Информационной ресурс об
электрогенераторах и энергооборудовании
электрогенераторах и энергооборудовании
Биогазом называют газ, аналогичный природному по составу, но получаемый методом водородного или метанового брожения сырья органического происхождения
Состоит он из метана, углекислого газа и водяного пара, также в нем незначительно присутствуют такие вещества, как азот, кислород, сероводород и аммиак. Процентное содержание различных компонентов биогаза зависит от исходного состава сырья и условий протекания химической реакции (температура, равномерность состава сырья по объему, время пребывания исходного сырья в реакторе и т. д.).
Установки для производства биогаза и газовые генераторы на биогазе особенно актуальны для загородных домовладений, имеющих постоянный источник органических отходов. Это может быть животноводческая ферма - в таком случае обеспечивается практически безотходное производство, когда даже отходы, обычно подлежащие утилизации, используются для получения электрической или тепловой энергии.
Можно также организовать биогазовое энергоснабжение там, где есть возможность регулярно приобретать нужное сырье (например, поблизости от животноводческого хозяйства, скотобоен, садово-огородного хозяйства и т. д. - везде, где все время вырабатываются органические отходы).
Для получения газа годится как сухая, так и влажная (содержание сухого сырья - менее 15 %) биомасса. В фермерских хозяйствах наибольшее распространение получили устройства, использующие влажную биомассу: такие биореакторы проще в изготовлении, эксплуатации, цена на них ниже, а сырье буквально валяется под ногами (навоз, пищевые отходы и т. д.).
Процесс производства довольно прост. На первом этапе сбраживания сложные органические вещества разлагаются до более простых органических соединений и газон, а на втором метанобразующие бактерии способствуют превращению полученных соединений в метан, углекислый газ и воду.
У биогазовых установок имеется еще один существенный плюс. Они не только производят необходимый для энергетики газ, но и перерабатывают отходы таким образом, что в остатке сохраняется достаточно питательных веществ и его можно использовать в качестве удобрения. Иначе говоря, биогазовая установка позволяет организовать такое производство, в котором даже отходы служат сырьем для получения нужных в хозяйстве ресурсов: электрической и тепловой энергии, удобрений.
Биогазовый генератор, ничем не отличается от обычного газового генератора, ведь у биогаза и природного газа состав аналогичный. Разница лишь в том, что биогазовая установка способна обеспечить загородному домовладению полную автономию, так как исходное сырье для получения электрической или тепловой энергии (газ) производится прямо в хозяйстве, а не покупается и доставляется извне.
Несомненным преимуществом биогаза является то, что благодаря ему можно обеспечить не только наличие электроэнергии, но и теплоснабжение, а также топливо для кухонной плиты.
Если применять газ по комбинированной схеме (получение электрической и тепловой энергий), то общий КПД системы достигает 90 %. При этом для выработки тепловой энергии используется отработанный горячий газ, который и служит для подогрева воды в отопительной системе и системе горячего водоснабжения.
Однако прежде, чем организовывать на своем участке производство биологического газа, нужно подсчитать: какое количество биогаза требуется для вашего хозяйства, какой должна быть мощность биогазовой установки и сколько потребуется сырья, чтобы обеспечить необходимое количество биогаза.
Следует отметить, что во многих случаях биогазовое энергоснабжение фермерских хозяйств не в состоянии полностью покрыть потребность в электрической и тепловой энергии: не хватает сырья для получения нужного количества биогаза. В этой ситуации возможны два варианта: либо сырье покупается (это возможно, если поблизости находится его источник, к примеру крупный животноводческий комплекс, деревообрабатывающее производство и т. д.), либо биогазовый генератор используется наряду с другими устройствами как часть общей системы энергоснабжения (например, вместе с ветрогенератором, солнечными батареями и т. д.).
Рассчитывая мощность биогазовой установки, надо знать, что объем производимого биогаза зависит от множества факторов, в числе которых и температура реакции, и количество исходного вещества, и вид сырья, и его бактериальный состав и др. Из различных отходов получается разное количество биогаза.
Планируя использовать биогаз для организации автономного энергоснабжения загородного дома, необходимо знать, что:
Устройства для получения биогаза можно условно разделить на четыре типа. Это установки:
При этом для выработки биогаза необходимо наличие биореактора (емкость, в которой осуществляется анаэробное сбраживание биомассы) и газгольдера (устройство для сбора биогаза).
Все остальные компоненты являются желательными, но необязательными. Они увеличивают удобство пользования установкой (средства контроля, приборы для управления процессом брожения) и повышают ее производительность (устройства подогрева и перемешивания биомассы), однако биогаз можно получить и без них.
Нередко считается, что подогрев биомассы обязателен, так как это увеличивает производительность реактора и скорость получения биогаза. Но следует учитывать, что одновремённо возрастает и расход энергии на производство биогаза.
Когда речь идет о маломощном генераторе, предназначенном для обеспечения энергией одного хозяйства, такой перерасход может привести к существенному удорожанию топлива и нерентабельности установки. Поэтому в большинстве случаев владельцы частных домов используют биогазовые установки либо без подогрева, либо с незначительным подогревом (максимум до 40 °С).
Кстати, при эксплуатации установки в холодное время года подогрев становится обязательным, поскольку при температурах ниже 8 °С процесс анаэробного разложения биомассы останавливается.
Очень удобно располагать биореактор непосредственно под помещениями, где содержатся животные. Подобные варианты распространены в фермерских хозяйствах Германии и США: навоз из хлева поступает прямо в установку, в которой и получается биогаз. При этом энергозатраты на подогрев снижаются, потому что в холодное время года помещение для животных отапливается и можно обойтись без дополнительного подогрева биореактора.
Перемешивание биомассы в реакторе также не является обязательным, если это связано со значительными энергетическими затратами. Перемешивание обеспечивает равномерный состав смеси в реакторе, что улучшает условия для сбраживания, и устраняет корку, которая плавает на поверхности сбраживаемой массы, препятствуя выходу газа. Все это увеличивает производительность установки, но без этого можно обойтись.
Отсутствие в установке подогрева и/или устройства для перемешивания биомассы приводит к более длительному циклу разложения, то есть увеличивается время получения биологического газа.
