- •Глава 1. Характеристики возобновляемых источников энергии и основные аспекты их использования в России
- •1.1 Возобновляемые источники энергии
- •1.2 Преимущества возобновляемых источников энергии в сравнении с традиционными
- •1.3 Наиболее распространенные возобновляемые источники энергии
- •1.4 Состояние возобновляемой энергетики в России
- •Глава 2. Энергия Солнца
- •2.1 Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения
- •2.2 Практическое использование солнечной энергии
- •2.3 Достоинства и недостатки солнечной энергетики
- •Глава 3. Ветровая энергия
- •3.1 Получение энергии с помощью ветрогенераторов
- •3.2 Типы ветродвигателей
- •3.3 Достоинства и недостатки ветрогенераторов
- •Глава 4. Энергия волн
- •4.1 Характеристики волн
- •4.2 Использование энергии волн
- •4.3 Экологические и экономические вопросы использования волновой энергии
- •Глава 5. Геотермальная энергия
- •5.1 Геотермальные электростанции
- •5.2 Тепловые насосы
- •5.3 Преимущества и недостатки геотермальной энергетики
- •Глава 6. Биогазовая энергетика
- •6.1 Получение биогаза
- •6.2 Сырьё:
- •6.3 Типы биогазовых установок
- •6.4 Достоинства и недостатки биогаза
- •Глава 7. Энергия приливов и отливов
- •7.1 Происхождение и виды приливов
- •7.2 Энергия и мощность прилива
- •7.3 Приливные электростанции
6.2 Сырьё:
навоз и помет птиц, растительные и молочные отходы, энергетические культуры (силосная кукуруза).
Следует отметить, что для большей эффективности, растительные отходы следует измельчать до минимально возможных размеров и готовить смесь.
Пропорциональное смешение органики с целью повышения объема выхода биогаза:
· навоз КРС + помет птиц дает увеличение выхода биогаза на 6%
· навоз КРС + куриный помет + навоз свиней (1 : 0,5 : 0,5) - на 11%
· навоз КРС + свиной - на 7%
· навоз КРС + сосняки (опавшая хвоя) - на 5%
· надо заметить, что птичий помет в чистом виде не может перерабатываться в биогаз в обычном реакторе поскольку содержат высокий уровень кислот, при котором метановые бактерии погибают (на птицефабриках дополнительно используют реактор гидролиза)
· наличие большого количества мочи не способствует увеличению выхода биогаза, зато, сказывается на азотонасыщенности конечных твердых фракций; вода так же является лишь источником разжижения массы для ускорения реакции и ее (воды) объем на увеличении количества биогаза не отражается (достаточная влажность биосырья должна составлять 60-70%).
В принципе, процесс биореакции в закрытом пространстве (анаэробное сбраживание), со временем, начинается сам по себе, но существенно замедляется при низких температурах воздуха. Наиболее оптимальная температура для поддержания биологической активности метановых бактерий 30-400С. Для искусственного ускорения начала процесса применяют подогрев биомассы с помощью обычного обогревателя-змеевика до температуры +380С.
Метантек (биореактор) с целью поддержания температурного режима тщательно теплоизолируют.
Для увеличения скорости брожения и образования биогаза применяют механическоеперемешивание биомассы в биогазовой установке. Этот прием позволяет существенно сэкономить на объеме реактора, так как при отсутствии данной процедуры для получения того же объема биогаза потребуется реактор больших размеров.
На процесс брожения влияют и химические показатели, в частности, уровнь РН: если он высок, процесс существеннно замедляется либо вовсе останавливается.
Замедлению реакции сбраживания способствует наличие в биомассе сырья, содержащего антибиотики, консерванты и остатки моющих средств. Поэтому отходы жизнедеятельности человека малопригодны для биогазовых реакторов.
С целью ускорения биопроцесса в метантеках применяются стимулирующие добавки.
В примитивных биогазовых установках биогаз скапливается под тяжелой крышкой реактора, доводится до определенного давления и после отводится в систему газопотребления. В качестве газгольдера на подворье может служить и внешняя установка наподобие кузнечных мехов. Для поддержания необходимого давления в данной конструкции используется гнет.
6.3 Типы биогазовых установок
По типу конструкции биогазовые установки бывают следующих типов:
- без обогрева и без промешивания ферментируемой органики в реакторе;
- без обогрева, но с промешиванием органической массы;
- с обогревом и промешиванием;
- с обогревом, с промешиванием и с приборам, позволяющими контролировать и управлять процесс ферментации.
Биогазовая установка первого типа подходит для небольшого хозяйства и рассчитана на психрофильные бактерии: внутренний объем биореактора 1-10 м3 (переработка 50-200 кг навоза за сутки), минимальная комплектация, полученный биогаз не хранится -- сразу поступает к потребляющим его бытовым приборам. Такую установку можно использовать только в южных районах, она рассчитана на внутреннюю температуру 5-20°С. Удаление ферментированной (сброженной) органики производится одновременно с загрузкой новой партии, отгрузка выполняется в емкость, объем которой должен быть равным или больше внутреннего объема биореактора. Содержимое емкости храниться в ней до введения в удобряемую почву.
Конструкция второго типа также рассчитана на небольшое хозяйство, ее производительность несколько выше биогазовых установок первого типа -- в ее оснащение входит перемешивающее устройство с ручным или механическим приводом.
Третий тип биогазовых установок оснащен помимо промешивающего устройства принудительным обогревом биореактора, водогрейный котел при этом работает на альтернативном топливе, производимом биогазовой установкой. Выработкой метана в таких установках занимаются мезофильные и термофильные бактерии, в зависимости от интенсивности обогрева и уровня температуры в реакторе.
Последний тип биогазовых установок наиболее сложен и рассчитан на нескольких потребителей биогаза, в конструкцию установок вводятся электроконтактный манометр, предохранительный клапан, водогрейный котел, компрессор (пневматическое промешивание органики), ресивер, газгольдер, газовый редуктор, отвод для загрузки биогаза в транспорт. Эти установки работают непрерывно, допускают установку любого из трех температурных режимов благодаря точно настраиваемому обогреву, отбор биогаза выполняется в автоматическом режиме.