Traitement en cours

Veuillez attendre...

Paramétrages

Paramétrages

Aller à Demande

1. WO2014026851 - PHOTOBIORÉACTEUR CONÇU POUR LA MISE EN CULTURE D'ORGANISMES PHOTOTROPHES

Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique

[ DE ]

Photobioreaktor zur Kultivierung von phototrophen Organismen

Die Erfindung betrifft einen Photobioreaktor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , eine Anordnung eines Tragelementes In einem Photobioreaktor gemäß Nebenanspruch sowie eine mit einem solchen Photobioreaktor ausgestattete Biogasanlage.

Phototrophe Organismen wie Algen lassen sich aufgrund Ihrer Eigenschaft als ergiebige, hochwertige Biomasse vorteilhaft zur Gewinnung von Biogas nutzen. Die phototrophen Organismen werden dabei In speziellen

Photobioreaktoren kultiviert und anschließend im Fermenter - auch

Bioreaktor genannt - unter möglichst optimalen Bedingungen zu Biogas vergoren.

Für den Anbau der phototrophen Organismen sind offene und geschlossene Produktionssysteme bekannt. Bei offenen Produktionssystemen wie z.B. einem offenen Becken erfolgt der Anbau Im Freien und das für das Wachstum der phototrophen Organismen erforderliche Licht wird dabei Im Wesentlichen vom vorhandenen Sonnenlicht bereitgestellt. Dabei besteht jedoch die Gefahr der Kontamination beim Anbau der Organismen Insbesondere durch Umwelteinflüsse wie Wind und Fremdstoffe, die durch die offene Anordnung von oben eingeführt werden können. Diese können schließlich auch eine Mutation der angebauten Organismen beispielsweise zu unbekannten oder schädlichen Algen hin bewirken, und so auch weitere Anlagentelle

kontaminieren. Auch die gezierte Temperierung des Produktionssystems, die einen wesentlichen Faktor beim Anbau bildet und beispielsweise für Algen zweckmäßig zwischen 16 - 22 "C liegt, ist nur umständlich zu realisieren.

Aus der Druckschrift DE 41 34 813 A1 ist ein geschlossenes Produktionssystem bekannt, bei dem zur Kultivierung von phototrophen Mikroorganismen sowohl Sonnenlicht als auch Kunstlicht verwendet wird. Die Einrichtung weist mäanderlinienförmige Kanäle auf. In denen ein Kulturmedium durchströmt. Die Kanäle sind zwischen planparallelen Platten angeordnet und können in einer Ausführung für einen verbesserten Lichteinfall, an einen Rahmen aufgehängt, verschwenkt werden.

Welterhin Ist eine Kopplung von Photobioreaktor mit Biogasanlage bekannt (DE 10 2010 001 907 A1 ), bei der ein Photobioreaktor mit mäanderformig ausgelegten Strukturrohren vorgesehen wird. Die mit einem Neigungswinkel angeordneten Strukturrohre weisen eine spezielle Oberflächenstrukturlerung auf. um eine Biofilmbildung zu verhindern.

Problematisch bei derartig geschlossenen Produktionssystemen Ist der komplexe Aufbau, der eine großtechnische Umsetzung für einen

wirtschaftlichen Anbau von phototrophen Organismen erschwert. Die

Photobioreaktoren der eingangs beschriebenen Art sind In erster Linie für ein begrenztes Produktionsvolumen konzipiert. Bei großtechnischen

Photobioreaktoren oder Biogasanlagen Ist es zudem erforderlich, diese Insbesondere auch Instandhaltungsgerecht auszuführen, um die

Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen und einen optimalen Betrieb zu

gewährleisten.

Außerdem werden für die Kultivierung von phototrophen Organismen und zur Biogasgewinnung zunehmend auch pflanzliche oder tierische Rückstände sowie organische Abfälle als Substrat verwendet. Diese fallen Insbesondere in dicht besiedelten Siedlungsgebieten In großen Mengen an, wo es Jedoch in der Regel nicht möglich Ist, großflächige Photobioreaktoren bzw.

Biogasanlagen städtebaulich vorzusehen. In der Regel werden

Photobioreaktoren bzw. Blogasanlagen In abgelegenen Gebieten

vorgesehen. Der erforderliche Transport von Substratmaterial beeinträchtigt wiederum die Wirtschaftlichkeit eines Photobioreaktors bzw. einer

Biogasanlage.

Soweit nachfolgend nicht anders angegeben, können die vorgenannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination mit dem Gegenstand der nachfolgend beschriebenen Erfindung beliebig kombiniert werden.

Es Ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Photobioreaktor bzw, eine Blogasanlage welter zu entwickeln.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Photobioreaktor mit den

Merkmalen des Anspruch 1 sowie durch einen Gegenstand mit den

Merkmalen des Nebenanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So wird vorschlagsgemäß ein transparentes Leitungssystem für die

Durchströmung einer Kultursuspension vorgesehen, vorzugsweise derart, dass die Leitungen für den Wachstum der phototrophen Organismen Im

Wesentlichen horizontal ausgerichtet sind. Eine Kultursuspension Im Sinne der Erfindung umfasst eine Nährlösung zur Kultivierung von phototrophen

Organismen. Bei einer Kultivierung von Algen stellt die Kultursuspension Insbesondere ein Algensubstrat dar. Ferner wird das transparente

Leitungssystem etagenförmlg ausgebildet, und zwar Insbesondere derart, dass mindestens zwei Etagen, bevorzugt mehr als vier Etagen, entstehen. Die etagenförmlge Ausbildung des Leitungssystems entspricht also einer Im Wesentlichen horizontalen Erstreckung der Leitungen auf mehreren Ebenen. Vorzugswelse Ist der Abstand der Leitungen bzw. Leitungsabschnitte

Innerhalb einer Etage wesentlich kleiner als der Abstand der Etagen zueinander. Es wird so eine raumsparende Anordnung der Leitungen bzw. Leitungsabschnitte auf den Etagen gewährleistet. Die etagenförmlge

Ausgestaltung des transparenten Leitungssystems ermöglicht folglich eine effiziente Flächennutzung. Der Flächenbedarf eines Photobioreaktors bzw. einer mit einem solchen Photobioreaktor ausgestatteten Blogasanlage kann auf diese Welse reduziert werden. Zugleich wird In effizienter Welse ein großes Leitungsvolumen für die Durchströmung einer Kultursuspension wie Algensubstrat bereitgestellt, welches aufgrund der etagenförmlgen

Ausbildung ausreichend für eine optimale Photosynthese belichtet wird.

Unerwünschte Verschattungen des Leitungssystems zur Durchströmung einer Kultursuspenslon wie z.B. bei Micro-Algensubstrat üblich werden so

vermieden. Die Effizienz eines Photobioreaktors bzw. einer Blogasanlage Insgesamt wird folglich verbessert.

Um einen Schutz des transparenten Leitungssystems vor Wetter- oder

Wltterungselnflüssen und eine Wärmedämmung bereitzustellen, ist in einer Ausführung eine bereichsweise lichtdurchlässige Außenhülle vorgesehen. Der obere Teil der Außenhülle Insbesondere das Dach Ist bevorzugt

lichtdurchlässig ausgestaltet, um einen möglichst optimalen Tagesllchtelnfall zu gewährleisten.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Dach für eine veränderliche Lichtdurchlässigkeit ausgestaltet. Vorzugswelse Ist am Dach eine

doppelwandlge Struktur In Form einer Abdeckung für die Durchströmung mit einem Gas vorgesehen. Die doppelwandlge Abdeckung Ist bevorzugt als Folie beispielsweise aus Kunststoff wie Polyethylen oder aus Graphen,

Insbesondere mit sehr guter Lichtdurchlässigkeit, ausgebildet.

Vorteilhafterwelse liegt das Graphen als Schicht vor, die Insbesondere so ausgebildet ist, dass durch Anlegen einer Spannung, beispielsweise durch Magnetisierung von Metalltellchen wie feinen Metallspänen In einer

Flüssigkeit, die Lichtdurchlässigkeit verändert werden kann. Entsprechend kann die doppelwandlge Struktur von einer magnetlslerbaren Flüssigkeit durchströmt werden. Die Lichtdurchlässigkeit Ist vorzugsweise so einstellbar, dass ein Reflexionsgrad von 50 % bis weniger als 3 % erzielt werden kann. Die Anordnung der Folie als Abdeckung Ist bevorzugt so getroffen, dass die Folie durch einen Überdruck Im Photobioreaktor aufgebläht werden kann und so ein stabiles Dach bildet. Entsprechend kann die Abdichtung der doppelwandlgen Abdeckung an der Außenhülle wie der Wand des

Photobioreaktors über abdichtende Verbindungselemente wie Spannringe erfolgen. Die doppelwandlge Abdeckung kann so von einem Gas

durchströmt werden, um eine veränderliche Lichtdurchlässigkeit des Daches zu erzielen. Das In der doppelwandlgen Abdeckung leitbare Gas kann vortellhafterwelse aus der Gruppe Methan, Propan, Butan oder Ethan gewählt werden. Das Gas wird dabei derart durchströmt, dass die

Lichtdurchlässigkeit des Daches und damit die Belichtung des

Leitungssystems Im Inneren In Abhängigkeit der äußeren

Umgebungsbedingungen gezielt angepasst wird. Im Sommer oder bei

starkem Lichteinfall kann so die Lichtdurchlässigkeit Insbesondere hinsichtlich schädigender UV-Strahlen reduziert werden, um den Lichteinfall für einen optimalen Wachstum von phototrophen Organismen anzupassen.

Grundsätzlich Ist es auch möglich, eine doppelwandlge Abdeckung aus Platten beispielsweise aus Glas oder Kunststoff vorzusehen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Dach eine Dachkonstruktion, vorzugsweise In Form einer Fachwerkskonstruktion. Über die Dachkonstruktion kann dann gegebenenfalls die doppelwandlge Abdeckung angeordnet werden kann. Die Dachkonstruktion weist welter bevorzugt Mitteln zum Heben und Senken der Etagen des Leitungssystems auf. Die Etagen können dabei -In noch zu erläuternder Welse - Halterungen für die Leitungen des

Leitungssystems umfassen. Konstruktiv besonders vorteilhaft Ist es, Seilzüge an der Dachkonstruktion vorzusehen, um über Seile eine flexible

Höhenverstellung der Etagen oder Halterungen und damit der einzelnen Leitungen bzw. Leitungsabschnitte zu ermöglichen. Die Dachkonstruktion Ist dann Insbesondere gleichzeitig als Brückenkonstruktion ausgeführt, um die Seilzüge über Rollen horizontal verfahren zu können. Entsprechend können die Abstände zwischen den Etagen des Leitungssystems variabel verändert werden, sodass eine kompakte Anordnung des Leitungssystems Im Inneren des Photobioreaktors möglich Ist, die Insbesondere für eine Instandhaltung des Leitungssystems flexibel verstellt werden kann. In weiterer Ausgestaltung Ist ein Schlitten, Kran o. dgl. an der Dachkonstruktion Insbesondere der Brückenkonstruktion vorgesehen, der dann ebenfalls über Rollen bewegt werden kann, um eine komfortable und sichere Wartung zu gewährleisten.

Die Länge des transparenten Leitungssystems zur Durchströmung einer Kultursuspenslon Insbesondere Algensubstrat beträgt vorzugsweise

wenigstens mehrere Kilometer, welter bevorzugt wenigstens 10 km. Zur Bereitstellung eines Kreislauf prozesses Ist das transparente Leitungssystem in einer Ausführungsform grundsätzlich geschlossen ausgeführt. Entsprechend kann eine Kultursuspension wie Algensubtrat kontinuierlich Im Leitungssystem zirkuliert werden. Die phototrophen Organismen können darin über mehrere Tage kultiviert werden. Hierzu wird die Kultursuspenslon Insbesondere mit entsprechend langsamer Geschwindigkeit durch das Leitungssystem durchströmt. Vorzugswelse Ist die Geschwindigkeit einstellbar und erfolgt gesteuert In Abhängigkeit der gewünschten Wachstumsgeschwindigkeit der phototrophen Organismen. Die Leitungen des Leitungssystems sind für eine optimale Durchströmung vorzugsweise rohrförmig ausgestaltet. Der

Durchmesser der Leitungen, beträgt vorzugsweise wenigstens 70 mm, welter bevorzugt nicht mehr als 150 mm. Als Material für die Leitungen wird vorzugsweise Kunststoff oder Glas genutzt. Welter bevorzugt wird ein leichter Kunststoff, Insbesondere auch mit Graphenbeschlchtung verwendet.

Die Kultursuspension Insbesondere das Algensubstrat umfasst bevorzugt Makroalgen und Mlkroalgen. Bevorzugt sind Makroalgen wie Fächeralgen, die aufgrund Ihrer besonderen selbstreinigenden Eigenschaft eine geringe Wartung und hohe Wachstumseffizienz ermöglichen. Die zusätzlichen

Mlkroalgen wie z.B. Splrullna tragen dazu bei, den Energieertrag des

Algensubstrates zu erhöhen. Diese werden dann Insbesondere nur In kontrollierter Menge beigesteuert, da sonst die Solardurchdringung In den Leitungen eingegrenzt wird. Mit der kombinierten Kultursuspension als Algensubstrat lässt sich aufgrund der selbstreinigenden Wirkung für das Leitungssystem, die Effizienz des Photobioreaktors sowie der Wachstum der phototrophen Organismen erhöhen.

In weiterer Ausgestaltung ist der Anteil der Algen am Fermentlerungssubstrat bevorzugt 30 bis 80 %. Das Fermentlerungssubstrat sowie die

Kultursuspension können Im Übrigen weitere Komponenten wie Gülle, Abfälle Insbesondere aus der landwirtschaftlichen Produktion sowie Nährstoffe wie Proteine bzw. Eiweiße umfassen, um die Methangasproduktion In einer Biogasanlage zu steigern.

Um eine verbesserte Instandhaltung des transparenten Leitungssystems zu ermöglichen, umfasst das Leitungssystem In einer bevorzugten

Ausführungsform trennbare Abschnitte. Vorzugswelse sind die

Leitungsabschnitte einer Etage voneinander trennbar ausgestaltet. Die Möglichkeit Abschnitte der Leitungen zu trennen, sorgt dafür, dass das

Leitungssystem abschnittsweise Instandgehalten werden kann, Einzelne Abschnitte lassen sich so Inspizieren und reparieren. Die Anordnung des Leitungssystems Ist besonders vorteilhaft so getroffen, dass

Leitungsabschnitte ohne Unterbrechung des gesamten Leitungssystems getrennt werden können. Hierzu können entsprechende Umgehungsieltungen oder Bypass-Leitungen vorgesehen werden, sodass eine Instandhaltung von Leitungsabschnitten Im Wesentlichen ohne Unterbrechung des Betriebes möglich Ist.

In einer weiteren Ausgestaltung umfassen ein oder mehrere Etagen des transparenten Leitungssystems wenigstens eine Halterung für das

Leitungssystem. Die Halterung Ist bevorzugt speichenförmig ausgebildet und Insbesondere so angeordnet, dass sich die Halterung Im Wesentlichen vom Inneren Bereich des Photobioreaktors ausgehend zur Außenhülle erstreckt. Das Leitungssystem kann dann so auf der Halterung verlegt werden, dass eine gleichmäßige Lastabtragung erfolgt. Vorzugswelse sind Führungen an der Halterung vorgesehen, die eine formschlüssige Aufnahme der Leitungen ermöglichen. Es Ist zudem bevorzugt, die Halterung für eine höhenversetzte und/oder seltenversetzte Anordnung der Leitungen auszubilden. Die

Halterung weist hierzu Insbesondere erhöhte und vertiefte Führungen auf. Durch die versetzte Anordnung der Leitungen lässt sich eine Verschattung neben- oder untereinanderliegender Leitungen reduzieren und folglich die Belichtung des Leitungssystems Insgesamt erhöhen. Welter vorteilhaft Ist es die Leitungen spiralförmig an der Halterung anzuordnen. Insbesondere doppelschneckenförmig.

In bevorzugter Ausgestaltung sind die Leitungen des transparenten

Leitungssystems zumindest bereichsweise mit der Halterung, bevorzugt einer speichenförmigen Halterung, form- und/oder kraftschlüssig verbindbar bzw. verbunden, vorzugsweise über ein lösbares Verschlussmittel. Die

formschlüssige Verbindung kann über die Führungen in der Halterung erfolgen. Zusätzlich kann ein Verschlussmittel Insbesondere ein lösbares Verschlussmittel wie ein Klettverschluss vorgesehen werden. Die Anordnung des Verschlussmittels ist vorzugsweise so getroffen, dass die Kontaktbereiche zwischen Halterung und Leitungen mit entsprechendem Verschlussmittel beispielsweise einem Band eines Klettverschlusses ausgestattet sind. Auf diese Welse entsteht eine feste Verbindung zwischen den Leitungen des Leitungssystems und der Halterung, die für einen stabilen Zusammenhalt des so entstehenden Verbundes sorgt. Die Tragfähigkeit Insgesamt wird folglich gesteigert. In weiterer Ausgestaltung wird zudem ein weiteres

Flxlerungselement beispielsweise ein Draht. Band o. dgl. zum Befestigen der Leitungen an die Halterung vorgesehen. Das Fixierungselement wie ein Draht kann dann federnd über die Leitungen gespannt werden, um so die

Leitungen fest In die Halterung zu pressen. Dies verbessert entsprechend den Verbund des Leitungssystems mit der Halterung.

Die Etagen des transparenten Leitungssystems sind In einer bevorzugten Ausgestaltung horizontal und/oder vertikal verfahrbar ausgestaltet. Für ein horizontales Verfahren der Etage wie z.B. einem Drehen der Etage sind die Etagen vorzugsweise rollend gelagert. Das vertikale Verfahren der Etagen wird vorzugsweise über eine vertikale Verfahreinrichtung wie einem

motorbetriebenen Zahnstangenantrieb ausgeführt. Die horizontale und/oder vertikale Verfahrbarkelt der Etagen ermöglicht eine flexible Ausrichtung für eine optimale Belichtung. Des Welteren erhöht die Verfahrbarkelt die

Flexibilität bei der Instandhaltung. Besonders vorteilhaft Ist es, die

lichtdurchlässigen Tragelemente für ein horizontales Verfahren der Etagen auszubilden. An den Tragelementen können hierzu Schienen für ein horizontales Drehen der Etagen vorgesehen werden.

Auch Ist es möglich, das Leitungssystem und gegebenenfalls die Halterung des Leitungssystems vertikal Insbesondere mittels hydraulischen Antrieben zu verstellen. Hierzu können Hydraulikzylinder an den Ebenen des

Leitungssystems vorgesehen werden, die über Spindelantriebe am äußeren Wandbereich des Photobioreaktors eine vertikale Verstellung ermöglichen und so die Fließgeschwindigkeit der Kultursuspension wie Algensubstrat durch die Leitungen verändern. Welterhin Ist es vorteilhaft, einen Vlbrator zum Einbringen von mechanischen Schwingungen am Leitungssystem

vorzusehen, um die durchströmende Kultursuspension anzuregen. Dies erhöht besonders den Durchsatz Im Leitungssystem.

Die Etagen des Leitungssystems sind In bevorzugter Ausgestaltung über flexible Leitungsabschnitte miteinander verbunden. Der flexible

Leitungsabschnitt ermöglicht Insbesondere eine Ausdehnung In der Länge, sodass auch beim horizontalen und/oder vertikalen Verfahren der Etagen eine sichere Verbindung zwischen den Etagen gewährleistet wird.

Eine besonders kompakte Anordnung der Etagen des Leitungssystems im Photobioreaktor wird dadurch erreicht, dass der Abstand zwischen

benachbarten Etagen durchschnittlich nicht mehr als 100 cm, welter bevorzugt nicht mehr als 80 cm, beträgt. Um eine konstruktiv besonders einfache Höhenverstellung der Etagen und damit der Abstände zwischen den Etagen zu ermöglichen, sind die Etagen des Leitungssystems oder die Halterungen des Leitungssystems bevorzugt mit Sellen verbindbar ausgeführt. Entsprechend können die Etagen bzw. die Halterungen des Leitungssystems mit Sellzügen verbunden werden, an denen gegebenenfalls auch die

Vibratoren angebracht werden können. Vorzugswelse sind die Seilzüge an der Dachkonstruktion bzw. einer Brückenkonstruktion am Dach angeordnet. Die Etagen des Leitungssystems lassen sich so In gezielter Welse Je nach Bedarf ausrichten und verfahren. Des Welteren lässt sich die

Fließgeschwindigkeit In den Leitungen vortellhafterwelse bei

unterschiedlichen Wachstum In den Etagen sowie bei Verstopfungen In Jeder Etage des Leitungssystems separat regeln.

Die Anordnung der Leitungen auf den einzelnen Etagen des Leitungssystems Ist vorzugweise so getroffen, dass die Leitungen spiralförmig horizontal verlaufen. Ein verbesserter Durchfluss durch die Leitungen wird dadurch erreicht, dass die Leitungen In Flussrichtung geneigt sind. Entsprechend kann die Halterung des Leitungssystems dann einen entsprechenden Höhenversatz für eine Neigung der Leitungen aufweisen. Bei einem Durchmesser des Photobioreaktors von 22 m beträgt der Höhenversatz bevorzugt wenigstens 10 cm. so zum Beispiel 20 cm.

Überdies Ist In weiterer Ausgestaltung für einen Betrieb des Photobioreaktors mit Kunstlicht eine künstliche Belichtung vorgesehen. Grundsätzlich kann die künstliche Belichtung raumsparend an der Innen-Wand der Außenhülle wie eine Tapete mit Leuchtdioden Insbesondere organischen Leuchtdioden (OLED) angeordnet werden. Besonders vorteilhaft ist es, neben bzw. an den Leitungen des transparenten Leitungssystem Belichtungselemente

Insbesondere Belichtungsleitungen mit Leuchtdioden (LED) vorzusehen. So kann eine gezielte künstliche Belichtung am Leitungssystem eingebracht werden, ohne eine für den Wachstum der phototrophen Organismen nachteilige Wärmestrahlung zu bewirken. Vorzugswelse sind die

Belichtungsleitungen zwischen den höhenversetzt angeordneten Leitungen angeordnet, und zwar vorzugsweise In dem durch die Anordnung der

Leitungen verschatteten Bereich wie z.B. Im Dreieck der jeweils drei benachbart liegenden Leitungen Insbesondere in Form von Rohrbündeln. Die Bellchtungsleltung kann auf einer Trennschicht wie einer Aluminium-Schicht insbesondere in Form einer Folie liegen, die beispielsweise an die

Belichtungsleitung angebracht Ist. Die Anordnung einer Bellchtungsleitung sorgt für eine besonders effiziente Belichtung dicht beieinander liegender Leitungen und reduziert so die Verschattungen des Leitungssystems.

Welterhin verbessert die Bellchtungsleltung den Betrieb des Photobioreaktors Insgesamt bei verminderten Tagesllchtelnfall oder aber bei Nacht.

Um den Zugang zu den Etagen des Leitungssystems zu ermöglichen, ist vorzugsweise ein vertikales Erschließungselement beispielsweise ein

Treppenturm, Aufzug o. dgl. vorgesehen. Das vertikale Erschließungselement kann dann Zugänge oder Öffnungen aufweisen, die eine Verbindung zum Innenraum Insbesondere zu den Etagen des Leitungssystems ermöglichen.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung Ist wenigstens ein

lichtdurchlässiges Tragelement im Wandbereich der Außenhülle angeordnet, wobei das Tragelement in horizontaler Erstreckung geschlossen ausgebildet ist und, vorzugsweise, eine Fachwerkskonstruktion aufweist.

Wesentlich Ist die Überlegung, durch Vorsehen eines horizontal durchgehenden lichtdurchlässigen Tragelementes In fertlgungs- und montagetechnisch vorteilhafter Welse einen zusätzlichen Lichteinfall zu realisieren. Die Außenhülle des Photobioreaktors läset sich dementsprechend mit geringem Aufwand erstellen, wobei das lichtdurchlässige Tragelement für eine ausreichende Tragfähigkeit und Stabilität der Außenhülle sorgt und zugleich den Uchtelnfall vom Wandbereich der Außenhülle verbessert, so dass auch tiefer liegende Bereiche des Leitungssystems geeignet mit

Tageslicht belichten werden können.

Das horizontal durchgehende Tragelemente Ist Insbesondere geschlossen ausgeführt, um eine besonders hohe Stabilität und Tragfähigkeit zu

gewährleisten. Grundsätzlich können die lichtdurchlässigen Tragelemente auch als Ständer- oder Skelettkonstruktlon ausgeführt werden.

Fachwerkskonstruktionen sind Jedoch besonders bevorzugt, da sie bei geringem Gewicht eine hohe Tragfähigkeit aufweisen. Als Material; für die Tragelemente wird Insbesondere Stahl verwendet.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die Tragelemente profllförmlge Schienen zur Ankopplung mit dem weiteren Wandbereich der Außenhülle auf. Die profllförmlgen Schienen sind bevorzugt am unteren und/oder oberen Ende der Tragelemente vorgesehen. Insbesondere sind die

Tragelemente U-förmlg ausgebildet, sodass eine formschlüssige Ankopplung mit den weiteren Wandbereich der Außenhülle entsteht. Damit lässt sich die Verbindung zwischen Tragelementen und Wandelementen der Außenhülle montagetechnisch besonders einfach realisieren. Die Tragelemente mit den profllförmlgen Schienen lassen sich dann bei einer Montage auf

Wandelemente beispielsweise Betonelemente aufsetzen. Anschließend können weitere Wandelemente auf das Tragelement aufgesetzt werden. Besonders vorteilhaft Ist es, die Außenhülle Im Wesentlichen zylinderförmig auszubilden. Entsprechend sind dann die lichtdurchlässigen Tragelemente ringförmig geschlossen ausgeführt. Dadurch lässt sich eine besonders hohe Stabilität des Tragelementes auch bei großer räumlicher Ausdehnung des Photobioreaktors realisieren. Die lichtdurchlässigen Tragelemente können weiterhin mit transparenten Abdeckelementen aus Glas- oder Kunststoff verkleidet werden, um den Innenraum des Photobioreaktors geeignet vor äußeren Elnflüßen zu schützen. Welter bevorzugt werden mindestens zwei lichtdurchlässige Tragelemente Im Wandbereich der Außenhülle vorgesehen. Dies trägt auch dazu bei, dass die einzelnen Etagen bzw. Leitungsabschnitte verbessert über vertikale Erschließungselemente erreichbar sind.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Außenhülle Betonelemente als Wandelemente. Im Fall einer Im Wesentlichen zylinderförmigen Außenhülle sind die Betonelemente bevorzugt als Betonringe ausgeführt. Als Material wird vorzugsweise Spannbeton genutzt, sodass auch große Stützwelten möglich sind. Die Betonelemente sind dann Insbesondere vorgefertigt. Die Betonelemente tragen dazu bei, dass der Photobioreaktor Insgesamt aufgrund seiner Gewichtskraft eine ausreichende Stabilität aufweist. Im Zusammenhang mit der Anordnung von lichtdurchlässigen Tragelementen lässt sich so die Montage besonders vorteilhaft realisieren.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Biogasanlage

vorgeschlagen, die einen Photobioreaktor und einen Fermenter umfasst,. Hinsichtlich des grundsätzlichen Aufbaus des Photobioreaktors darf auf die obigen Erläuterungen verwiesen werden.

Wesentlich bei der Biogasanlage Ist die Überlegung, den Photobioreaktor mit einem Fermenter zu koppeln, wobei der Fermenter vorzugsweise Im Inneren des Photobioreaktors angeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung des Fermenters wird eine Insgesamt kompakte Biogasanlage bereitgestellt.

In einer verbesserten Ausgestaltung Ist eine Einrichtung zur Temperierung des Photobioreaktors vorgesehen, die Im Wesentlichen die Wärme des

Fermenters zu nutzen vermag. Dies ermöglicht es, die Wärme, die zur Vergärung Im Fermenter erforderlich ist, in effizienter Welse für den

Photobioreaktor zu nutzen, um optimale Umgebungsbedingungen für einen Wachstum der phototrophen Organismen einzustellen. Das bei der

Biogasproduktion anfallende Kohlenstoffdioxid wird ebenfalls

zweckmäßigerweise zur Kultivierung der phototrophen Organismen wie Algen verwendet. Besonders vorteilhaft Ist es, den Fermenter mittig Im Inneren des Photobioreaktors vorzusehen. Vorzugswelse Ist der Fermenter Im

Wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet. Der Durchmesser des Fermenters Im Inneren des Photobioreaktors beträgt dann beispielsweise zwischen 10 -30 m.

Um eine effiziente Biogasgewinnung zu ermöglichen. Ist die Blogasanlage In einer bevorzugten Ausführungsform für die Nutzung von Algen und

pflanzlichen Rückständen, tierischen Rückständen und/oder organischen Abfällen als Substrat für den Fermenter ausgebildet. Gärreste der

Fermentierung eignen sich In vorteilhafter Welse als Dünger für die

Kultivierung von phototrophen Organismen Insbesondere Algen. Die Nutzung derartiger Rückstände erhöht die Effizienz der Blogasanlage. Besonders vorteilhaft Ist dies, wenn die Blogasanlage In Gebieten mit höherer

Besledlungsdlchte, also Insbesondere verstädterten Raum, vorgesehen wird, sodass Insoweit der Aufwand für die Bereitstellung derartiger Rückstände und/oder Abfälle minimiert wird.

Um den Wachstum der phototrophen Organismen zu optimieren, wird In bevorzugter Ausgestaltung das Im Fermenter entstehende Kohlenstoffdioxid und/oder Rückstände wie Gärreste In das Leitungssystem des

Photobioreaktors als Dünger zugeführt. Entsprechend kann am

Leitungssystem eine Eingabevorrichtung wie ein Ventil o. dgl. zur Einspeisung von Kohlenstoffdioxid oder Rohgas wie Biomethan vorgesehen werden. Eine weitere Wachstumsförderung der phototrophen Organismen wie Algen wird Insbesondere dadurch erreicht, dass die Innenwände der Leitungen des Photobioreaktors mit dem antibakteriellen Werkstoff Graphen einem

zweidimensionalen Graphitwerkstoff versehen bzw. aufgedampft werden, um die Lichtdurchlässigkeit der transparenten Leitungen zu erhalten. Dies schützt vor Verschmutzungen und Algenbildung an den Innenwänden der Leitungen. Gleichzeitig werden durch die Graphenschicht die Gasdichtung und

Festigkeit wesentlich erhöht. Der Prozess der Kultivierung von phototrophen Organismen wie Algen sowie der Prozess der Ernte erfolgen Insbesondere automatisiert..

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von

Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Flg. 1 eine schematische Darstellung eines Photobioreaktors bzw. einer Blogasanlage,

Flg. 2 eine Detailansicht einer Etage des Leitungssystems,

Flg. 3 eine Detailansicht der verfahrbaren Etage,

Flg. 4 eine schematische Darstellung der Leitungen auf einer Halterung des Leitungssystems und

Flg. 5 eine schematische Darstellung eines Untergeschosses des Photobioreaktors bzw. der Blogasanlage.

Der Photobioreaktor Ί gemäß Figur 1 besteht aus einem transparenten Leitungssystem (nicht dargestellt) zur Durchströmung einer Kultursuspension, vorzugsweise mit einer Graphenbeschichtung Insbesondere an den

Innenwänden der Leitungen, sowie einer bereichsweise lichtdurchlässigen Außenhülle. Die Außenhülle Ist vorzugsweise zylinderförmig ausgestaltet und umfasst einen Wandbereich 2, der sich Im Wesentlichen vertikal erstreckt. Der Durchmesser der Zylinderform Ist vorzugsweise zwischen 30 - 60 m, so zum Beispiel 45 m. Die Höhe der Zylinderform, also die Höhe des

Wandbereiches 2, Ist bevorzugt zwischen 10 - 30 m, so zum Beispiel 20 m.

Der obere Bereich der Außenhülle bildet Insbesondere ein lichtdurchlässiges Dach 3. Das Dach 3 kann dabei kuppeiförmig ausgestaltet sein und trägt so dazu bei, dass das Tageslicht verbessert In den durch die Außenhülle gebildeten Innenraum fällt. Die Höhe 9 des kuppeiförmigen Daches 3 überragt In der Mitte vorzugsweise die Höhe 7 des Wandbereiches um wenigstens 1 m, besonders bevorzugt um wenigstens 3 m. Das Dach 3 umfasst Insbesondere eine Tragkonstruktion 4, die als Fachwerkskonstruktion ausgebildet ist. In Figur 1 Ist eine prinzipielle Ausgestaltung der

Tragkonstruktion 4 verdeutlicht, um möglichst geringe zusätzliche Lasten auf das Dach 3 aufzubringen. Das Dach 3 Ist Insbesondere mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung 5 ausgestattet, um vor unmittelbaren Wetteroder Wltterungselnflüßen zu schützen und Insbesondere den Gasaustritt von leichten, flüchtigen Methangas zu verhindern.

Vorzugswelse weist Ist die Abdeckung 5 für eine veränderliche

Lichtdurchlässigkeit ausgestaltet. Die Abdeckung 5 kann dann eine

doppelwandlge Abdeckung beispielsweise aus Polyethylen mit

Graphenbeschichtung aufweisen, die mit einem Gas durchströmt wird. Das Gas sorgt dafür, dass die Lichtdurchlässigkeit gezielt angepasst werden kann.

Konstruktiv und montagetechnisch vorteilhaft Ist es, den Wandbereich 2 der Außenhülle aus Betonelementen wie z.B. Betonringen 12 zu bilden. Als Betonring 12 kann dann Insbesondere vorgefertigter Spannbeton eingesetzt werden. In einer Ausführung weist der Wandbereich 2 lichtdurchlässige Tragelemente auf, die Im Fall von Figur 1 ringförmig geschlossen als

Zwischentragringe 6 ausgeführt sind. Die Zwischentragringe 6 sind

Insbesondere als horizontal verlaufende geschlossene Tragelemente ausgestaltet und erstrecken sich bei einem Im Wesentlichen zylinderförmigen Aufbau des Photobioreaktors 1 über den gesamten Umfang der Außenhülle. Dies sorgt nicht nur für einen gleichmäßigen zusätzlichen Tageslichteinfall vom Wandbereich der Außenhülle, sondern reduziert den

montagetechnischen Aufwand eines derart aufgebauten Photobioreaktors 1. Überdies Ist es vorteilhaft, wenigstens zwei Zwischentragringe 6 In der Außenhülle vorzusehen. Dies stellt sicher, dass auch tiefer liegende

Bereiches des Leitungssystems zweckmäßig mit Tageslicht belichtet werden können.

Um den Zugang zum Innenraum Insbesondere zum transparenten

Leitungssystem zu ermöglichen, Ist bevorzugt ein vertikales

Erschließungselement beispielsweise ein Treppenturm 10, Aufzug o.

dgl.vorgesehen. Über Öffnungen kann dann der Innenraum Insbesondere

das transparente Leitungssystem für Wartungen und Instandhaltung

erschlossen werden.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung Ist Im Inneren des

Photobioreaktors 1 ein Fermenter 1 1 vorgesehen, und zwar derart, dass beide miteinander gekoppelt sind. Die Integration des Fermenters 1 1 Im Photobioreaktor 1 ermöglicht eine besonders kompakte und raumsparende Biogasanlage. Der Fermenter 1 1 Ist vorzugsweise ebenfalls zylinderförmig mit Kuppel ausgestaltet. Der Durchmesser des Fermenters beträgt beispielsweise 10 - 30 m, so zum Beispiel 20 m.

Der Fermenter Ί 1 ist vorzugsweise mlttlg angeordnet, so dass die Abwärme des Fermenters mit Hilfe einer Temperierungseinrichtung zweckmäßig zur Temperierung des Photobioreaktors 1 verwendet werden kann. Überdies können bei der Biogasproduktion anfallendes Kohlenstoff dloxld und gegebenenfalls weitere Rückstände wie Gärreste zur

Wachstumsbeschleunigung der phototrophen Organismen Insbesondere Algen verwendet werden.

Durch die Integration des Fermenters 1 1 Innerhalb des Photobioreaktors 1 kann eine derartige Biogasanlage auch vorteilhaft In Siedlungsgebieten vorgesehen werden, ohne dass hierdurch erhebliche städtebauliche

Beeinträchtigungen verbunden sind. Der kompakte, flächeneffiziente Aufbau des Photobioreaktors trägt dazu bei, dass eine derartige Biogasanlage städtebauliche Einschränkungen Insbesondere In Gebieten mit höherer Besledlungsdlchte vermeldet.

Der Photobioreaktor 1 kann grundsätzlich auch ohne Fermenter 1 1 im

Inneren vorgesehen werden, um beispielsweise ausschließlich eine effiziente Produktion von phototrophen Organismen wie Algen zu erzielen. Daneben ist es auch möglich, phototrophe Organismen wie Algen in einfachen

Betonringen ohne Photobioreaktor mit und ohne Abdeckung vorwiegend im Sommer zu kultivieren.

Das lichtdurchlässige Dach erzeugt einen Lichtkegel Im Photobioreaktor beispielsweise mit einem Durchmesser von ca. 20 bis 25 m, so dass

Tageslicht bis in die unteren Etagen des Leitungssystems dringt. Bei einem Photobioreaktor ohne Integrierten Fermenter 1 1 kann das Licht so bis zum Boden des Photobioreaktors geführt werden. Wird ein Fermenter 1 1 im

Photobioreaktor vorgesehen, um eine Biogasanlage zu erhalten, so endet der Lichtkegel zum Teil schon an der Kuppel des Fermenters 1 1 ,

Das transparente Leitungssystem besteht bevorzugt aus einem flexiblen Material wie Kunststoff, sodass eine leicht handhabbares Leitungssystem entsteht. Die Leitungen im Leitungssystem sind bevorzugt rohrförmig ausgestaltet und tragen so dazu bei, dass die Durchströmung der

Kultursuspenslon wie Algensubstrat aufgrund der verbesserten Strömung mit geringerem Energieaufwand betrieben werden kann. Der Durchmesser der Leitungen ist bevorzugt 50 bis 150 mm, besonders bevorzugt 60 bis 120 mm. Die Länge des transparenten Leitungssystems Ist typischerweise mehrere Kilometer lang, so zum Beispiel 10 km. Durch das transparente

Leitungssystem kann die Kultivierung der phototrophen Organismen über mehrere Tage erfolgen. Bei Algen kann die Kultivierung beispielsweise

Innerhalb von sieben Tagen erfolgen, wobei die Größe der Algen im

Wesentlichen auf das Dreifache wächst. Die Durchströmung der

Kultursuspension wie Algensubstrat im Leitungssystem erfolgt vorzugsweise mit entsprechend langsamer Geschwindigkeit. Die Anzahl der Etagen des Leitungssystems in einem Photobioreaktor 1 bzw. einer Biogasanlage ist bevorzugt wenigstens vier, besonders bevorzugt wenigstens acht.

Wird wie in Figur 1 dargestellt im Inneren des Photobioreaktors 1 ein

Fermenter 1 1 vorgesehen, um eine Biogasanlage bereitzustellen, so wird der verbleibende Raum für die Etagen des Leitungssystems genutzt.

Unterhalb des Photobioreaktors Insbesondere in einem Untergeschoss 32 können - wie in Fig. 5-erslchtlich - Vorratsbehälter für Substrat und

Ausbringungsvorrichtungen für die kultivierten Organismen wie Algen vorgesehen werden. Entsprechend können Transporteinrichtungen zur

Beschickung des Leitungssystems bzw. zur Beschickung der Fermentierung vorgesehen werden. Auf diese Welse können dann Ableger der Algen für den Photobioreaktor bzw. für eine Biogasanlage vorbereitet werden.

Vorzugswelse werden die Leitungen auf einer Etage spiralförmig angeordnet,. Die Leitungen können als Doppelschnecke ausgestaltet, und zwar derart, dass Jede Doppelschnecke mehrere Windungen aufweist, beispielsweise 30 Windungen. Um das Tageslicht welter verbessert an die Leitungen zu führen, sind die Leitungen vorzugsweise höhenversetzt angeordnet.

Leitungsabschnitte der Etagen können in einer bevorzugten Ausgestaltung voneinander getrennt werden, um eine verbesserte Instandhaltung zu ermöglichen.

Figur 2 verdeutlicht den Aufbau einer Etage mit einer Halterung 15 für das transparente Leitungssystem. Die Halterung 15 umfasst vorzugsweise mehrere Halterungselemente 16, die Insbesondere Führungen 1 7 zur Aufnahme der Leitungen aufweisen. Die Führungen 1 7 können höhenversetzt an den

Halterungselementen angeordnet werden, sodass eine optimierte Belichtung benachbarter Leitungen gewährleistet wird. Im Fall von Figur 2 sind die Halterungselemente 16 speichenförmig um ein Innengestell 18 herum angeordnet, um den im Wesentlichen zylinderförmigen Raum raumsparend zu belegen. Das Innengestell 18 kann an einen optionalen Fermenter 1 Ί angrenzen. Auf der Außenseite können die Halterungselemente 16 an einem entsprechenden Außengestell 19 befestigt werden. Die Halterungselemente 16 können hierzu in U-Proflle eingelassen werden und zum Beispiel verklebt werden. Die Halterungselemente 16 sind dabei Insbesondere gleichmäßig über den Umfang verteilt, um eine beanspruchungsgerechte Abstützung des transparenten Leitungssystems auf der Etage zu ermöglichen. Beispielsweise sind die Halterungselemente 16 In einem Winkel von Jeweils 3° positioniert, sodass die Stützwelte 21 an der Außenseite zum Beispiel 1 15 cm beträgt. Vorzugswelse ist die maximale Stützwelte der Halterungselemente 16 nicht größer als 250 cm, besonders bevorzugt nicht größer als 150 cm.

Die Halterungselemente 16 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff wie

Hartschaum oder Polystyrol, wobei die Unterselte der Halterungselemente 16 insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt ist, um eine ausreichende Festigkeit In diesem Bereich sicherzustellen. Alternativ oder ergänzend ist an der unteren Seite der Halterungselemente 16 ein Profil insbesondere eine U-förmige Schiene vorgesehen, die zur verbesserten Stabilität der Halterung 15 Insgesamt beiträgt. Die Stärke der

Halterungselemente 16 beträgt vorzugsweise 20 - 80 mm, besonders bevorzugt 40 - 60 mm.

Die Anordnung des transparenten Leitungssystems erfolgt besonders vorteilhaft In zwei höhen- und seltenversetzten Rohrspiralen. Vorzugsweise sind die Führungen 1 7 der Jeweiligen Halterungselemente 16 Im Vergleich zu benachbarten Halterungselementen leicht versetzt angeordnet. Der Versatz der Führungen 1 7 zum Jeweils benachbarten Halterungselement Ist beispielsweise zwischen Ί 5 und 20 mm, sodass hierdurch eine spiralförmige Anordnung entsteht. Die Anordnung der benachbart liegenden Leitungen Ist Insbesondere so getroffen, dass die Mittelpunkte der Leitungen ein gleichseitiges Dreieck bilden.

Lichtdurchlässige Tragelemente wie umlaufende Zwischentragringe 6 umfassen vorzugsweise eine profllförmlge Schiene beispielsweise einen U-Träger 13 und eine Fachwerkskonstruktion mittels Verbindungsrohren 14. Grundsätzlich kann auch eine Ständer- oder Skelettkonstruktion vorgesehen werden. Die Tragelemente sind Insbesondere aus Stahl gefertigt. Die U-Träger 1 3 und Verbindungsrohre Ί 4 sind dabei vorzugsweise als

Verbundkonstruktion miteinander verschweißt. Der untere U-Träger 13 kann dann auf eine Kante eines Betonelementes wie z.B. eines Betonringes 12 aufgesetzt werden. Gleichermaßen kann dann ein weiterer Betonring 1 2 auf den oberen U-Träger 13 aufgesetzt werden. Der montagetechnische

Aufwand lässt sich folglich reduzieren. Die Kanten der Betonelemente können auch für ein verbessertes Aufsetzen der U-Träger 13 abgerundet werden.

Figur 3 verdeutlicht die verfahrbare Ausgestaltung einer Etage. Das

Außengestell 19 kann hierzu Laufrollen 20, Insbesondere am Umfang des Außengestells, aufweisen. Eine entsprechende Laufschiene 24 für die

Laufrollen 20 Ist In einer bevorzugten Ausführung am Zwischentragring 6 vorgesehen, vorzugsweise als Fortsatz des unteren U-Trägers 13, und ermöglicht so ein horizontales Verfahren, nämlich ein Drehen der Etage. Daneben können auch Stützrollen 25 am Außengestell 19 vorgesehen werden, die sich Insbesondere an einer vertikalen Seite des

Zwischentragringes 6 abstützen, um eine sichere Führung der Etage beim Drehen zu ermöglichen. Die Leitungen bzw. Leitungsabschnitte einer Etage lassen sich so verbessert für eine Instandhaltung handhaben. Das

Innengestell 18 weist In entsprechender Welse Laufrollen und/oder Stützrollen auf, die an entsprechenden Laufschienen abrollen. Die Anzahl der Laufrollen am Außengestell 19 für eine Etage Ist beispielsweise zwischen 6 - 18. Die Anzahl der Laufrollen am Innengestell 18 Ist typischerweise geringer als beim Außengestell 19.

Das Außengestell 19 weist darüber hinaus in einer bevorzugten

Ausgestaltung ein Mittel zum vertikalen Verfahren der Etagen auf.. Hierzu können am Außengestell 19 ein oder mehrere angetriebene Zahnräder 23 vorgesehen werden, die In eine entsprechende Zahnstange 22 eingreifen, um ein vertikales Verfahren der Etage zu ermöglichen. Die Anzahl der Zahnstangenantriebe am Außengestell 19 für eine Etage Ist beispielsweise zwischen 6 - 18. Am Innengestell 18 können dann typischerweise weniger Zahnstangenantriebe vorgesehen werden, beispielsweise halb so viele.

Die Etagen lassen sich In einer bevorzugten Ausführungsform auf die Höhe der lichtdurchlässigen Tragelemente also beispielsweise der

Zwischentragringe 6 verfahren. Insbesondere sind dann die

Zwischentragringe 6 mit Laufschienen für ein Drehen der Etagen

ausgestattet. Der konstruktive Aufbau, um das transparente Leitungssystem für eine Instandhaltung zugänglich zu machen, kann so vereinfacht werden. Eine Etage wird dann zunächst zum nächstgelegenen Zwischentragring 6 vertikal verfahren. Anschließend kann die Etage so gedreht werden, dass eine gewünschte Leitung bzw. Leitungsabschnitt für eine Instandhaltung zugänglich Ist. In weiterer Ausgestaltung kann ein Auslegearm vorgesehen werden, der eine verbesserte Handhabung beim Belegen oder der

Entnahme der Leitungen ermöglicht. Besonders vorteilhaft Ist es, wenigstens zwei Zwischentragringe 6 Im Wandbereich 2 der Außenhülle vorzusehen. Dieser Aufbau trägt dazu bei, dass die Etagen, um von den

Zwischentragringen 6 aus zugänglich zu sein, weniger verfahren werden müssen. Da die Etagen vorzugsweise einen Mindestabstand zueinander aufweisen, kann auf diese Welse auch die benötigte Bauhöhe Insgesamt reduziert werden. Bei einer Aufteilung mit zwei Zwischentragringen 6 kann die Bauhöhe typischerweise um die Hälfte reduziert werden. Die einzelnen Etagen haben beispielsweise einen Mindestabstand von wenigstens 0,4 m. Die Höhe der Zwischentragringe 6 beträgt typischerweise nicht mehr als 100 cm, welter bevorzugt nicht mehr als 70 cm.

Die Laufschiene 24 Insbesondere eines Zwischentragrings 6 Ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass diese abschnittsweise geöffnet werden kann. Die Laufschiene kann z.B. durch Aufklappen bzw. Ausfahren eines

Laufschienensegmentes unterbrochen werden. Die hervorstehenden

Laufrollen 20 am Außen- oder Innengestell können beim vertikalen Verfahren auf diese Welse die Laufschienen passleren. Im Anschluss an ein vertikales Verfahren kann die Laufschiene geschlossen werden, sodass die Etage mittels der Laufrollen 20 auf die geschlossene Laufschiene abgesetzt werden kann. Um ein Drehen der Etagen zu ermöglichen, können die Zahnstangen 22 aus dem Eingriff mit den Zahnrädern 23 entfernt werden. Das Gewicht einer Etage beträgt mit gefüllten Leitungen beispielsweise zwischen 5 und 30 t. Es Ist Insbesondere vorteilhaft, eine maschinelle Drehvorrichtung und/oder Hebevorrichtung für die Etagen vorzusehen.

In Flg. 4 ist schematisch die Anordnung der Leitungen 26 auf der Halterung 15 des Leitungssystems verdeutlicht. Wie aus Flg. 4 ersichtlich, sind die Leitungen 26 so angeordnet, dass die Mittelpunkte der Jeweiligen Leitungen 26 ein gleichschenkliges Dreieck bilden. Die Leitungen 26 sind In

höhenversetzten Führungen des Halterungselementes 16 aufgenommen.

Zwischen den höhenversetzt angeordneten Leitungen 26 Ist Insbesondere ein Bellchtungselement 27 beispielsweise mit LED-Leuchten o. dgl. angeordnet. Hier liegt das Bellchtungselement 27 auf der tiefer liegenden Leitung 26 und damit Im besonders verschatteten Bereich. Entsprechend kann dieser verschattete Bereich besonders optimal ausgeleuchtet werden.

Ein besonders tragfähiger Zusammenhalt zwischen Leitungssystem und Halterung 15 kann dadurch erreicht, dass die Leitungen 26 zumindest bereichsweise mit dem Halterungselement 16 form- und/oder kraftschlüssig verbunden werden. Hierzu kann ein Befestigungselement vorgesehen werden, das die Leitungen 26 an die Halterung 15 fest verbindet. Im Fall von Flg. 4 ist eine Klammer 26 vorgesehen, die um die Leitungen gespannt wird und mittels Ösen 29 an das Halterungselement 16 fixiert wird. Grundsätzlich ist es auch möglich ein Draht o. dgl. als Befestigungselement vorzusehen. Welter bevorzugt weist auch der Kontaktbereich zwischen Leitung 26 und Halterung ein Verschlussmittel auf, um einen festen Verbund zwischen

Leitungssystem und Halterung 15 zu erzielen. Ein lösbares Verschlussmittel wird insoweit bevorzugt, als dass es auch eine flexible Instandhaltung des Leitungssystems gewährleistet. Hier Ist ein Klettverschluss 31 als lösbares Verschlussmittel Im Kontaktbereich also Im Wesentlichen In den Führungen 1 7 der Halterung 15 vorgesehen. Der Zusammenhalt zwischen

Leitungssystem und Halterung wird folglich verbessert, sodass eine Insgesamt verbesserte Tragfähigkeit erreicht wird.

Konstruktiv welter vorteilhaft Ist es, am unteren Bereich des

Halterungselementes 16 ein Verstärkungselement 28 vorzusehen. Das

Verstärkungselement 28 besteht vorzugsweise aus einem festeren Material als das Halterungselement 16 Im Übrigen. So kann das Halterungselement 16 grundsätzlich aus einem leichten Kunststoff wie Polystyrol gefertigt sein, wobei das Verstärkungselement 28 aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff oder Graphen besteht. Es ist auch vorteilhaft, dass Verstärkungselement 28 in Form einer Schiene Insbesondere mit U-Profll auszubilden, um eine hinreichende Stabilität und Festigkeit der Halterung 15 bei geringem

Gewicht zu ermöglichen.

Flg. 5 stellt schematisch ein Untergeschoss 32 des Photobioreaktors bzw. der Biogasanlage dar, welches Insbesondere als Kelleretage ausgebildet Ist. Das Untergeschoss kann In verschiedene Segmente aufgeteilt sein, um

verschiedene Funktionen des Photobioreaktors bzw. der Biogasanlage bereitzustellen. Besonders vorteilhaft Ist es bei einer Biogasanlage, alle weiteren Anlagenkomponenten wie Lager, Tanks, Pumpen,

Beschickungseinrichtungen und/oder Erntevorrichtungen unterhalb des Photobioreaktors, Insbesondere In einem Untergeschoss (32). anzuordnen. Dies ermöglicht eine besonders raumsparende Anordnung der

Anlagenkomponenten. Des Weiteren wird so eine abgeschlossene Einheit ermöglicht, die sich vom eingangs beschriebenen Stand der Technik

Insbesondere dadurch unterscheidet, dass neben dem verringertem

Flächenbedarf auch Umweltbelastungen wie Luftverschmutzungen oder Lärm eingedämmt werden. Dies erhöht Insoweit auch die Brand- und

Verkehrssicherheit eines Photobioreaktors bzw. einer Biogasanlage, Auch wird der mit dem Transport von Biosubstraten verbundene Aufwand erheblich reduziert, da zweckmäßigerweise die Bio-Abfallmassen der näheren

Umgebung verwendet werden können.

Zur Reduzierung der Brandgefahr Ist der Photobioreaktor bzw. die

Biogasanlage bevorzugt mit einer Feuerlöschanlage ausgestattet.

Vorzugswelse Ist diese so ausgestaltet, dass das Im Photobioreaktor geführte Wasser zumindest teilweise als Löschmittel verwendet wird. Entsprechend kann mindestens eine Ausgabevorrichtung wie ein Ventil, eine Düse, ein Sprinkler o. dgl. am Leitungssystem vorgesehen werden. Besonders vorteilhaft Ist an Jeder Etage des Leitungssystems eine Ausgabevorrichtung vorgesehen. Bei einer Brandgefahr kann dann die Im Leitungssytem des Photobioreaktors geführte Flüssigkeit wie z.B. Wasser In großen Mengen partiell freigegeben werden. Es Ist auch möglich, gelagerten Stickstoff z.B. aus Stickstoffflaschen Im geschlossenen System freizusetzen, um so ein Löschen der Flammen zu bewirken. Besonders vorteilhaft ist es, die

Feuerlöschanlage für einen selbsttätigen Betrieb auszubilden.

In der Mitte des Untergeschosses 32 Ist vorzugsweise ein Maschinenraum 44 für den Fermenter 1 1 vorgesehen. Dieser weist Insbesondere Rührwerke 34 für eine Agitation Im Fermenter 1 1 auf. Die Rührwerke 34 werden

Insbesondere durch Elektromotoren angetrieben. Für eine besonders platzsparende Anordnung können die Rührwerke 34 bzw. Elektromotoren an der Decke des Untergeschosses vorgesehen werden.

Weiterhin kann das Untergeschoss 32 Lager 33 beispielsweise für Algen, Tanks 37 beispielsweise für Gülle, Maschinenräume 38 beispielsweise für Pumpen sowie Aufenthaltsräume 39 aufweisen. Vorzugswelse sind am

Untergeschoss ferner Befüllvorrichtungen wie Schüttgutvorrichtungen 41 vorgesehen. Diese ermöglichen eine einfache Belieferung von Außen

Insbesondere mit Hilfe von Lastkraftwagen 42. Zugangswege 35 stellen die Innere Erschließung des Untergeschosses 32 sicher.

Um einen Transport der gelagerten Materlallen aus den Lagern 33 bzw. Tanks 37 für eine Beschickung In den Fermenter 1 1 zu ermöglichen, können je nach zu befördernden Material Förderleitungen 36 oder Förderanlagen 43 wie Förderschnecken vorgesehen werden..

Vorzugswelse weist der Photobioreaktor mindestens einen Bypass oder Bypass-Stutzen zur Entnahme von kultivierten phototrophen Organismen wie Algen auf. Bevorzugt ist ein Bypass oder ein Bypass-Stutzen in Jeder Etage des Leitungssystems vorgesehen. Die Gesamtentnahme der phototrophen Organismen erfolgt dann Insbesondere im Untergeschoss. Zur Entnahme ist vorzugsweise eine Erntevorrichtung vorgesehen, die so ausgestaltet ist, dass kultivierte phototrophe Organismen wie Algen entnommen und In Substrate aufgeteilt werden können. Die geteilten. Jungen Algen werden dann dem Leitungssystem für einen Wachstumskreislauf separat zugeführt. Da das Leitungssystem Insbesondere in Form eines Wassersystems vorzugsweise geschlossen ausgeführt Ist. um die benötigte Pumpenenergie niedrig zu halten, ist die Anordnung der Erntevorrichtung im Leitungssystem

Insbesondere so getroffen, dass ein Bypass segmentweise geöffnet werden kann. So können kultivierte Algen dem Bypass zugeführt werden, um diese mit Hilfe der Erntevorrichtung zu ernten. Die Erntevorrichtung Ist vorteilhafterweise Im Untergeschoss beispielsweise In einem Aufrüstraum 40 vorgesehen.

Um möglichst optimale Bedingungen für die Kultivierung der phototrophen Organismen bereitzustellen, Ist es besonders vorteilhaft, einen zwei- oder mehrstufigen Fermenter für die Biogasanlage vorzusehen. Die verschiedenen Stufen des Fermenters können dann besonders kompakt über- oder nebeneinander angeordnet werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das transparente Leitungssystem eine Zufluss- und/oder Abflussleitung, die vorzugsweise tragend im Leitungssystem Integriert Ist. Bevorzugt weist die Zufluss- und/oder Abflussleltung einen Querschnitt von 3 cm bis mindestens 6 cm auf. Als Zuflussleitung ist die Leitung Insbesondere so ausgestaltet, dass

aufbereitetes Wasser beispielsweise angereichert mit Enzymen oder

Nährstoffen in das transparente Leitungssystem zugeführt werden kann. Dies verbessert entsprechend den Wachstum der phototrophen Organismen. Als Abflussleitung Ist die Leitung Insbesondere so ausgestaltet, dass nicht benötigtes Wasser beispielsweise Schmutzwasser oder Austauschwasser aus dem transparenten Leitungssystem abgeführt werden kann. Dies verhindert entsprechend Verschmutzungen sowie Verstopfungen des Leitungssystems.

Die Anordnung der Zufluss- und/oder Abflussleitung ist vorzugsweise so getroffen, dass diese mlttlg in den im Wesentlichen dreieckförmlg

zueinander angeordneten Leitungen des Leitungssystems vorgesehen ist. Die dreieckförmlge Anordnung der Leitungen kann der Figur 4 entnommen werden, wobei die Zufluss- und/oder Abflussleitung alternativ oder ergänzend zur Bellchtungsleitung 27 vorgesehen werden kann. Um eine verbesserte Tragfunktion des Leitungssystems zu ermöglichen, ist die Zufluss- und/oder Abflussleltung besonders vorteilhaft fest mit dem Leitungssystem verbunden und bildet so einen stabilen Verbund. Hierzu können - wie bereits

beschrieben - Befestigungselemente wie Klammern oder Schellen aus Kunststoff oder Blech vorgesehen werden, die gegebenenfalls mit

Drahtschellen oder Klettverschlüssen ergänzt werden. Die Zufluss- und/oder Abflussleitung besteht insbesondere aus einem festen Kunststoff wie PVC, aus Aluminium oder Stahl. In weiterer Ausgestaltung wird eine

Zustandsüberwachung des Leitungssystems vorgesehen, die Insbesondere den Zustand der Leitungen In den einzelnen Etagen zu überwachen vermag. Auf diese Welse wird sichergestellt, dass das Insbesondere kreislaufförmige Leitungssystem nicht durch übermäßige Verschmutzungen verstopft oder der Wachstum der phototrophen Organismen wie Algen sonstwie beeinträchtigt wird.

Besonders vorteilhaft Ist es, die Zufluss- und/oder Abflussleitung zugleich als Bellchtungsleltung 27 zu verwenden. Hierzu können an der Zufluss- und/oder Abflussleitung Belichtungsmittel wie Leuchtdioden (LED) vorgesehen werden, die besonders vorteilhaft als Beschlchtung ausgebildet sind, um über die gesamte Oberfläche eine Llchtabstrahlung zu bewirken. Dies ermöglicht es Verschattungen am Leitungssystem des Photobioreaktors aufzuhellen.

Die Leitungsdurchmesser dienen ferner bevorzugt dem Wassermanagement, wie auch gegebenenfalls vorhandene Aufbereitungsbecken Im

Untergeschoss, Pumpen sowie Ein- und Auslassventile am spiralförmig verlegtem Leitungssystems des Photobioreaktors. Diese sind vorzugsweise so beschaffen, dass eine automatische Überwachung und Regelung ermöglicht wird.

Bezugszeichen

1 Photobioreaktor

2 Wandbereich

3 Dach

4 Tragkonstruktion

5 Dachabdeckung

6 Zwischentragring

7 Höhe von 2

8 Durchmesser von 1

9 Höhe von 3

10 Treppenturm

1 1 Fermenter

12 Betonring

13 U-Träger

14 Verbindungsrohr

15 Halterung

16 Halterungselement

1 7 Führung

18 Innengestell

19 Außengestell

20 Laufrolle

21 Stützwelte

22 Zahnstange

23 Zahnrad

24 Laufschiene

25 Stützrolle

26 Leitung

27 Bellchtungsleltung

28 Verstärkungselement

29 Öse

30 Klammer

31 Klettverschluss

32 Untergeschoss 33 Lager

34 Rührwerk

35 Zugangsweg

36 Förderleitung

37 Tank

38 Maschinenraum

39 Aufenthaltsraum

40 Aufrüstraum

41 Schüttgutvorrichtung 42 Lastkraftwagen

43 Förderanlage

44 Maschinenraum für 1 1