Im Rahmen einer Projektarbeit an der Fakultät Maschinenbau befassten sich zehn Studierende der Technischen Hochschule Ingolstadt (THI) aus den Studiengängen Energiesysteme und Erneuerbare Energien, Maschinenbau sowie Wirtschaftsingenieurswesen mit der Optimierung einer Photovoltaik-Biogas-Hybrid-Anlage. Durch die detaillierte Analyse der Systemkomponenten und die Auswertung von Messdaten konnten diverse Verbesserungspotenziale für das System im Raum Augsburg aufgedeckt und bewertet werden.
Die allgemeine Analyse zeigte beispielsweise, dass sieben Megawatt der installierten Leistung der Anlage auf die Photovoltaikmodule entfallen, welche jährlich ungefähr sechs Megawattstunden Strom liefern. Diese werden durch ein BHKW mit einer Bemessungsleistung von 760 Kilowatt um weitere sechs Megawattstunden pro Jahr ergänzt. Der gesamte Strombedarf der regional am nächstgelegenen Orte Egling an der Paar und Heinrichshofen liegt im Vergleich dazu bei 5,8 Megawattstunden im Jahr 2018.
Durch die Arbeit in Untergruppen konnten unter anderem spezielle Optimierungen für die Photovoltaikanlage bewertet werden. Diese sind in den meisten Fällen jedoch mit erhöhtem Aufwand verbunden, weil es sich dabei um Nach- oder Umrüstungskonzepte handelt. Die Kosten für die bewerteten Maßnahmen bewegten sich zwischen 2,5 und 25 % der Anschaffungskosten der Anlage. Vergleichsweise einfaches Verbesserungspotenzial liegt in der Nutzung der Abwärme der an der Photovoltaikanlage angeschlossenen Wechselrichter. Darüber hinaus wurde auch die Installation eines komplexen Spiegelsystems zur Leistungssteigerung der Photovoltaikmodule erwogen.
Auch in Bezug auf die Biogasanlage konnte ein großes Spektrum an Optimierungsmöglichkeiten beleuchtet werden, da dort viele Komponenten interagieren. Hauptaugenmerke lagen dabei auf der Analyse der landwirtschaftlichen und thermischen Prozesse an der Anlage und der Optimierung des Energieeigenbedarfs. Konkrete Potenziale konnten vor allem im Bereich der Gärrestverwertung und der Abwärmenutzung für ein Nahwärmenetz sowie einer Trocknungsanlage aufgezeigt werden.
Über die einfache Verbesserung der einzelnen Anlagenteile hinaus wurden auch verschiedene alternative Betriebsweisen für das System der Photovoltaik-Biogas-Hybrid-Anlage erarbeitet. Die Ziele dieser Betriebsoptionen reichten dabei von Gewinnmaximierung beim Stromerlös, über gesteigerten regionalen Eigenverbrauch der gewonnenen Energie, bis hin zur optimalen Abwärmenutzung durch den Ausbau eines Nahwärmenetzes.
Begleitet wurde das Projekt von der Dozentin Katharina Bär, Doktorandin am Institut für neue Energie-Systeme der THI.
