PUBLIZIERBARER Endbericht
(gilt für das Programm Mustersanierung und große Solaranlagen)
A) Projektdaten
Titel: Solare Trocknungsanlage für Hackgut, Getreide etc.
Programm: Solare Großanlage – Neue Technologie
Dauer: Fertigstellung Sommer 2014
Koordinator/
Projekteinreicher:
Wührer Holz GmbH
Au 13, A – 4932 Kirchheim i.I.
Kontaktperson Name: Dipl.-Ing. Wolfgang Wührer
Kontaktperson Adresse: Au 13, 4932 Kirchheim i.I.
Kontaktperson Telefon: 0664 / 870 36 15
Kontaktperson E-Mail: office@wuehrer-holz.at
Projekt- und
Kooperationspartner (inkl. Bundesland):
CONA Solar Austria Voitsdorf 55
A-4551 Ried im Traunkreis Oberösterreich
Adresse
Sanierungsobjekt:
Wührer Holz GmbH Au 13
A – 4932 Kirchheim i.I.
Projektwebsite: http://www.energiestar.at/energie-star-2015/gewinner-2015/
Schlagwörter: Größte Luftkollektoranlage Österreichs
Projektgesamtkosten: 131.261,00 €
Fördersumme: 50.000,00 €
Klimafonds-Nr: B364662, KR13ST4K10929
Erstellt am: 17.11.2015
B) Projektübersicht
1 Executive Summary
Die Wührer Holz GmbH errichtete eine Großsolaranlage (ca. 250 m²) zur Erzeugung von Heißluft für den Trocknungsprozess von verschiedensten Produkten, vorwiegend Hackgut.
1Solare Großanlage der Wührer Holz GmbH
Durch den Bau eines unterirdischen Wärmespeichers aus Stein kann die Solarenergie 24 Stunden am Tag genutzt werden. Dies erhöht die Leistung enorm und schont das zu trocknende Produkt. Der Heizwert der Biomasse kann durch die günstige Form der Trocknung verdoppelt werden. Durch den enormen Gesamtwirkungsgrad von beinahe 75% konnten bereits sehr gute Trocknungsleistungen erbracht werden. Durch die Trocknungsmöglichkeit für verschiedenste Produkte konnte bereits im Probebetrieb eine 100%ige Auslastung erreicht werden. Die Testanlage trifft genau den Bedarf an Trocknungsanlagen, welche üblicherweise mit fossiler Energie wie Gas betrieben werden. Das Einsparungspotenzial an CO2 ist enorm. An eine Erweiterung der Anlage wird geplant.
2 Hintergrund und Zielsetzung
Das Ziel dieses Projektes ist es, das funktionierende System von Luftkollektoranlagen einer breiteren
Öffentlichkeit zu präsentieren, die Vorteile und die enorm breite Einsatzfähigkeit unter Beweis zu stellen. Die Anlage kann im Sommer eine enorme Menge an Biomasse trocknen, wodurch das Material mit Energie geladen wird, indem Feuchtigkeit entzogen wird. Dies stellt eine sehr interessante Alternative zu
Luftentfeuchtungsanlagen dar, welche sehr große Stromverbraucher darstellen.
Hauptzielsetzung ist der optimierte Betrieb in Hinblick auf die Großanlage und dem dazugehörigem neuartigem Steinspeicher. Mit Hilfe der Begleitforschung durch das AIT können hier wertvolle Daten gewonnen werden.
Ziel des Projektes ist es, dass man eine sehr große Bandbreite von Produkten mit dieser beinahe kostenloser Energie trocknen kann. Derzeit werden Produkte wie Sonnenblumenkerne, Buchweizen, Mais, Soja, aber auch Scheitholz getrocknet. Den Rest des Jahres wird Hackgut, welches immer verfügbar ist, getrocknet.
3 Projektinhalt
Die Wührer Holz GmbH überlegte bereits seit geraumer Zeit, die Wertschöpfung in den Produktionsprozessen durch die Trocknung von verschiedenen Produkten zu steigern. Als Ziel wurde sich jedoch auferlegt, möglichst
geringe Fremdenergie einzusetzen und dabei Alternativenergie bei Wärmeüberschuss und Wärmeunterversorgung optimal zu nutzen.
Eine solare Luftkollektoranlage arbeitet bereits bei sehr geringer Sonneneinstrahlung und im
Niedertemperaturbereich, wodurch ein Wirkungsgrad von über 75 % erzielt werden kann. Dadurch kann beinahe täglich die gewonnene Energie für schonende Trocknung von Produkten verwendet werden. In Unternehmen der Wührer Holz GmbH (Hackgutherstellung) fallen täglich große Mengen an feuchtem Hackgut an. Durch den Entzug der Feuchtigkeit mittels solarer Trocknung können folgende Vorteile geschaffen werden.
• enorme Energiesteigerung des getrockneten Hackgutes (Verdoppelung des Heizwertes),
• dauerhafte Lagerfähigkeit erhöht Materialumsatz und ausreichende Verfügbarkeit bei Knappheit,
• kein Energieverlust durch organischen Abbau,
• keine gesundheitsgefährdende Verpilzung und Staubentwicklung bei feuchter Produktlagerung,
• keine Brandgefahr durch nachträgliche Erwärmung,
• logistische Verbesserungen durch Reduzierung von Transportgewicht,
• Anbau von landw. Früchten, welche aufgrund der verkürzten Vegetationszeit bisher nicht möglich waren,
• Trocknung von Kleinmengen möglich, welche konventionelle Anlagen nicht annehmen können
• ideale Anbindung von PV-Anlage zur Stromversorgung möglich wegen Gleichzeitigkeit von Verfügbarkeit
• etc.
Durch die dezentrale Beschaffung des Rohstoffes in ländlicher, waldreicher Gegend für die zentrale Verwertung der Biomasse in Großanlagen kann solch eine Anlage auf einer Vielzahl von Betrieben, welche vermehrt mit Biomasse arbeiten, montiert werden. Weil die Anlage technisch nicht kompliziert ist, wenig wartungsintensive Komponenten vorhanden sind und aufgrund der großen Luftkanäle wenig Strom verbraucht, kann sie in ländlichen Gegenden perfekt eingesetzt werden, ohne kostenintensives Personal für die Bedienung. Auch kann keine Überhitzung, Hitzestau oder Überschussenergie erzeugt werden, da das Temperaturniveau ungefährlich ist lediglich ein zu trockenes Produkt entsteht, welches wiederum mit feuchtem Material aufgemischt werden kann.
Durch die Trocknung von Biomasse kann der Energiewert enorm gesteigert werden, da im thermischen Verbrennungsprozess (Pyrolyse) kein Wasser mehr verdampft werden muss. Dies trägt zu einer großen
Brennstoff- bzw. Energieeinsparung bei. Das Potential in ländlichen Gebieten ist enorm, da bereits ein Großteil der Haushalte mit Wärme aus Biomasse versorgt wird.
Innovationsaspekt: Steinspeicher als temporärer Wärmespeicher
Aufgrund der Anlagengröße und der großen Energiemenge an sonnigen Tagen wird ein Teil des heißen Luftstromes mittels Bypassystem abgezweigt und in einem unterirdischen Steinspeicher zwischengespeichert.
Der Speicher besitzt eine Masse von ca. 85 to und kann eine enorme Energiemenge aufnehmen, welche in der Nacht an die Trockenbox wieder abgegeben wird.
Die Speicherung der Wärme erfolgt mittels Quarzstein in einer Fraktion 70-100 mm in einem unterirdischen isolierten Raum, wobei die Parameter der Luftwiederstände und ideale Wärmekapazitäten berücksichtigt wurden.
Durch diese Zwischenschaltung kann ein 24 stündiger Betrieb erreicht werden, damit die Trocknung von Produkten ohne Unterbrechung und schonend erfolgen kann.
4 Schlussfolgerungen und Empfehlungen
Nach etwa einem Jahr der provisorischen Inbetriebnahme konnte die Anlage im Sommer 2015 ganzjährig in vollem Umfang eingesetzt werden. Der überdurchschnittlich trockene Sommer mit sehr hohen Temperaturen und vielen Sonnenstunden verursachte eine Anlagenleistung, welche in dieser Höhe nicht erwartet wurde. Trotz des hohen Schadholzanfalles durch Borkenkäferbefall in unseren Wäldern, wiederum hervorgerufen durch die Trockenheit in diesem Sommer, konnte die Anlage kaum mit ausreichend feuchtem Material beschickt werden.
Beinahe jeden Tag im Hochsommer wurden bis zu 100 SRM (Schüttraummeter) Biomasse getrocknet. Als Resultat dieses Sommers konnten neben einer großen Menge an Getreide ca. 11.000 SRM Hackgut getrocknet werden.
Dies übertraf alle Erwartungen. Unglücklicherweise liegen noch keine Monitoringergebnisse vor, da dies noch nicht ganz funktionsfähig ist aufgrund einiger zeitlicher Überschneidungen. Ab Jänner 2016 wird die Anlage in vollem Umfang messtechnisch kontrolliert und es können wichtige Daten für Folgeprojekte gewonnen werden.
Unerwartete Folgewirkungen der Anlage
Ein bisher nicht erwarteter Aspekt seit Betrieb der Anlage ist, dass durch die Trocknungsmöglichkeit von landw.
Produkten zusehends Feldfrüchte kultiviert werden, die bislang in diesem Umfang nicht üblich waren. Speziell der Anbau von Buchweizen als Zeitfrucht auf Wintergerste erfreut sich im Umkreis dieser Anlage großer Beliebtheit, da die Luftkollektoranlage auch Kleinmengen ideal trocknen kann. Der Buchweizen ist von Ende September bis Anfang November druschreif und es können auch in diesem Zeitraum noch gute Temperaturwerte für die Trocknung erzielt werden. Im Flachrost der Anlage kann daher in diesem Zeitraum kein Hackgut getrocknet werden. Die Buchweizenkultur ist deshalb besonders interessant sowohl für Produzenten als auch für
Konsumenten, da er ohne chemischen Pflanzenschutz und Dünger auskommt. Obendrein ist er glutenfrei und ideal für Menschen mit Zöliakie. Ein Nachfolgeprojekt der Trocknungsanlage ist gerade in Vorbereitung, indem eine Erzeugergemeinschaft von Landwirten gegründet wird, welche den Buchweizen im Herbst erntet, zur Trocknungsanlage bringt und dort nach der Verwiegung und Reinigung gelagert wird.
Das Herzstück des Folgeprojektes bleibt die Trocknung, welche dem Buchweizen einen rein ökologischen und regionalen Footprint verpasst.
Durch den Betrieb der Anlage profitiert mittlerweile nicht nur der Betreib der Wührer Holz GmbH sondern auch eine Vielzahl von Landwirten in der Region, die ohnehin mit der niedrigen Preissituation und dem internationalen Preisdruck zu kämpfen haben. Es können Feldfrüchte gewinnbringend angebaut werden, wie es anderswo nicht möglich ist.
Bereits internationale Aufmerksamkeit und Preisverleihungen
Dadurch, dass die Erzeugerfirma der Kollektoren (CONA-Solar) weltweit tätig ist und bis dato keine so große Anlage europaweit errichtet wurde, dient diese Anlage als Demonstrationsanlage für weltweite Interessenten.
Bereits eine Wirtschaftsdelegation aus Japan und Brasilien, sowie zahlreiche Busse (etwa 25 bis dato) besichtigten die Anlage.
Eher durch Zufall wurde die Anlage heuer eingereicht beim Land OÖ für die Vergabe des Preises für nachhaltige Energieerzeugung, dem sog. ‚Energiestar2015‘. Prompt kam die Anlage ins Fernsehen und erhielt in der Kategorie Unternehmen den ersten Preis. Detailinfo unter: http://www.energiestar.at/energie-star-2015/gewinner-2015/
Im Februar 2015 erfolgte die Preisverleihung durch die Landesräte.
Dies allein ist eine Bestätigung für eine große Erfolgsgeschichte dieser Solaranlage und einer breiten Einsatzmöglichkeit an vielen anderen potentiellen Orten Österreichs.
Weitere Schlussfolgerungen:
Aufgrund der erfreulichen Leistung und der immer größer werdenden Menge an zu trocknender Biomasse und Getreideprodukte gibt es Anstrengungen, eine ähnliche Anlage nochmals zu installieren.
Bereits wenn die derzeit in Entstehung befindliche Erzeugergemeinschaft für Buchweizen einen Großteil der potentiellen Agrarflächen in Anspruch nimmt, muss über eine Erweiterung der Anlage nachgedacht werden.
Bilddokumentation Luftkollektoranlage
I) Anlagenbau
2 Tiefbauarbeiten Steinspeicher 3 Einbau Trocknungsrost
II) Kollektormontage
4 Montagebeginn 5 Fertigstellung Anlagenbau
III) Eröffnungsfeier
6 Eröffnungsrede v. oö. Wirtschaftslandesrat Dr. Michael Strugl 7 Ausstellung und Maschinenpark
IV) Internationaler Besuch
8 hoher Besuch aus Japan 9 int. Delegation im Rahmen des 'world sustainable day 2014'
V) Preisverleihung Energiestar
10 1. Preis bei Kategorie Unternehmen
C) Projektdetails
5 Arbeits- und Zeitplan
Begonnen wurde das Projekt im Herbst 2013 aufgrund der trockenen Witterung, nach Errichtung einer
provisorischen Steuerung konnte die erste Wärme für Trocknungszwecke im Frühjahr 2014 gewonnen werden.
Nach Fertigstellung des Steinspeichers ging im Sommer 2014 in Vollbetrieb. Nach etlichen Verzögerungen kann das Monitoring für den Forschungsbetrieb im Winter 2015/2016 in Betrieb gehen. Nach ersten Ergebnissen des Monitoringprozesses und Optimierungschritten im Betrieb kann die Anlagensteuerung angepasst und
fertiggestellt werden.
6 Publikationen und Disseminierungsaktivitäten
Die Anlage wurde im Rahmen der Verleihung des oö. Energiestars 2015 einer breiten Öffentlichkeit vorgestellt.
Dadurch besuchen die Anlage mittlerweile sehr viele Interessenten aus dem In- und Ausland.
Öffentliche Publikation im Internet; Link: http://www.energiestar.at/energie-star-2015/gewinner-2015/
Diverse Publikationen durch Artikel regionaler Zeitungen.
Diese Projektbeschreibung wurde von der Fördernehmerin/dem Fördernehmer erstellt. Für die Richtigkeit, Vollständigkeit und Aktualität der Inhalte übernimmt der Klima- und Energiefonds keine Haftung.
