Energiebedarf bei Aquaponik

[Thorsten]

:idea: Hallo, Freunde hier mal eine kleine Hausaufgabe. :idea:

Wer kann den Energiebedarf in KW/h berechnen der notwendig ist um 1m³ Wasser von 18° C (aus dem Pflanzenrücklauf) wieder auf 27 ° C aufzuheizen, bevor das Wasser den Fischen wieder angeboten wird?

Viel Spaß beim berechnen, mal sehen wer einen besseren Physiklehrer hatte.

Gruß Thorsten :huh:

[Simon]

also als Physik Leistungsschüler kann ich dir da gerne helfen :D

Die Wärmekapazität von Wasser beträgt (lt. Wikipedia) 4,183 kJ/(kg*K).

Das heißt, um 1l Wasser um 1 Grad zu erwärmen sind 4,183 KJ Energie nötig (1 Kcal für Diätler ;-)).

1J entspricht einer Ws - dh 1kJ entspricht 1kWs und 3.600 kWs ergeben 1 kWh.

Um 1000l Wasser um 10 Grad zu erwärmen braucht es also 4.183 (4,183*1000*10) kWs, was rund 10,16 kWh entspricht (/3600).
Bei 20° Erwärmung entsprechend doppelt so viel.

Das ist bei einem Wirkungsgrad von 100% gerechnet, was bei der Erwärmung von Wasser mittels el. Strom annähernd erreicht wird.

Ich hoffe das konnte die helfen. Sinnvoll wäre sicher ein Wärmetauscher oder etwas in er Art um nicht so viel Energie zu verlieren. Wie bekommst du das Wasser denn von 27° auf 18° runter???

[Thorsten]

Danke für die gute Info,

zu Deiner Frage wegen dem Temperaturgefälle von ca 9 °C möchte ich Dir Mitteilen dass das mit einer Edelstahlspirale aus DN 16er Wellrohr in einem 60 Liter Eimer als Wärmetauscher benutzt wird. Dabei fließt das Rückwasser durch das Wellrohr und entzieht dem Abwasser zum Sickerfilter die Energie in dem es sich selbst wieder aufheizt. Muß jedoch nachgeheizt werden weil die Verluste zu groß sind.

Danke nochmals bis zum nächsten mal, jetzt brauch ich nur noch einen Nagel um den Stromzähler zu arretieren.

Gruß Thorsten

[Simon]

verstehe. warum geht das Wasser überhaupt aus m Gewächshaus raus?

wäre es nicht sinnvoller das Wasser drinnen zu behalten und das ganze haus ein wenig zu heizen?? Die fische brauchen zur not ja auch kein Glashaus. nen schuppen der isoliert ist würde ja auch tun. finde ich iwi sinnlos die fische ins GEWÄCHShaus zu stecken... oder verstehe ich deine Idee einfach ned..?

[DomWeb]

Kann Simon da nur zustimmen.
Alternative wäre die isolierung des Fischtankes mittels Styrodur, oder noch besser mit Steinwolle oder Glaswolle.
Dadurch sollte sich das Wasser minimal abkühlen.

Aber hast Du nicht vor die Welse darin zu halten, die können doch temperaturen bis 15°C ab.

Wie gut das ich mir darüber nächstes Jahr keine Gedanken muss, da meine Fische Temperaturen bis 4°C mögen.

[Thorsten]

Hallo, toll das Ihr Euch beide dem Energieproblem annehmt jedoch ist das Problem nicht richtig erkannt worden, denn ich habe bei den Absatzbehältern für die Festoffablagerung eine Reduzierung der Flußgeschwindigkeit durch 3 paralel geschaltete 60 Literbehälter. Wenn der Schlick gesunken ist sind immer noch 27 ° C im Wasser und damit möchte ich weder Salat noch Tomaten oder Kräuter bereits im Blähton vorgaren sondern nur bewässern mit max 20 ° C wie die Raumtemperatur.
Daher ist bei den 60 Liter Behältern jeweils ein selbstgebauter wirkungsvoller Wärmetauscher wie oben beschrieben.

Das gebrauchte Fischwasser hat nach dem verlassen der Absatzbehälter genau 20° C, geregelt durch die temperaturgesteuerte Drehzahlregelung der Absaugpumpe die nun das inzwischen klare Fischwasser in den Mischbehälter pumpt.
Hier werden Messwerte ausgelesen vom Wasser und gegebenenfalls erfolgt Zugabe der noch fehlenden Nährstoffe für die Pflanzen.

Nun ab mit dem Wasser in die obere Etage (Dach) durch die Blähtonkugelbecken vorbei an Tomate Salat Kräuter etc. und dann wieder zurück in die Fischhalle in das 700 Literbecken das nur mit Wasserpflanzen und 3 x Vollspektrum E 27 Energiesparlampen bestückt ist.

Mit 6500 K und je 25 Watt, was je Lampe allerdings etwa 100 Watt Lichtleistung entspricht.
In dem Becken ist so viel Licht und dichter Planzenbewuchs das hier schon viel Sauerstoff für die Fische mitgeliefert wird.
Dieses vorab angereicherte Wasser ist immer noch 20 ° C "kalt" und läuft nun anschließend wieder zurück durch die bekannten Wärmetauscher richtung Fischbecken.
Wie oben bereits beschrieben gehts durch die Wärmetauscher in den Absatzbehältern um dort das vom Fisch-Mastbecken kommende 27 ° warme Wasser abzukühlen und sich selbst von 20 ° C auf 24 ° hoch zu schrauben.

Danach kommt noch ein Behälter der wieder überhalb der Fischbecken positioniert ist, und in den dieses Rückwasser gepumt wird und durch Regelung auf 27 ° hoch kommt ehe es in die Fischbecken zurück plätschert.

Nun beginnt das ganze von vorn ...... Allerdings sei der Ordnung halber noch gesagt, dass in den Abatzbehältern der Wasserzulauf aus den Fischbecken kontinuierlich gemessen wird und die Werte angezeigt werden. Leitwert, Temperatur, Ph und 1 x am Tag O2.
Das gleich gilt auch für das Rücklaufwasser da wird im Pflanzbecken gemessen welcher Nitratwert von den Pflanzen zurückkommt.
Danach wird das Wasser entsprechend wieder zu den Pflanzen oder richtung Fischbecken geleitet.
So um nun Deine nächste Frage vorweg zu beantworten.
...... es ist sehr wohl möglich den Mosambicus auf 20 ° C zu halten und die ganze Anlage ist viel einfacher, aber dann hätte ich bei einem Becken von 1800 Litern wie gehabt nur ca 1 KW/h aus der Steckdose benötigt als es noch ca. 15 ° hier in Bayern hatte.
( Ohne Hallenheizung) wir sind noch nicht beim Strom Einspeisen und unser kleines privates Aggregat mit 30 KW wird erst ende Nov. in Betrieb gehen und ca. 60 KW/h Wärme und 30 KW/h Strom liefern und ca 25 kg CO2. Darüber wird sich Tomate und Co besonders freuen.
Also wir benötigen "Warmwasserfische" Fische damit wir die "Abfallwärme" aus den BHKW nutzen und das Abgas CO2 damit die Tomate und überhaupt das Gemüse um ca. 40 % schneller und besser wächst.
Nennt sich CO2-Düngung !
Benutz mal Suchmaschine und sag CO2 Düngung.... OK also nun ist Dir sicher klar warum Warmwasserfische weil das richtige Aquaponik geht so das kein Abfall übrig bleibt. Wie so was bei uns genau funzt hier im Telgrammstiel...
BHKW wir gefüttert mit Rapsöl, produziert Stom, Wärme und Abgas.

-Strom wird eingespeist zu Eon und bringt ein paar Euronen jeden Monat in die Kassen.
-Wärme brauchen die Fische die Gewächshallen und meine Dusche.
-Abgas ist überwiegend CO2 ca so viel kg CO2/h wie der Motor KW/h hat (Faustregel überschlagen) darüber freut sich Tomate & CO weil bei ca. 800 ppm CO2 begasung 40 % mehr Ertrag.
Aber auch die Alge Clorella ist wild auf CO2 und zieht sich das Zeug rein wie andere die heilge Pflanze der Inder.
Dadurch macht die Alge aber aus 1,5 kg CO2 promt 1 kg Sauerstoff und das finden die Fische einfach spitze!
Nun bei einem mini BHKW von 30 KW/h werden einfach mal auch 30 kg/h CO2 frei das bedeutet aber das die Alge sich bei 16facher Zellteilung noch schneller vermehrt als der fruchtbarste Tilapia.
Also weil die Alge für jede 1,5 kg CO2 sich selbst um 1 Kg vermehrt ist wohl bald mächtig viel Sauerstoff und auch Algenmasse da. Bei so einem kleinen mini BHKW 20 kg Biomasse je Stunde und genau so viel Sauerstoff!
Das gibt lustige Fische im Sauerstoffrausch und Alge als gesundes natürliches Fischfutter.
Futter erst dann wenn die Alge ihren sehr stabilen Kern geknackt bekommt dann fließt aber als Abfallproduckt aus der "Ölmühle" bis zu max 70% der ALgenmasse als öl ab!!
Dieser Abfall hat einen Cetanwert da kann sich Rapsöl verstecken...
So, nicht 70 sondern nur 50 % gewinnen wir Öl aus der Abfallalge und erhalten immer noch 10 kg Öl je Stunde.
Nur gut das unser BHKW nur ca. 10 Liter (= ca. 8kg) Öl pro Stund braucht.
Darüber sollte man mal nachdenken, rechnen und sich wundern was Aquaponik alles kann. Die Pellets der Alge nach dem Pressen kann man den Fischen geben und aber auch zusätzlich verkaufen das kauft jeder Bauer sofort ist hochwertigste Nahrung.
Kann man auch zu Tabletten pressen und verkaufen gibt ca 20- 40 Euronen je kg.

Jetzt hab ich aber viel geschrieben, prüft doch mal nach was hier steht und beweist mir mal das es nicht so funktioniert. Das ist kein Perpetummobile obwohl es so scheint. Einfach daran denken das die die Alge Licht braucht, CO2 und div. Dünger die von den Fischen nicht geliefert werden können. Also Düngemittel kaufen, Licht einschalten und Pumpen betreiben und Photobioreaktor bauen....

Viel spaß beim Recherchieren

Gruß Thorsten

[Simon]

Die idee finde ich toll ein Blockheitzkraftwerk mit einem Aquaponik System zu verwenden. Eine Skizze oder sogar Bilder mit Erklärungen würden den Verstehens Prozess im meinem Kopf aber sehr beschleunigen.

Ich habe es so verstanden:
Du hast ein BHKW das Strom ins Netz einspeist. Die Abwärme (wie viel ist das genau??) kommt zu den pflanzen bzw. Fischen und das CO2 zu Algen und Pflanzen.

Zu CO2 und O2:
Ich kann mir aber schlecht vorstellen dass Pflanzen 10kg Co2 pro stunde aufnehmen können... das wären bei 20° um die 10m^3 pro stunde (co2=1,977 kg/m3). Was mir noch eingefallen ist, super viel O2 im Wasser bringt nix. Wasser kann ja nur eine bestimmte menge aufnehmen der Rest geht in die Luft. Und die für die Fische nötige menge bekommst du mit einer 10w Luftpumpe auch locker hin.

Fische:
Dass du Nährstoffe zu düngen musst halte ich für ein Gerücht. Hast du Tests die was beweisen? Das einzige was die Fische nicht liefern ist Eisen, welches ja recht billig als Pulverdünger zu haben ist.
Zu den Orechromis Mossambicus, in meinem Aquaponic Test hattes die immer zwischen 19° und 22° im Becken, Nachteil ist sie wachsen nicht so schnell.

[DomWeb]

Hey Torsten,

sag mal willst Du oder machst du damit schon Geld?
Das klingt alles schon sehr professionell und kommerziell.
Frage mich nur ob Algen wirklich so schnell wachsen können das pro Stunde 10Kg Öl daraus gewonnen werden kann.

Ansonsten klingt es wirklich sehr interessan, was verkaufst du dann?
Fische oder Gemüse ?
An die Tilapia Preise von 2,49€ / 500g von Lidl kommt man kaum lohnend ran, oder?

Hab auch mehrfach überlegt damit etwas Geld nebenbei zu machen, aber wüsste nicht wie.
Gemüse ist ja auch recht umfangreich durch die Bauern abgedeckt.


Gruß
Tiggar