Begin november 2024 hebben vrijwilligers van LochemEnergie het prototype van de Plug & Play Biomeiler opgestart, op de boerderij van fam. Dijkman / Lubberdink aan de Hazelberg 12 in Barchem. Zie Grote stap vooruit: de biomeiler is gevuld
Deze is vervolgens aangesloten op de centrale verwarmingsinstallatie van het woongedeelte van de boerderij, zodat daarmee de warmte van de biomeiler nuttig ingezet kan worden.
De installatie is voorzien van ca. 50 sensoren, waaronder temperatuurmeters, warmtemeters, flowmeters en een weerstation. Al deze meetgegevens worden in het meetsysteem opgeslagen en zijn vervolgens beschikbaar voor analyse van de prestaties van de biomeiler. Uniek is dat er ook 15 temperatuursensoren in de biomassa liggen, waarmee we goed inzicht krijgen in het composteringsproces.
Onderstaande grafiek laat bijvoorbeeld de temperatuur ontwikkeling zien op een drietal plekken in de biomassa (T2.22, T2.24 en T2.25) en in de buitenlucht.
In de eerste weken liep de temperatuur in de biomassa al snel op tot meer dan 60 graden (thermische fase) en zakte eind november (volgens plan) naar een redelijk stabiele temperatuur van rond de 50 graden (rijpingsfase). Maar in de wintermaanden (december t/m februari) zagen we de temperatuur in de biomassa (veel) verder dalen, waarbij in de grafiek duidelijk af te lezen is dat dit gerelateerd is aan de lagere buitentemperaturen. Daarbij is ook duidelijk te zien dat dit negatieve effect op de noordzijde (T2.24) en oostzijde (T2.25) veel sterker is dan aan de “warme” kant van de biomeiler. Vanaf maart begint de buitentemperatuur en dientengevolge de temperatuur in de biomassa aan de “warme” kant weer te stijgen, maar de biomassa aan de “koude” kant is te ver afgekoeld om snel te kunnen reageren. In april zijn een paar wijzigingen doorgevoerd in de installatie, waardoor de temperatuur aan de “koude” kant ook weer is gestegen.
Maar dit alles in onvoldoende om het water in de warmtewisselaars op een gewenste temperatuur van 40 graden of hoger te brengen en het moge duidelijk zijn dat dat in de winter helemaal niet lukt (wanneer je de warmte echt nodig hebt). Daarvoor is het nodig dat de temperatuur in een groot gedeelte van de biomassa boven de 50 graden blijft.
De doelstelling van het project is een prototype van een “plug&play” biomeiler (bouwpakket) te ontwikkelen en daarmee te onderzoeken of deze een duurzame bijdrage kan leveren aan de energietransitie. Feitelijk hebben we aan deze doelstelling voldaan, maar de uitkomst maakt ons nog niet blij en dus laten we het er niet bij zitten. Mede omdat er heel veel interesse getoond wordt in ons project, welke vrij te bezichtigen is.
En gelukkig ziet ook Saxion University of Applied Sciences, lectoraat Sustainable Energy Systems, een mooie toekomst in dit product. Inmiddels is een tweede groep van multidisciplinaire studenten druk doende met onderzoek naar optimalisatie van het systeem.
Daarbij kunnen we de volgende onderzoeksresultaten alvast melden:
Isolatie:
Ondanks de geïsoleerde wandpanelen hebben we gezien dat de buitentemperatuur een behoorlijke invloed heeft op de temperatuur in de biomeiler. Dit wordt veroorzaakt door het grote oppervlak van die panelen en daarnaast gaat er ook veel warmte verloren via het semi-gesloten dak. De studenten hebben een model ontwikkeld, waarmee het warmteverlies berekend kan worden a.d.h.v. diverse parameters. Daarbij blijkt dat ca. 50% van de energie weglekt.
Biomassa:
Van de biomassa zijn op verschillende momenten samples genomen, welke geanalyseerd zijn in het laboratorium van Saxion. Met name vochtigheid en hoeveelheid composteerbare organische stof is daarvan van belang en dat was ok.
| Start | Loaded | Dried | Burnt | DS | OS | AS | |
| S1 | 75.7503 | 93.7451 | 83.1295 | 76.1728 | 41% | 39% | 2.30% |
| S2 | 33.9409 | 39.9812 | 36.8508 | 34.0058 | 48% | 47% | 1.07% |
| S3 | 32.8288 | 42.0389 | 37.268 | 32.9185 | 48% | 47% | 0.97% |
| S4 | 34.1695 | 38.95554 | 26/2493 | 35.2545 | 43% | 42% | 1.78% |
| Average | 45% | 44% | 1.5% |
Zuurstof:
Zuurstof is belangrijk voor de warmteopwekking. Op verschillende plaatsen zijn metingen gedaan en er is minimaal 18,2% zuurstof aanwezig. Dat is ruim voldoende.
C/N verhouding:
De verhouding koolstof/stikstof moet ongeveer 40 zijn. Koolstof zit met name in de houtsnippers en stikstof in de paardenmest die we toegevoegd hebben. Na analyse blijkt dat er veel te weinig stikstof (lees paardenmest of groene biomassa) is toegevoegd en daarmee hebben de bacteriën simpel gezegd te weinig voedingsstoffen.
Daarom gaan we binnenkort extra stikstof toevoegen in vloeibare vorm om te proberen ook de koudere delen in de biomassa op te stoken.
Warmtewisselaars:
Er zal nog onderzoek gedaan worden naar de effectiviteit van de warmtewisselaars. Daarbij zal gekeken worden naar de optimale layout, leidingloop, diameter van het leidingwerk en de flow van het water in die leidingen (nu ca. 150 ltr/min).
Verdere stappen:
Voor de zomervakantie zijn er dus nog twee acties: testen met extra stikstof en het analyseren van de warmtewisselaar.
Op basis van de uitkomsten zal besloten worden of we de biomeiler in het najaar gaan aanpassen (extra isolatie bovenkant, optimalisatie warmtewisselaars, vullen met juiste mix van biomassa) of dat we komende winter vervolgonderzoek doen met de huidige vulling.
Financiering:
Op dit moment zijn we zover gekomen door de support van alle partners in het project. Echter voor verdere stappen in het najaar, hebben we aanvullende subsidies (ca. EUR 10-15K) nodig om de kosten te bepalen van loonwerker, leveranciers, etc. Dus dat wordt ook een actie op korte termijn, waarover we later meer zullen vertellen.
