SilaaCooling: Entwicklung energieautarker Kühllager für off-grid Gebiete der ASEAN Region

Thema des Vorhabens SilaaCooling ist die Implementierung einer Langzeitlagerung von biologischen Rohstoffen an den Orten ihrer Erzeugung, am Beispiel von Rohkaffee in der ASEAN-Region. Hierzu soll ein System zur energieautarken Klimatisierung von Lagerhäusern für biologische Rohstoffe in schwer erreichbaren Gebieten (off-grid Gebiete) unter Hochgebirgsbedingungen entwickelt und versuchsweise aufgebaut werden. Dadurch wird den Kleinbauern Asiens die Abkehr von intensiver Landnutzung zum Bio-Anbau in unterentwickelten Regionen ökonomisch profitabel ermöglicht und zugleich durch ausschließliche Verwendung erneuerbarer Energien der CO2 Footprint für die Produktion und Lagerung erheblich reduziert. Neben der Substitution von fossilen Energiequellen durch PV-Felder wird durch die hier angestrebte technische Realisierung außerdem die Wertschöpfungskette für den Kaffee direkt an die Kleinbauern in dünn besiedelten ländlichen Gebieten verlagert, was sowohl die Umwelt signifikant entlastet als auch die Subsistenz von Bauern in ländlichen Gegenden der Region sichert und so ein Aufbrechen von dörflichen Gesellschaftsstrukturen stoppt sowie die beschleunigte Urbanisierung der Länder aufhält. Das SilaaCooling-System  für die Langzeitlagerung von Rohkaffee (bis 24 Monate Lagerung) soll in Mae Lai in Nordthailand als Versuchsanlage aufgebaut und testweise betrieben werden um hieraus Erfahrungen für die Massenproduktion der Systeme zu sammeln. Im Vorfeld sollen vielfältige F&E Fragestellungen sowie technische Probleme zur Realisierung des Systems von einem Konsortium aus 3 KMUs (axxeo GmbH, efa Leipzig GmbH, Koralewski Industrieelektronik OHG) und einer Hochschule gelöst und notwendige Komponenten entwickelt werden. Die entwickelten Systeme werden nach Projektende in die ASEAN-Region exportiert. Außerdem werden Werkzeuge geschaffen, welche die Dimensionierung, Parametrierung und Begleitung des Aufbaus der Systeme – basierend auf den Wetterdaten der Zielgebiete – ermöglichen.180911_silaacooling

Am Ende des Vorhabens soll eine Versuchsanlage eines energieautarken Kaffeekühlhauses, ausgestattet mit den entwickelten bzw. angepassten Komponenten in Mae Lai, auf dem Gelände der SilaaFarms aufgebaut sein. Die Anlage soll dem Sammeln von Erfahrungen für den Betrieb, die Optimierung des Energiebedarfs und der Verbesserung der Dimensionierung des Systems dienen. Die Optimierung des Energiebedarfs soll durch Verwendung heuristischer Methoden zur Arbeitspunkt-Berechnung basierend auf kurz- und mittelfristigen Prognosen der Energieerzeugung und des Energieverbrauchs für eine wirtschaftliche Inbetriebnahme abgeschlossen sein. Das Batteriemanagementsystem wurde durch ein Linux-basiertes SoC-System realisiert, ist auf die verwendeten Commodity-Komponenten angepasst und berücksichtigt die erprobten, geräteeigenen- sowie umgebungsspezifischen Lade/Entladebedingungen. Die Mess- und Steuerstellen werden durchgehend von Industrie 4.0-Schnittstellen gebildet.

Weil das System sehr stark von lokalen Wetterbedingungen abhängig ist und bislang keine vergleichbaren Erfahrungen weltweit vorhanden sind, wird davon ausgegangen, dass nach Fertigstellung und Inbetriebnahme des energieautarken Kaffeekühllagers volle zwei Jahreszyklen zu durchlaufen sind, bevor eine abschließende Optimierung vorgenommen wird und eine Produktreife des Systems erreicht werden kann. Parallel zu dem Aufbau vor Ort werden die Komponenten im Industrie 4.0-Labor der Hochschule Anhalt (inkl. der Akkus, Umrichter, PV-Module, Kühlanlage und Lüfter) aufgebaut um Funktionstests durchzuführen und das Zusammenspiel der Schnittstellen zu erproben.bmbf_gefoerdert-vom_deutsch