorteil der chemischen Sensorarray- Messungen gegenüber der Olfaktometrie besteht vor allem in der kontinuierlichen Messwerterfassung gegenüber wenigen Stichproben bei olfaktometrischen Messungen. In einem Langzeit-Vergleich eines konventionellen Warmstalls mit zwei unterschiedlichen Außenklima- Stallabteilen auf dem selben Betrieb konnten Aussagen über Geruchsemissionen der unterschiedlichen Haltungssysteme gemacht werden. Während dreier Messperioden, die über ein Jahr verteilt waren, wurden täglich olfaktometrische Messungen durchgeführt. Zusätzlich wurden kontinuierlich Chemo-Sensorarray Messungen in einem der Beobachtungszeiträume durchgeführt. In den Außenklima-Versuchsabteilen mit Teilspaltenboden bzw. mit Einstreu konnte eine Minderung des Geruchsemissionspotentials gegenüber dem konventionellen, wärmegedämmten Teilspaltenstall mit Zwangsentlüftung während aller 3 Untersuchungszeiträume nachgewiesen werden.
Monitoring Odour Emissions from Agriculture - Use of Chemical Sensor Arrays
(2000) Maier, Barbara; Riess, Gisbert; Zeisig, Hans-Dieter; Gronauer, Andreas
For a wide variety of reasons, odour is causing more and more problems because it disturbs residents who live close to farms. Due to the growing sensitivity of the population, the measurement of undesirable odours has become a problem that may no longer be neglected. In this contribution, results of a comparison of different ventilation sy- stems gained with a multisensor array are documented. The big advan- tage of multisensor array measurements over olfactometry lies in the continuous registration of measurement values in contrast to the few random samples taken during olfactometric measurements.
Recognition and Valuation of Odour Emissions from Agriculture - Use of Chemical Sensor Arrays
(2000) Maier, Barbara; Riess, Gisbert; Gronauer, Andreas
For a wide variety of reasons, odour is causing more and more problems because it disturbs residents who live close to farms. Thus far, an as- sessment of this annoyance has only been possible with the help of the human nose. Since this olfactometric method has many shortcomings such as lack of reproducibility, subjectivity, high personnel costs, and dependence upon the daily form of the test persons, a system is being de- veloped that will allow odour to be measured with an instrument. In this article, qualitative results are documented which prove the suita- bility of the systems used.
Schadgas geregelte Lüftungstechnik für Mastschweine
(2001) Grotz, Walter; Rathmer, Barbara; Gronauer, Andreas; Schön, Hans
In der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung ist ein gutes Stallklima die Grundlage für gesunde Tiere und Menschen, die sich im Stall aufhalten. Der Gesetzgeber trägt diesem Rechnung indem er in den Kälber- und Schweinehaltungsverordnungen Höchstgrenzen für bestimmte Schadgase, u. a. Ammoniak (NH3) festgelegt hat. An der Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik wurde in Zusammenarbeit mit Lüftungstechnikfirmen eine schadgasgeregelte Lüftung mit NH3 als zusätzlicher Regelgröße neben der Temperatur entwickelt und in einem Mastschweinestall erfolgreich erprobt. Einfache NH3-Sensoren, die im Rahmen des Projektes im Labor an einer Gasmischstation und in Praxisversuchen im Stall getestet wurden, scheinen derzeit noch nicht geeignet langfristig und zuverlässig in einer schadgasgeregelten Lüftung eingesetzt werden zu können.
Überprüfung computergestützter, bodennaher Flüssigmistausbringsysteme hinsichtlich ihrer Verteilgüte
(1998) Schattner, Silvia; Honold, Claus-Ulrich; Gronauer, Andreas; Stanzel, Hans; Schön, Hans
Aufgrund ihrer geringeren Emissivität umweltrelevanter Gase fand in den letzten Jahren im Bereich der bodennahen Flüssigmistausbringung eine intensive Entwicklung statt. Die Anforderungen an die Verteilgüte stammen dabei hauptsächlich aus dem pflanzenbaulichen Bereich. Durch den Einsatz computergestützter Ausbringsysteme soll die Verteilgüte weiter verbessert werden. Bei der genaueren Untersuchung unterschiedlicher Ausbringsysteme stellt sich jedoch heraus, dass die bisher zur Steuerung und Regelung eingesetzte Technik noch nicht soweit ausgereift ist, dass die Systeme ohne weitere ?oeberprüfung und Anpassung für jede Flüssigmistart eingesetzt werden können.
Überwachung von Geruchsemissionen aus der Landwirtschaft - Einsatz von chemischen Sensorarrays
(2000) Maier, Barbara; Riess, Gisbert; Zeisig, Hans-Dieter; Gronauer, Andreas
Im Umfeld landwirtschaftlicher Betriebe tritt, aus den unterschiedlichsten Gründen, in zunehmendem Maße das Problem einer Geruchsbelästigung der Anwohner auf. Die Erfassung unerwünschter Gerüche ist jedoch durch eine wachsende Sensibilisierung der Bevölkerung zu einem nicht mehr vernachlässigbaren Problem geworden. In diesem Beitrag werden Ergebnisse aus einem Vergleich unterschiedlicher Entlüftungssysteme mittels Multisensor-Array dokumentiert. Der große Vorteil der Multisensorarray-Messungen gegenüber der Olfaktometrie besteht in der kontinuierlichen Messwerterfassung gegenüber wenigen Stichproben bei olfaktometrischen Messungen.
Use of Chemical Sensor Arrays for the Recognition and Valuation of Odour Emissions from Agriculture
(2000) Maier, Barbara; Riess, Gisbert; Gronauer, Andreas
For a wide variety of reasons, residents who live close to farms are claiming more and more that they are disturbed by odour emissions. Thus far, the human nose has been the only means of assessing the an- noyance caused by these emissions. Since this olfactometric method has many disadvantages such as lack of reproducibility, subjectiveness, high personnel expenses, and its dependence upon the daily form of the test persons, a system is being developed which allows odour to be measured by an instrument. This contribution presents the methods and documents initial quantitati- ve results which prove the suitability of the systems used.