Биогазовая установка своими руками для отопления дома: Биогазовая установка своими руками: инструкция по сбору

Биогазовая установка своими руками для частного дома

Биогазовая установка для приватного дома собственными руками: советы по устройству и пример благоустройства самоделки

Бережливый хозяин мечтает о недорогих энергоресурсах, эффектной утилизации отходов и получении удобрений. Домашняя биогазовая установка собственными руками – это дешёвый способ воплощения мечты в реальность.

Самостоятельная сборка данного оборудования обойдется в разумные наличные средства, а вырабатываемый газ станет лучшим подспорьем в обиходе: он может применяться для приготовления пищи, домашнего отопления и прочих нужд.

Характерность получения биогаза

Биогаз образуется в результате брожения биологического субстрата. Его разлагают гидролизные, кислото- и метанообразующие бактерии. Смесь вырабатываемых бактериями газов выходит горючей, т.к. имеет высокий процент метана.

По собственным особенностям она практически не выделяется от сетевого газа, который применяется для промышленных и домашних потребностей.

Биогаз – чистое в экологическом плане горючее, а процедура его получения не оказывает особенного воздействия на внешнюю среду. Кроме того, в качестве сырья для биогаза применяют отходы деятельности, которые нуждаются в утилизации. Их помещают в биореактор, где происходит переработка:

• На протяжении определенного времени биологическая масса подвергается влиянию бактерий. Срок брожения зависит от объема сырья.
• В результате деятельности анаэробных бактерий выделяется горючая смесь газов, в состав какой входят метан (60%), углекислый газ (35%) и некоторые прочие газы (5%). Также при брожении в минимальных количествах выделяется опасный сероводород. Он ядовит, благодаря этому очень нежелательно, чтобы люди подвергались его влиянию.
• Смесь газов из биореактора очищается и поступает в газгольдер, где хранится до момента применения по назначению.
• Газ из газгольдера можно применять точно также, как настоящий. Он поступает к приборам для домашнего применения – газовым печам, котлам отопления и т. п.
• Разложившуюся биомассу нужно постоянно убирать из ферментатора. Это добавочные затраты труда, однако усилия окупятся. После брожения сырье преобразуется в очень качественное удобрение, которое применяют на полях и огородах.

Биогазовая установка выгодна для хозяина частного дома исключительно в случае, если есть у него частый доступ к отходам животноводческих ферм. В среднем из 1 м.куб. субстрата можно получить 70-80 м.куб. биогаза, но выработка газа идет неодинаково и зависит от большого количества самых разных факторов, в т.ч. температуры биомассы. Это осложняет расчеты.

Чтобы процесс получения газа был стабильным и непрерывным, прекраснее всего возводить несколько биогазовых установок, а субстрат в ферментаторы залаживать с разницей во времени. Данные установки работают параллельно, а сырье в них загружают постепенно. Это гарантирует постоянную производство газа, за счёт чего можно достигнуть его непрерывного поступления к приборам для домашнего применения.

Рукодельное биогазовое оборудование, накопленное из материалов которые всегда под рукой, обходится намного дешевле установок товарного производства. Его результативность ниже, но полностью отвечает вложенным средствам. Если обеспечивается доступ к навозу и желание приложить свои усилия для сборки и обслуживания конструкции, это намного выгоднее.

Плюсы и минусы системы

Биогазовые установки имеют много положительных качеств, но и минусов хватает, благодаря этому в начале проектирования и строительства следует все взвесить:

• Утилизация отходов. Благодаря биогазовой установке можно получить максимум пользы от мусора, от которого все равно понадобилось бы избавиться. Эта утилизация менее опасна для внешней среды, чем закапывание отходов.
• Возобновляемость сырья. Биологическая масса – это не уголь и не сетевой газ, добыча которых истощает залежи ресурсов. При ведении фермерского хозяйства сырье возникает регулярно.
• Относительная маленькое количество СО2. Во время получения газа внешняя среда не становится грязной, а вот при его применении в атмосферу выделяется маленькое количество двуокиси углерода. Оно не страшно и не может критично поменять экологию, т.к. его съедают растения в процессе роста.
• Умеренная выделение серы. При горении биогаза в атмосферу проникает маленькое количество серы. Это негативное явление, однако его масштабы познаются по сравнению: при сжигании сетевого газа засорение внешней среды окислами серы намного больше.
• Постоянная работа. Производство биогаза намного стабильнее, чем работа фотоэлектрических панелей или ветряков. Если солнечной энергией и ветра нельзя управлять, то биогазовые установки зависят от человеческой деятельности.
• Можно применять несколько установок. Газ – это всегда опасности. Чтобы уменьшить возможный ущерб в аварийном случае, можно рассредоточить по участку несколько биогазовых установок. Если чётко спроектировать и собрать систему из нескольких ферментаторов, она будет работать стабильнее, чем один большой биореактор.
• Выгоды для фермерского хозяйства. Для получения биомассы высаживают определенные виды растений. Можно подобрать такие, которые совершенствуют состояние грунта. К примеру, сорго уменьшает эрозию почвы, делает лучше ее качество.

У биогаза есть и минусы. Хотя это сравнительно чистое горючее, оно все же загрязняет атмосферу. Также могут появляться проблемы с поставками растительной биомассы. Безответственные хозяева установок нередко заготавливают ее так, что истощают землю и нарушают экологичный баланс.

Расчет доходности установки

В качестве сырья для изготовления биогаза в большинстве случаев применяют коровий навоз. Одна взрослая корова может дать его столько, чтобы обеспечить 1.5 м.куб. топлива; свинья – 0.2 м.куб.; курица или кроль (в зависимости от массы тела) – 0.01-0.02 м.куб. Чтобы понимать, это много или мало, можно сопоставить с более обыкновенными видами ресурсов.

1 м.куб. биогаза обеспечивает такое же кол-во энергии тепла, как:

• дрова – 3. 5 кг;
• уголь – 1-2 кг;
• электричество – 9-10 кВт/ч.

Если знать примерный вес сельскохозяйственных отходов, которые будут доступные на протяжении ближайших лет, и кол-во нужной энергии, можно высчитать рентабельность биогазовой установки.

Для закладки в биореактор приготавливают субстрат, в который входят несколько элементов в подобных пропорциях:

• навоз (прекраснее всего коровий или свиной) – 1.5 т;
• органические отходы (это могут быть перегнившие листы или прочие элементы растительного происхождения) – 3.5 т;
• подогретая до 35 градусов вода (кол-во тёплой воды нужно рассчитать таким образом, чтобы ее масса составляла 65-75% от всего количества органики).

Расчет субстрата выполнен для одной закладки на 6 месяцев, если исходить из умеренного использования газа. Приблизительно через 10-15 дней процесс ферментации даст первые результаты: газ возникнет в минимальных количествах и начнет заполнять хранилище. Через 30 дней можно ждать полноценной выработки топлива.

Если установка не прекращает работу правильно, объем биогаза поэтапно будет становиться больше, пока субстрат не перегниет. Продуктивность конструкции зависит от скорости брожения биомассы, которая в свою очередь связана с температурой и влажностью субстрата.

Инструкция по строительству своими руками

Если нет опыта в сборке непростых систем, есть смысл выбрать в сети или создать Самый аскетический чертеж биогазовой установки для приватного дома.

Чем легче конструкция, тем она лучше и долговечнее. Позднее, когда возникнут способности строительства и обращения с системой, можно будет переделывать оборудование или установить добавочную установку.

При расчитывании объема ферментатора необходимо смотреть на 5 м.куб. Данная установка дает возможность получить кол-во газа, нужное для обогревания приватного дома площадью 50 м.кв., если в качестве теплового источника применяют котел на газе или печь. Это среднестатистический показатель, т.к. питательность биогаза как правило не выше 6000 ккал/м. куб.

Строительство биогазовой установки можно поделить на пару этапов.

Этап 1: подготовка ямы под биореактор

Фактически вся биогазовая установка находится под землёй, благодаря этому многое зависит от того, как была вырыта и отделана яма. Существует несколько способов укрепления стенок и герметизации ямы – пластик, бетон, полимерные кольца.

Лучшее решение – покупка готовых полимерных колец с глухим дном. Они обходятся дороже материалов которые всегда под рукой, зато не понадобится добавочная герметизация. Полимерные материалы восприимчивы к нагрузкам механическим путем, зато не боятся влажности и химически агрессивных веществ. Они не подлежат ремонту, но если понадобится их легко будет сменить.

Этап 2: обустройство газового водоотвода

Покупка и процесс установки специализированных мешалок для биогазовых установок – удовольствие не дешевое. Систему можно удешевить, обустроив газовый водоотвод. Он собой представляет вертикально установленные полимерные трубы для канализации, в которых проделано много отверстий.

При расчитывании длины труб водоотвода необходимо смотреть на запланированную глубину наполнения биореактора. Верхние части труб обязаны быть выше этого уровня.

Этап 3: обустройство слоя изоляции

В готовый биореактор можно сразу загрузить субстрат. Его накрывают пленкой, чтобы выдиляющийся в процессе ферментации газ находился под маленьким давлением. Когда будет готов купол, это даст нормальную подачу биометана по отводящей трубе.

Этап 4: процесс установки купола и труб

Последний этап сборки самой простой биогазовой установки – это процесс установки куполообразной части сверху. В наивысшей точке купола устанавливают газоотводящую трубу и протягивают ее к газгольдеру.

Емкость биореактора закрывают плотной крышкой. Чтобы не допустить перемешивание биометана с воздухом, обустраивают водяной замок. Также он служит для очищения газа. Необходимо рассчитать спусковой клапан, который сработает, если давление в ферментаторе будет очень большим.

Два способа подогрева биореактора

Микробы, перерабатывающие субстрат, есть в биомассе регулярно, но для их интенсивного размножения необходима температура 38 градусов и выше. Для подогрева в период холодов можно применять полотенцесушитель, подсоединенный к отопительной системе дома, или бойлеры. Первый способ экономически выгодно, благодаря этому очень часто применяют собственно его.

Биогазовую установку необязательно углублять в землю, есть и иные варианты благоустройства. Пример работы системы, собранной из бочек, приведен в видео обзоре ниже.

Выводы и нужное видео по теме

Хотя в сборке и обустройстве биогазового оборудования сложного ничего практически нет, необходимо быть очень внимательным к деталям. Ошибки недопускаются, т.к. приводят к взрывам и разрушениям. Рекомендуем видеоинструкции, которые смогут помочь разобраться в устройстве установок, правильно их собрать и дополнить полезными устройствами для более хорошего применения биогаза.

В видео обзоре рассказано, как устроена и не прекращает работу типовая биогазовая установка:

Пример самодельной биогазовой установки. Урок, который можно посмотреть в видео формате по обустраиванию системы собственными руками:

Видеоинструкция по сборке биогазовой установки из бочки:

Описание процесса изготовления мешалок для субстрата:

Детальное описание работы самодельного газового хранилища:

Какой бы простой ни была биогазовая установка, подобранная для приватного дома, не стоит на ней экономить. Если имеется возможность, удобнее купить разборный биореактор товарного производства.

Если нет – изготовить из высококачественных и устойчивых материалов: полимерных материалов, бетона или нержавейки. Это даст возможность создать действительно хорошую и неопасную систему газоснабжения дома.

Биогазовая установка собственными руками для газификации дома

Привет всем читателям и гостям блога «выстроить дом». Помнится в одной из публикаций, где мы с вами «изобретали» электростанцию на батареях которые работаеют от солнечных лучей, я обещал вам рассказать о получении биогаза дома. Что ж, обещал значит нужно исполнять, дабы не быть посланным в одно из нехороших мест.

Что мы знаем о биогазовой установке? На текущий момент многие об этом имеют только примерное представление, а большинство вообще ничего не знают про то что это такое — все представление о снабжении энергетикой собственного дома, сводится к тому чтобы вовремя платить счета за газ, или остальные источники энергии. Однако, безграничное увеличение стоимости на источники энергии, побуждает некоторые пытливые умы искать альтернативные решения, и искать производственные способы, к примеру оборудования для добычи биогаза дома, из отходов органики. Причем есть и подобные Кулибины, которые ухищряются выполнить сразу 2 в 1 — соединять колодец-отстойник с биогазовой установкой. Размышляете шуточка? Отнюдь. В нашем мире и не это может быть.

Итак, биогазовая установка даст возможность получить не только недорогую энергию для готовки пищи и обогревания дома, но и очень качественное удобрение.

Домашний биогазовый завод на навозе — схема

Биогаз из отходов органики

Получение биогаза из отходов относится к чистому в экологичном плане виду топлива. По собственным свойствам он фактически не уступает ни в чем газу. Вот только достается не из земли, а путем брожения отходов органики.

Представить технологию извлечения биогаза можно так: в специализированном сборнике, именуемом биореактором, выполняется процесс переработки и брожения отходов. Благодаря этому происходит выделение смеси газов, которая состоит из 60 % метана, 35 % — углекислого газа и оставшиеся 5 % — прочих газообразных веществ. Добытый газ регулярно отводится из биореактора и после чистки применяется в бытовых целях.

Отработанные отходы, превратившиеся в первоклассное удобрение, иногда вынимаются и вывозятся на поля.

Биогазовые установки для дома – приобрести либо же создать своими руками?

Если большие фермеры позволить себе могут приобрести биогазовую установку сделанную в условиях в промышленности, то очень маленькие фирмы, а уж тем более приватные владельцы дома скорее смогут не приобрести, а установить собственными руками менее мощные установки, функционирующие по тому же способу, из материала который находится под рукой. Но вначале нужно понять, каких конкретно размеров, а основное какого типа установку вы желаете получить у себя на участке.

Типов установок, как и видов брожения органических веществ только два – с поступлением воздуха (аэробный) и без него (анаэробный). При аэробном брожении в процессе распада биомасс водород окисляется до воды, а углерод – до углекислого газа. Причем в данный момент выделяется немалое количество энергии тепла – бродящая биологическая масса очень разогревается.

При анаэробном брожении 60-70 % углерода преобразуется в метан, а оставшаяся его часть – в водород, углекислоту и азот. Для сжигания метана прекрасно подходит обыкновенная газовая конфорка.

Аэробный способ получения энергии проще и легче анаэробного. Он не просит производства герметичных бродильных камер и контроля. Аэробные установки называются БТС (биотермические станции). А анаэробные – БЭС (биоэнергетические или биогазовые станции). В качестве сырья для брожения годятся любой органический сельскохозяйственный продукт. Одна израильская компания, к примеру, представила небольшую установку по добыванию биогаза, функционирующую только на фруктовых и овощных очистках.

Биогазовая установка для дома компании HomeBioGas

Разработанная израильской компанией HomeBioGas биогазовая установка по выработке газа дома, при собственных скромных габаритах (123 х 165 х 100 см) и массой не более сорока килограмм способен обеспечить работу одной плиточной горелки на максимальном огне на протяжении часа.

Homebiogas — биогазовая установка Израильской компании

Также, эта установка формирует до 8 литров жидких удобрений в день при самой большой загрузке танка (6 кг).

По подсчетам в течении года одно маленькое агрохозяйство с помощью данной установки способно переработать около тонны отходов органики. Правда установка которая рассчитана на работу при средней за сутки температуре от +20 о С. Я же, хочу рассказать, как создать домашнюю биогазовую установку отлично работающую в климатической зоне Центральной России. Как правило в ней ничего очень сложного нет.

Домашняя биогазовая станция

Если владельцы установки хотят, чтобы она каждые сутки приносила по 0,7-0,9 м 3 биогаза (абсолютно хватит на приготовления пищи для 2-ух человек), то поступать необходимо так.

1. Загрузить камеру брожения объемом 1 м3 мелконарезанными и разведенными в водной массе органическими отходами (напомню – фруктовые и овощные чистки) в весовых соотношениях 1 : 10 – 1 : 5.
2. Герметично закрыть ее и обеспечить подачу постоянной температуры от +25 до +30оС.

Для поддержки в камере постоянной температуры, через нее нужно пропустить полотенцесушитель с горячей водой, прогреваемой при помощи газа, вырабатываемого той же установкой. На линии газопровода необходимо установить 2 крана: один у кухонной плиты, другой – на выходе из реактора.

Газосборник либо газгольдер – второй по значению, после бродильни, компонент биогазовой установки. Он из себя представляет два стальных сосуда (один из которых перевернут вверх дном), беспрепятственно входящих друг в друга. Во наружный сосуд заливается вода, организуя гидравлический затвор для биогаза, поступающего в полость перевернутого сосуда. Кольцевой просвет между стенками сосудов приблизительно 50 мм. Соединить оба резервуара можно с помощью трубок диаметром ? дюйма. Аналогичный газопровод забирает газ из перевернутого сосуда и доставляет метан к обыкновенной кухонной плите. С наружной стороны газгольдер рекомендуется обложить теплоизолированным шатром.

А что сделать в зимний период?

В зимний период эта биогазовая станция будет работать только в самых южных районах страны. Так как в условиях севера в данное время обогрев для поддержки брожения попросит чуть больше газа, чем она сумеет выработать.

Но зимнее время можно применять с пользой — для сбора и загрузки камеры сухой биомассой. Тогда при наступлении тёплого сезона вам не понадобится терять время на пуск установки – вы заполните реактор водой либо навозной жижей, и через несколько суток вы начнете получать биогаз дома. Видите сколько мы с вами этой биогазовой станцией «убили зайцев».

Ну, вот как бы и все, что хотел вам рассказать о добываемом биогазе дома. Не говорите только никому. Иначе остаетесь без отходов (шучу). На этом пока все, до новых публикаций.

Биогазовая установка собственными руками для дома: схема, чертежи, отзывы

Биогазовая установка собственными руками может быть сделана без больших усилий. Ее применение даст возможность прекрасно сэкономить на энергоносителях, которые сегодня с каждым разом становятся все дороже. Если вы своими руками решите соорудить оборудование, которое дает возможность из отходов получить биогаз, то сумеете употреблять недорогую энергию, которая пойдёт на теплоснабжение дома и другие нужды.

Интересное применение

Если во время работы установки будут возникать остатки биогаза или удобрений, то имеется возможность реализовать их по рыночной стоимости, таким образом вы превратите в прибыль то, что буквально лежит под ногами. Если вы большой фермер, то вы имеете возможность купить готовую станцию по выработке биогаза. Данные установки, изготовленные на производстве, очень дорого стоят, однако имеют большой срок деятельности.

Биогазовая установка собственными руками может быть сделана из материалов которые всегда под рукой, это обойдется значительно дешевле, а работать данное оборудование будет по аналогичному принципу. Задействовать при этом можно доступные инструменты, а еще присущие в арсенале мастера детали.

Принцип образования биогаза

Если вы задались целью сделать установку, которая будет работать на биологическом газу, то нужно представить технологию появления биогаза. Так, в специализированной емкости, которая называется биореактором, выполняется процесс переработки биологической массы, в этом принимают участие анаэробные бактерии.

Биогазовая установка собственными руками для дома на перепелином помете действует по принципу создания условий, которые отличаются отсутствием воздуха и брожения. Все это продолжается на протяжении определенного времени, длительность которого зависит от численности применяемого в процессе сырья.

В конечном счете происходит образование смеси газов, которая имеет в составе 60% метана и 35% углекислого газа. Другие газообразные элементы содержатся в массе в количестве 5%. Среди последних необходимо выделить сероводород в незначительном количестве. Образуемый аналогичным образом газ постоянно отводится из реактора, а как только проходит процесс чистки, поступает на использование по назначению.

Специфики обслуживания

Отходы, которые претерпели переработку, становятся высококачественными удобрениями, которые иногда нужно убирать из биореактора. Их можно залаживать на поля. Биогазовая установка собственными руками может быть сделана без больших усилий, если вы имеете доступ к животноводческим и сельскохозяйственным фирмам. Это указывает на то, что рентабельным станет производство биогаза исключительно лишь к примеру, если есть источник поставки навоза и прочих отходов органики животноводческого производства.

Специфики строительства своими руками биореактора

Для того чтобы понять, как своими силами сделать биогазовую установку, нужно разобраться, из каких частей она состоит. Можно взять за основу самую примитивную схему оборудования, которое возможно соорудить самостоятельно. В конструкции не имеется разогрев и перемешивающее устройство, но есть одна из главных частей – реактор, который еще известный как метантенк. Эта составная часть требуется для выполнения переработки навоза. Плюс к этому, есть бункер, при помощи которого выполняется загрузка сырья. Нужно снабдить конструкцию входным люком, а еще водяным замком. А вот для того, чтобы имелась возможность выгружать отработанное сырье, необходима будет труба. Такой элемент понадобится для того, чтобы осуществить возможность отвода биогаза.

Вот так смотрится схема биогазовой установки. Собственными руками сделать подобную конструкцию нетрудно. Для того чтобы получать бесплатное биологическое горючее, на участке необходимо подобрать место, где можно сделать строительство армированной емкости, в основе которой будет бетон. Этот сосуд станет исполнять роль биореактора. В его основании нужно рассчитать наличие отверстия, сквозь которое станет удаляться сырье, ушедшее отработку. Это отверстие нужно выполнить таким, чтобы имелась возможность отлично его закрыть. Это вызвано тем, что функционирование системы можно исключительно в герметичных условиях.

Размеры бетонного отсека можно определить, беря во внимание кол-во используемых единовременно отходов органики. Необходимо узнать, какое кол-во сырья повседневно будет возникать в сельском хозяйстве или частном подворье. Но экономить не нужно, так как обеспечить полную работу биореактора можно будет исключительно в случае, если заполнить резервуар на 2/3 от имеющегося объема. Если вами будет изготавливаться биогазовая установка собственными руками из бочки, то работать она будет по следующему принципу: как только в отлично закрытую емкость биореактора, которая расположена на глубине в почве, проникают органические отходы, они начинают прогуливаться, что и приводит к выделению биогаза.

Специфики изготовления емкости

Биогазовая установка собственными руками может быть сделана с учетом ежедневного применения несущественного количества отходов. В данном случае монолитно бетонный резервуар допускается сменить стальной емкостью, в качестве которой выступит даже бочка. Если вы все таки захотели прибегнуть собственно к такому решению, то подбирать железный сосуд нужно, руководствуясь определенными правилами.

Первоочередно стоит обратить собственное внимание на сварные швы, которые обязаны быть довольно прочными и герметичными. Во время использования небольшой емкости не нужно рассчитывать на то, что получится получить большое количество биогаза. Выход зависит от массы отходов органики, которые единовременно перерабатываются в реакторе. Аналогичным образом, для того чтобы появилось 100 м 3 биогаза, нужно подвергнуть переработке тонну отходов.

Оборудование реактора подогревом

Биогазовая установка собственными руками для дома может быть сделана аналогичным образом, что при ее работе получится получить высокую эффективность. Это обеспечивается за счёт подогрева. Такие действия позволят сделать быстрее процесс брожения биологической массы. Если оборудование установлено в районах юга, то такой надобности не появляется. Температура окружающей среды обеспечивает естественную активацию брожения. Но если установка не прекращает работу в регионах с холодным климатом, то зимой разогрев выступает как требуемого рабочие условия оборудования по выработке биогаза. Нужно не забывать, что процесс брожения начинается при температуре, которая превосходит 38 о С.

Способы оборудования биогазовой установки подогревом

Биогазовая установка собственными руками для дома может быть оснащена подогревом несколькими способами. Первый подразумевает необходимость подсоединения установки к отопительной системе по типу змеевика. Его необходимо устанавливать под реактором. Второй способ учитывает установку в основу резервуара электрического ТЕНА. 3-ий способ отличается обеспечением непосредственного нагрева резервуара способом использования электрических систем отопления.

Если применять подогревательной системы автоматического типа, то устройство включаться будет при поступлении в реактор холодной партии. Система будет деактивирована, когда биологическая масса окажется достаточно прогретой до конкретного уровня температуры.

Биогазовая установка собственными руками, чертежи которой лучше приготовить еще до момента начала работ, может быть оснащена описанной выше подогревательной системой. Подобные элементы устанавливаются в генераторах тепла, благодаря этому их можно приобрести в точках продажи, которые занимаются продажей оборудования которое работает на газу. Активацию выработки биологического газа дома можно дополнить функцией смешивания массы в отсеке. Для этого необходимо соорудить устройство, которое походит на бытовой миксер. В движение оно будет приводиться при помощи вала, выведенного сквозь отверстие в крышке, в качестве альтернативного решения можно разместить его в стенках резервуара.

Оборудование установки системой вывода

Мини-биогазовая установка, собственными руками сконструированная, не будет работать без системы отвода газа. Для этого установка должна владеть специализированным отверстием, которое нужно устанавливать сверху крышки, последняя должна отлично закрывать резервуар. Чтобы исключить допустимости смешивания газа с воздухом требуется обеспечить его отвод сквозь водяной замок.

Биогазовая установка собственными руками для дома, отзывы о которой только самые хорошие, может быть сделана из средств находящихся под рукой. Мастера, которые занимались выполнением работ своими силами, указывают на то, что аналогичное оборудование так же прекрасно, как и то, что изготавливается на заводе. От потребителей можно слышать отзывы про то, что ведение хозяйства стало больше выгодным. Они отмечают, что биогазовая установка позволила выполнить животноводческую деятельность полностью безотходной.

Биогазовые установки БУГ

Биогазовая установка для частного дома своими руками: рекомендации по устройству и пример обустройства самоделки

Рачительный хозяин мечтает о дешевых энергоресурсах, эффективной утилизации отходов и получении удобрений. Домашняя биогазовая установка своими руками – это недорогой способ воплощения мечты в реальность.

Самостоятельная сборка такого оборудования обойдется в разумные деньги, а вырабатываемый газ станет хорошим подспорьем в хозяйстве: его можно использовать для приготовления пищи, отопления дома и других нужд.

Специфика получения биогаза

Биогаз образуется в результате брожения биологического субстрата. Его разлагают гидролизные, кислото- и метанообразующие бактерии. Смесь вырабатываемых бактериями газов получается горючей, т.к. содержит большой процент метана.

По своим свойствам она практически не отличается от природного газа, который используется для промышленных и бытовых нужд.

При желании каждый владелец дома может приобрести биогазовую установку промышленного изготовления, но это дорого, а окупаются вложения в течение 7-10 лет. Поэтому имеет смысл приложить усилия и сделать биореактор своими руками

Биогаз – экологически чистое топливо, а технология его получения не оказывает особого влияния на окружающую среду. Более того, в качестве сырья для биогаза используют отходы жизнедеятельности, которые нуждаются в утилизации. Их помещают в биореактор, где происходит переработка:

• В течение некоторого времени биомасса подвергается воздействию бактерий. Срок брожения зависит от объема сырья.
• В результате деятельности анаэробных бактерий выделяется горючая смесь газов, в состав которой входят метан (60%), углекислый газ (35%) и некоторые другие газы (5%). Также при брожении в небольших количествах выделяется потенциально опасный сероводород. Он ядовит, поэтому крайне нежелательно, чтобы люди подвергались его воздействию.
• Смесь газов из биореактора очищается и поступает в газгольдер, где хранится до момента использования по назначению.
• Газ из газгольдера можно использовать точно так же, как природный. Он поступает к бытовым приборам – газовым печам, отопительным котлам и т.п.
• Разложившуюся биомассу необходимо регулярно удалять из ферментатора. Это дополнительные трудозатраты, однако усилия окупаются. После брожения сырье превращается в высококачественное удобрение, которое используют на полях и огородах.

Биогазовая установка выгодна для владельца частного дома только в том случае, если у него есть постоянный доступ к отходам животноводческих ферм. В среднем из 1 м.куб. субстрата можно получить 70-80 м.куб. биогаза, но выработка газа идет неравномерно и зависит от многих факторов, в т.ч. температуры биомассы. Это осложняет расчеты.

Биогазовые установки идеально подходят для фермерских хозяйств. Отходы жизнедеятельности животных способны дать достаточно газа для полноценного обогрева жилых помещений и хозяйственных построек (+)

Чтобы процесс получения газа был стабильным и непрерывным, лучше всего строить несколько биогазовых установок, а субстрат в ферментаторы закладывать с разницей во времени. Такие установки работают параллельно, а сырье в них загружают последовательно. Это гарантирует постоянную выработку газа, благодаря чему можно добиться его непрерывного поступления к бытовым приборам.

В идеале биореактор должен подогреваться. Каждые 10 градусов тепла увеличивают выработку газа вдвое. Хотя обустройство подогрева требует вложений, это окупается большей эффективностью конструкции (+)

Самодельное биогазовое оборудование, собранное из подручных материалов, обходится гораздо дешевле установок промышленного производства.

Его эффективность ниже, но вполне соответствует вложенным средствам. Если есть доступ к навозу и желание приложить собственные усилия для сборки и обслуживания конструкции, это очень выгодно.

Преимущества и недостатки системы

Биогазовые установки имеют немало преимуществ, но и недостатков хватает, поэтому перед началом проектирования и строительства следует все взвесить:

• Утилизация отходов. Благодаря биогазовой установке можно получить максимум пользы от мусора, от которого все равно пришлось бы избавляться. Эта утилизация менее опасна для окружающей среды, чем закапывание отходов.
• Возобновляемость сырья. Биомасса – это не уголь и не природный газ, добыча которых истощает запасы ресурсов. При ведении сельского хозяйства сырье появляется постоянно.
• Относительная небольшое количество СО2. При получении газа окружающая среда не загрязняется, а вот при его использовании в атмосферу выделяется небольшое количество двуокиси углерода. Оно не опасно и не способно критично изменить экологию, т.к. его поглощают растения в процессе роста.
• Умеренное выделение серы. При сгорании биогаза в атмосферу попадает небольшое количество серы. Это негативное явление, однако его масштабы познаются в сравнении: при сжигании природного газа загрязнение окружающей среды окислами серы гораздо больше.
• Стабильная работа. Производство биогаза более стабильно, чем работа солнечных батарей или ветряков. Если энергией солнца и ветра нельзя управлять, то биогазовые установки зависят от деятельности человека.
• Можно использовать несколько установок. Газ – это всегда риски. Чтобы снизить потенциальный ущерб в случае аварии, можно рассредоточить по участку несколько биогазовых установок. Если правильно спроектировать и собрать систему из нескольких ферментаторов, она будет работать стабильнее, чем один крупный биореактор.
• Выгоды для сельского хозяйства. Для получения биомассы высаживают некоторые виды растений. Можно выбрать такие, которые улучшают состояние грунта. Например, сорго снижает эрозию почвы, улучшает ее качество.

У биогаза есть и недостатки. Хотя это относительно чистое топливо, оно все же загрязняет атмосферу. Также могут возникать проблемы с поставками растительной биомассы. Безответственные владельцы установок нередко заготавливают ее так, что истощают землю и нарушают экологический баланс.

Расчет рентабельности установки

В качестве сырья для производства биогаза обычно используют коровий навоз. Одна взрослая корова может дать его столько, чтобы обеспечить 1.5 м.куб. топлива; свинья – 0.2 м.куб.; курица или кроль (в зависимости от массы тела) – 0.01-0.02 м.куб. Чтобы понять, много это или мало, можно сравнить с более привычными видами ресурсов.

Галерея изображений

Фото из

Устройство биореактора из утепленной пластиковой емкости
Удобный транспорт для перевозки субстрата
Компактная установка промышленного производства
Биогазовая установка на молочной ферме

1 м. куб. биогаза обеспечивает такое же количество тепловой энергии, как:

• дрова – 3.5 кг;
• уголь – 1-2 кг;
• электричество – 9-10 кВт/ч.

Если знать примерный вес сельскохозяйственных отходов, которые будут доступны в течение ближайших лет, и количество необходимой энергии, можно просчитать рентабельность биогазовой установки.

Один из главных недостатков добычи биогаза – запах. Возможность использования небольших компостных куч – это большой плюс, но придется терпеть неудобства и тщательно контролировать процесс, чтобы не спровоцировать распространение болезнетворных микроорганизмов (+)

Для закладки в биореактор готовят субстрат, в который входят несколько компонентов в таких пропорциях:

• навоз (лучше всего коровий или свиной) – 1.5 т;
• органические отходы (это могут быть перегнившие листья или другие компоненты растительного происхождения) – 3.5 т;
• подогретая до 35 градусов вода (количество теплой воды рассчитывают так, чтобы ее масса составляла 65-75% от общего количества органики).

Расчет субстрата сделан для одной закладки на полгода, если исходить из умеренного потребления газа. Примерно через 10-15 дней процесс ферментации даст первые результаты: газ появится в небольших количествах и начнет заполнять хранилище. Через 30 дней можно ожидать полноценной выработки топлива.

Оборудование для производства биогаза пока еще не особенно распространено в нашей стране. Во многом это связано с плохой информированностью людей о преимуществах и особенностях работы биогазовых систем. В Китае и Индии многие небольшие фермерские хозяйства оборудованы кустарными установками для получения дополнительного чистого топлива

Если установка работает правильно, объем биогаза постепенно будет увеличиваться, пока субстрат не перегниет. Производительность конструкции напрямую зависит от скорости брожения биомассы, которая в свою очередь связана с температурой и влажностью субстрата.

Инструкция по самостоятельному строительству

Если нет опыта в сборке сложных систем, имеет смысл подобрать в сети или разработать самый простой чертеж биогазовой установки для частного дома.

Чем проще конструкция, тем она надежнее и долговечнее. Позже, когда появятся навыки строительства и обращения с системой, можно будет переделать оборудование или смонтировать дополнительную установку.

В дорогих конструкциях промышленного производства предусмотрены системы перемешивания биомассы, автоматического подогрева, очистки газа и т.д. Бытовое оборудование не так сложно. Лучше собрать простую установку, а потом добавить элементы, в которых возникнет необходимость (+)

При расчете объема ферментатора стоит ориентироваться на 5 м.куб. Такая установка позволяет получить количество газа, необходимое для обогрева частного дома площадью 50 м.кв., если в качестве источника тепла используют газовый котел или печь. Это усредненный показатель, т.к. калорийность биогаза обычно не выше 6000 ккал/м.куб.

Чтобы процесс ферментации протекал более-менее стабильно, нужно добиться правильного температурного режима. Для этого биореактор устанавливают в земляной яме или заранее продумывают надежную теплоизоляцию. Постоянный подогрев субстрата можно обеспечить, если под основание ферментатора подвести трубу водяного отопления

Строительство биогазовой установки можно разделить на несколько этапов.

Этап 1: подготовка ямы под биореактор

Практически вся биогазовая установка находится под землей, поэтому многое зависит от того, как была вырыта и отделана яма. Есть несколько вариантов укрепления стенок и герметизации ямы – пластик, бетон, полимерные кольца.

От подготовки стен и днища биореактора зависит интенсивность брожения субстрата и выход газа, поэтому яму тщательно укрепляют, утепляют и герметизируют. Это самый сложный и трудоемкий этап работ

Оптимальное решение – покупка готовых полимерных колец с глухим дном. Они обойдутся дороже подручных материалов, зато не потребуется дополнительная герметизация. Полимеры чувствительны к механическим нагрузкам, зато не боятся влаги и химически агрессивных веществ. Они не подлежат ремонту, но при необходимости их легко будет заменить.

Этап 2: обустройство газового дренажа

Покупка и монтаж специальных мешалок для биогазовых установок – дорогое удовольствие. Систему можно удешевить, обустроив газовый дренаж. Он представляет собой вертикально установленные полимерные канализационные трубы, в которых проделано множество отверстий.

Для газового дренажа можно выбрать металлические или полимерные трубы. Первые прочнее, а вторые устойчивее к химическим воздействиям. Лучше отдать предпочтение полимерам, т.к. металл быстро проржавеет и сгниет

При расчете длины труб дренажа следует ориентироваться на запланированную глубину заполнения биореактора. Верхние части труб должны быть выше этого уровня.

Этап 3: обустройство изоляционного слоя

В готовый биореактор можно сразу загрузить субстрат. Его накрывают пленкой, чтобы выделяющийся в процессе ферментации газ находился под небольшим давлением. Когда будет готов купол, это обеспечит нормальную подачу биометана по отводящей трубе.

Этап 4: монтаж купола и труб

Завершающий этап сборки простейшей биогазовой установки – это монтаж купольной верхней части. В самой высокой точке купола устанавливают газоотводящую трубу и протягивают ее к газгольдеру.

Свободное пространство биореактора в какой-то мере выполняет функции хранилища газа, однако этого недостаточно для безопасной работы установки. Газ должен потребляться постоянно, иначе возможен взрыв от избыточного давления под куполом

Емкость биореактора закрывают плотной крышкой. Чтобы предотвратить смешивание биометана с воздухом, обустраивают гидрозатвор. Также он служит для очистки газа. Нужно предусмотреть спусковой клапан, который сработает, если давление в ферментаторе будет слишком высоким.

Два способа подогрева биореактора

Микроорганизмы, перерабатывающие субстрат, есть в биомассе постоянно, однако для их интенсивного размножения нужна температура 38 градусов и выше. Для подогрева в холодный период можно использовать змеевик, подсоединенный к системе отопления дома, или электрические нагреватели. Первый способ экономически выгоднее, поэтому чаще используют именно его.

Проще всего обустроить подогрев снизу, проложив трубу от системы отопления, но эффективность работы такого теплообменника относительно низка. Лучше обустроить внешний обогрев, в идеале – паром, чтобы биомасса не перегревалась

Биогазовую установку необязательно заглублять в землю, есть и другие варианты обустройства. Пример работы системы, собранной из бочек, приведен в видеоролике ниже.

Выводы и полезное видео по теме

Хотя в сборке и обустройстве биогазового оборудования нет ничего сложного, нужно быть предельно внимательным к деталям. Ошибки недопустимы, т.к. могут привести к взрывам и разрушениям. Предлагаем видеоинструкции, которые помогут разобраться в устройстве установок, правильно их собрать и дополнить полезными приспособлениями для более удобного использования биогаза.

В видеоролике рассказано, как устроена и работает стандартная биогазовая установка:

Пример самодельной биогазовой установки. Видеоурок по обустройству системы своими руками:

Видеоинструкция по сборке биогазовой установки из бочки:

Описание процесса изготовления мешалок для субстрата:

Подробное описание работы самодельного газового хранилища:

Какой бы простой ни была биогазовая установка, выбранная для частного дома, не стоит на ней экономить. Если есть возможность, лучше купить разборный биореактор промышленного производства.

Если нет – изготовить из качественных и устойчивых материалов: полимеров, бетона или нержавеющей стали. Это позволит создать по-настоящему надежную и безопасную систему газоснабжения дома.

Источник

Преимущества и недостатки биогаза

Вернуться к основному блогу

Центр знаний

Производство биогаза неуклонно растет, так как все больше людей устанавливают биогазовые установки для производства биогаза. Вот некоторые преимущества и недостатки биогаза, которые помогут вам определиться с ним…

Во всем мире растет интерес к возобновляемым источникам энергии. Производство биогаза неуклонно растет, так как все больше людей устанавливают биогазовые установки для производства биогаза. Чтобы лучше понять, чем полезен биогаз, мы составили этот список, объясняющий преимущества и недостатки биогаза.

Если вы хотите узнать больше о том, что такое биогаз, посмотрите:

Преимущества биогаза

1.

Биогаз безвреден для окружающей среды

Биогаз является возобновляемым и чистым источником энергии. Газ, полученный в результате биопереваривания, представляет собой биогаз, который является возобновляемым и чистым источником энергии. Газ, образующийся в результате биопереваривания, не загрязняет окружающую среду; это фактически снижает выбросы парниковых газов (т.е. уменьшает парниковый эффект). В процессе не происходит горения, что означает нулевой выброс парниковых газов в атмосферу; поэтому использование газа из отходов в качестве источника энергии — отличный способ борьбы с глобальным потеплением.

Неудивительно, что забота об окружающей среде является основной причиной, по которой использование биогаза стало более распространенным. Биогазовые установки значительно ограничивают парниковый эффект: установки снижают выбросы метана, улавливая этот вредный газ и используя его в качестве топлива. Производство биогаза помогает снизить зависимость от использования ископаемых видов топлива, таких как нефть и уголь.

Еще одним преимуществом биогаза является то, что, в отличие от других видов возобновляемой энергии, процесс производства газа является естественным и не требует энергии для процесса генерации. Кроме того, сырье, используемое для производства биогаза, является возобновляемым, поскольку деревья и сельскохозяйственные культуры будут продолжать расти. Навоз, пищевые отходы и растительные остатки — это сырье, которое всегда будет доступно, что делает его очень устойчивым вариантом.

2. Производство биогаза снижает загрязнение почвы и воды

Переполненные свалки не только распространяют неприятные запахи, но и позволяют токсичным жидкостям стекать в подземные источники воды.

Впоследствии еще одним преимуществом биогаза является то, что производство биогаза может улучшить качество воды. Более того, анаэробное пищеварение обезвреживает патогены и паразитов; таким образом, он также весьма эффективен в снижении заболеваемости болезнями, передающимися через воду. Точно так же сбор и управление отходами значительно улучшаются в районах с биогазовыми установками. Это, в свою очередь, приводит к улучшению состояния окружающей среды, санитарии и гигиены.

3. Производство биогаза для производства органических удобрений

Побочным продуктом процесса производства биогаза является обогащенный органический дигестат, который является прекрасным дополнением к химическим удобрениям или их заменой. Удобрения, выбрасываемые из биореактора, могут ускорить рост растений и повысить их устойчивость к болезням, в то время как коммерческие удобрения содержат химические вещества, оказывающие токсическое действие и способные, среди прочего, вызывать пищевое отравление.

4. Это простая и недорогая технология, которая способствует экономике замкнутого цикла

Технология производства биогаза довольно дешевая. Он прост в настройке и требует небольших вложений при использовании в небольших масштабах. Небольшие биореакторы можно использовать прямо дома, утилизируя кухонные отходы и навоз животных. Бытовая система окупается через некоторое время, а материалы, используемые для генерации, абсолютно бесплатны. Полученный газ можно использовать непосредственно для приготовления пищи и производства электроэнергии. Именно это позволяет себестоимости производства биогаза быть относительно низкой.

Фермы могут ежедневно использовать биогазовые установки и отходы, производимые их домашним скотом. Отходы жизнедеятельности одной коровы могут обеспечить достаточно энергии для питания лампочки в течение всего дня.

На крупных заводах биогаз также можно сжимать для достижения качества природного газа и использовать для питания автомобилей. Строительство таких заводов требует относительно небольших капиталовложений и создает «зеленые» рабочие места. Например, в Индии было создано 10 миллионов рабочих мест, в основном в сельской местности, на заводах и в сфере сбора органических отходов.

5. Здоровая альтернатива кулинарии для развивающихся районов

Генераторы биогаза избавляют женщин и детей от сложной задачи по сбору дров. В результате остается больше времени на приготовление пищи и уборку. Что еще более важно, приготовление пищи на газовой плите, а не на открытом огне, защищает семью от воздействия дыма на кухне. Это помогает предотвратить смертельные респираторные заболевания. К сожалению, 4,3 миллиона человек в год преждевременно умирают от болезней, связанных с бытовым загрязнением воздуха, вызванным неэффективным использованием твердого топлива для приготовления пищи.

Системы HomeBiogas позволяют вам пользоваться всеми преимуществами производства и использования биогаза из дома. Они просты в установке, требуют минимальных усилий для использования и производства чистой возобновляемой энергии и удобрений. Если вы хотите уменьшить свою зависимость от ископаемого топлива, безопасно и эффективно производя возобновляемую энергию для повседневного использования, найдите продукт HomeBiogas, который лучше всего подходит для вашего образа жизни!

Недостатки биогаза

1.

Несколько технологических достижений

Досадный недостаток биогаза сегодня заключается в том, что системы, используемые для производства биогаза, неэффективны. Новых технологий, позволяющих упростить процесс и сделать его доступным и дешевым, пока нет. Это означает, что крупномасштабное производство для обеспечения большого населения по-прежнему невозможно. Хотя действующие сегодня биогазовые установки способны удовлетворить некоторые потребности в энергии, многие правительства не желают инвестировать в этот сектор.

2. Содержит примеси

После очистки и сжатия биогаз все еще содержит примеси. Если полученное биотопливо использовать для питания автомобилей, оно может вызвать коррозию металлических частей двигателя. Эта коррозия приведет к увеличению затрат на техническое обслуживание. Газовая смесь гораздо больше подходит для кухонных плит, водогрейных котлов и светильников.

3. Влияние температуры на производство биогаза

Как и другие возобновляемые источники энергии (например, солнечная энергия, ветер), на производство биогаза также влияет погода. Оптимальная температура, необходимая бактериям для переваривания отходов, составляет около 37°C. В холодном климате метантенкам требуется тепловая энергия для поддержания постоянной подачи биогаза.

4. Менее подходит для густонаселенных мегаполисов

Другим недостатком биогаза является то, что промышленные биогазовые установки имеют смысл только там, где сырье (пищевые отходы, навоз) имеется в изобилии. По этой причине производство биогаза гораздо больше подходит для сельской и пригородной местности.

Готовы установить собственную небольшую систему производства биогаза?

Считаете ли вы, что преимущества биогаза перевешивают недостатки, когда речь идет об использовании биогаза для более устойчивого образа жизни? Нам тоже!

Если вы готовы предпринять действенные шаги по сокращению своего углеродного следа за счет производства и использования возобновляемых источников энергии в домашних условиях, тогда система HomeBiogas подходит именно вам. Ознакомьтесь с нашим разнообразием продуктов, чтобы узнать, какая система HomeBiogas поможет вам превратить ваши отходы в чистую энергию.

Спасибо, что прочитали нашу дискуссию о преимуществах и недостатках биогаза. Мы в HomeBiogas здесь для любых вопросов. Вы также можете подписаться на нашу рассылку и получать ежемесячные обновления о специальных предложениях, купонах, новостях отрасли, тенденциях устойчивого развития, видео с рецептами и многом другом!

Нравится? Поделиться!

Вам это тоже может показаться

интересным

Наше влияние

HomeBiogas 2021 Impact & ESG Report

Благодаря широкому портфелю продуктов HomeBiogas помогает компаниям достичь экологических, социальных и управленческих целей (ESG) Критерии, позволяющие им продемонстрировать свою приверженность охране окружающей среды.

Подробнее

Зеленая жизнь

Крошечный дом, Большая жизнь

Компания HomeBiogas вместе с нашими клиентами берет на себя ответственность за нашу планету. Они провидцы, творцы перемен и вдохновляющие люди, создающие позитивное будущее для всех нас. Мы благодарны нашим удивительно смелым клиентам и с гордостью делимся их историями.

Подробнее

Зеленая жизнь

Автономные туалеты: полное руководство

Большинство людей воспринимают горячую воду, внутреннюю сантехнику и туалеты со смывом как должное, но не всегда все так просто. Вне централизованной канализации управление отходами и сточными водами может быть проблемой круглый год, а наличие подходящего оборудования может изменить правила игры для домовладельцев. Автономные туалеты и санитарные системы упрощают управление отходами, обеспечивая при этом комфорт и устойчивые решения. Вы можете выбрать одну из нескольких систем: от туалетов со смывом до компостных туалетов и безводных туалетов. Этот пост в блоге расскажет вам все, что вам нужно знать, чтобы принять обоснованное решение для вашей усадьбы.

Подробнее

Наше влияние

Зеленая жизнь

Руководство по созданию энергонезависимого дома

Энергообеспеченный дом позволяет вам жить комфортно и одновременно сократить выбросы углекислого газа. Узнайте, как стать энергонезависимым с помощью этого руководства по модернизации вашего дома и оптимизации энергопотребления.

Подробнее

Центр знаний

Все, что вам нужно знать о регенеративном сельском хозяйстве

Глобальный переход к регенеративному сельскому хозяйству может накормить мир, уменьшая воздействие химических веществ и улучшая биоразнообразие. Кроме того, этот подход ориентирован на здоровье почвы. Это может изменить правила игры в смягчении климатического кризиса, поскольку все больше исследований показывают прямую связь между структурой почвы и количеством углерода в атмосфере.

Подробнее

Warren Weisman on Making Biogas

Термин «биогаз» относится к природному газу, который образуется в результате биологического разложения органического материала в отсутствие кислорода. Газы, образующиеся в результате этого процесса, представляют собой метан, водород и окись углерода. В частности, метан, составляющий около 60% продукции, можно сжигать, как и другие формы природного газа, и использовать в качестве источника топлива для отопления. Этот газ метан также может быть преобразован в электричество для питания электрических устройств. Кроме того, добавляя к биогазу большое давление, его можно преобразовать в сжатый природный газ или СПГ, как его часто называют, а затем использовать для питания транспортных средств.

Кто-то, кто много знает о биогазе, — это Уоррен Вайсман, соучредитель и генеральный директор Hestia Home Biogas, американской компании по производству возобновляемых источников энергии, базирующейся на северо-западе Тихого океана.

Уоррен является всемирно признанным экспертом в области биогаза и анаэробного сбраживания. Вместе с Hestia Home Biogas он помог представить первый в мире коммерческий домашний биогазовый реактор для более холодного климата. «Думайте об этом как о великолепно выглядящем компостном ящике, который также дает вам бесплатную бутылку пропана для барбекю каждые 8 ​​дней». он говорит.

Типичное американское домохозяйство с лужайкой или садом вырабатывает достаточно энергии, чтобы готовить три блюда в день из собственных отходов.

Процесс преобразования органических отходов в биогаз происходит посредством так называемого анаэробного сбраживания. Анаэробное сбраживание происходит по мере того, как органические материалы, такие как навоз, сточные воды и растительные материалы, ферментируются — другими словами, они биоразлагаются, а побочный газ улавливается, хранится и используется в качестве топлива.

Преимущества биогаза

Биогаз считается возобновляемым источником энергии, потому что органические материалы безграничны. Мало того, что процесс создания биогаза оставляет очень небольшой углеродный след, но сбор биогаза на свалках и фермах на самом деле оказывает значительное влияние на улавливание парниковых газов, которые в противном случае попали бы в атмосферу, потому что биогазы естественным образом образуются на свалках и на фермы и метан выбрасывается в атмосферу без вмешательства.

Биогаз невероятно универсален. В необработанном виде метан можно использовать для обогрева зданий, воды или в качестве топлива для приготовления пищи. Однако его также можно легко преобразовать в другие виды топлива, которые можно использовать для производства электроэнергии, комбинированных теплоэнергетических систем или в качестве топлива для транспортных средств. По оценкам Агентства по охране окружающей среды в 2010 году, США могут компенсировать автомобильное топливо для 6,5 миллионов автомобилей только за счет биогаза.

Многие видят потенциал в использовании биогазовых установок для обеспечения базовой нагрузки электроэнергией вместо электростанций, работающих на угле. Другие формы возобновляемых источников энергии, такие как солнечная энергия и ветер, носят непостоянный характер, но биогаз может обеспечить постоянный и стабильный поток энергии для удовлетворения этих потребностей в электроэнергии в любое время суток. По оценкам, в Северной Америке биогаз может удовлетворить почти три процента спроса на электроэнергию.

В качестве дополнительного бонуса, с точки зрения обращения с отходами, биогаз также является хорошей вещью. Органические материалы, которые считаются отходами, повсюду, поэтому преобразование этих бесполезных материалов в топливо является дополнительным бонусом с точки зрения устойчивости. Здесь приходит на ум фраза «мусор для одного человека — сокровище для другого». Производство биогаза на фермах уменьшит сток азота (который поступает из навоза), который разрушает местные экосистемы, особенно реки, озера и ручьи.

История биогаза

Биогаз использовался в качестве источника топлива на протяжении многих сотен лет. Некоторые неподтвержденные данные свидетельствуют о том, что биогаз использовался еще в десятом веке в Ассирии для нагрева воды в ваннах. Но еще в тринадцатом веке знаменитый путешественник Марко Поло задокументировал, что китайцы накрывали свои резервуары для сточных вод, чтобы вырабатывать энергию. А биогаз широко использовался в Соединенном Королевстве на протяжении многих веков — в 1895 году город Эксетер в Великобритании фактически питал свои городские уличные фонари, используя биогаз.

Какой бы ни была фактическая дата начала, мы знаем, что история биогаза насчитывает не менее нескольких тысяч лет. Ученые провели первые задокументированные эксперименты в семнадцатом веке, продемонстрировав, как органические материалы естественным образом выделяют легковоспламеняющиеся газы во время разложения при определенных обстоятельствах.

Применение биогаза

Вообще говоря, большинство биогазовых установок было построено на фермах и свалках, потому что они забиты органическими материалами, а именно навозом, мусором и остатками урожая, которые идеально подходят для преобразования в биогаз. Эти биогазовые установки используют устройства, называемые анаэробными варочными котлами, для обработки отходов. По сути, анаэробные метантенки представляют собой герметичные резервуары, предназначенные для содействия процессу биоразложения и улавливания высвобождаемого биогаза.

Свалочный биогаз производится из влажных органических отходов, которые закапываются и уже разлагаются на свалке. Отходы покрываются, а затем сжимаются под весом вновь добавленного материала, который существенно удушает отходы внизу, тем самым лишая их кислорода. Постепенно газ накапливается и может либо естественным образом выбрасываться в атмосферу, либо улавливаться для использования в качестве топлива.

Биогаз метан примерно в двадцать раз более опасен как парниковый газ, чем углекислый газ. Таким образом, свалки, на которых биогаз естественным образом попадает в атмосферу, могут быть основными причинами изменения климата.

Фермы также обладают огромным потенциалом для производства биогаза. На самом деле, подсчитано, что одни только отходы животноводческих ферм могут производить достаточно электроэнергии для питания 3 миллионов американских домов. Как и на свалках, при разложении навоза в атмосферу естественным образом выделяется метан, который является гораздо более мощным источником парниковых газов, чем углекислый газ. Улавливание этого газа и использование его в качестве источника топлива может сократить выбросы парниковых газов примерно на 4%.

Что касается того, как используется биогаз, то чаще всего он используется в так называемых комбинированных системах производства тепла и электроэнергии или ТЭЦ. Блоки ТЭЦ способны вырабатывать как электричество, так и тепло, что делает их идеальным типом источника энергии для многих крупных промышленных применений.

Коммерческий биогазовый реактор

Возвращаясь к Hestia Home Biogas, их устройства стоят 3995 долларов США, включая доставку до вашего порога. Они поставляются полностью собранными со всем необходимым, включая двухконфорочную плиту. Установки обрабатывают от 10 до 30 фунтов. органических отходов в день, поэтому он без проблем проглотит скошенную траву и листья деревьев. Подходит и для мелких фермеров, и они пролезут в дверные проемы и лифты для городского садоводства на крыше.

Установки полностью изолированы и имеют теплообменник, заполненный безопасным для домашних животных гликолем под камерой пищеварения, предназначенный для подключения к солнечному нагревателю с вакуумной трубкой. Естественно, зимний дом с обручем поможет улучшить производительность.

На вопрос о работе электрогенераторов на биогазе Уоррен отвечает:

«Именно здесь система с двумя кубометрами имеет свои преимущества перед системой с одним кубометром. 70 кубических футов биогаза в день обеспечивает достаточное количество топлива для приготовления пищи для трех приемов пищи в день, а также дает достаточно энергии для запуска генератора, чтобы посмотреть пару фильмов, а также подзарядить телефоны и электронику. Для домашних устройств мы рекомендуем генераторы мощностью 1 кВт (1000 Вт) или меньше. Энергии не хватит для работы сушилки для белья или морозильного ларя, поэтому генераторы меньшего размера будут работать намного дольше. Для любого генератора потребуется комплект для переоборудования топливного газа от US Carburetion или аналогичного поставщика примерно за 200 долларов».

Биогаз своими руками

Одна из лучших особенностей биогаза заключается в том, что каждый может его изготовить. Таким образом, биогаз является подходящей формой энергии в небольших сельских районах, где доступ к энергии может быть затруднен.

Ключом к производству биогаза является создание анаэробного варочного котла. Анаэробный варочный котел не должен быть чем-то необычным; на самом деле, метантенки в основном должны быть герметичными и не пропускать кислород внутрь или наружу. Они также должны иметь входной клапан, куда можно добавить органический материал, а также выходной клапан, где можно улавливать побочные продукты газа; однако оба клапана не должны пропускать кислород.

Вторым шагом в процессе производства биогаза своими руками является добавление воды в варочный котел, однако количество воды должно быть пропорционально количеству отходов и оставшемуся пространству в варочном котле. В качестве общего эмпирического правила используйте правило 40-50-10, согласно которому 40% варочного котла заполнено органическим материалом, 50% — водой и 10% — пространством внутри системы. Имейте в виду, что органические отходы содержат воду, поэтому важно исследовать содержание воды в каждом элементе, прежде чем добавлять его.

Температура — следующий компонент процесса производства биогаза своими руками. Тепло по существу служит катализатором в процессе пищеварения. Чем выше температура, тем быстрее будет происходить биодеградация. Однако с более высоким нагревом увеличивается нестабильность — другими словами, отходы могут разлагаться слишком быстро и не давать желаемого результата. Чаще всего для производства биогаза используется настройка 50-85 градусов по Фаренгейту, которая должна быть готова в течение 30 дней. Использовать более высокие температуры следует с осторожностью. Есть несколько различных способов регулирования температуры, включая закапывание варочного котла в землю, размещение варочного котла в теплице или более сложную систему с использованием солнечного коллектора. Важным моментом здесь является НЕ использовать непассивный источник топлива для нагрева варочного котла — источник нагрева должен быть пассивным.

Следующей важной частью биогазовой головоломки своими руками является контроль pH материалов, чтобы они были нейтральными — около 7. Первоначально материалы будут слегка кислыми, когда они будут добавлены в варочный котел; тем не менее, они должны стать более простыми, когда процесс преобразования запустится. Перекармливание системы — добавление слишком большого количества органических материалов слишком рано — может привести к падению pH, и в этом случае важно добавить такие материалы, как древесина, зола или известь, чтобы восстановить баланс.

Наконец, последнее, что нужно контролировать, это соотношение углерода и азота в метантенке. Как правило, идеальным является соотношение углерода и азота 25:1. Навоз крупного рогатого скота идеально подходит для процесса анаэробного сбраживания, потому что он уже имеет такое соотношение углерода и азота. Обязательно изучите состав углерода и азота каждого материала, прежде чем добавлять его в систему, поскольку вам может потребоваться настроить содержание в зависимости от этого соотношения.

Размер системы влияет на то, сколько времени потребуется для производства биогаза. Небольшие системы будут производить биогаз всего за несколько недель, а на более крупные системы могут уйти месяцы. Первоначально побочным продуктом будет в основном углекислый газ. Чтобы проверить выход системы, поднесите спичку к выходному клапану. Утечка углекислого газа приводит к тому, что спичка гаснет, часто со слышимым «шипением» и клубами черного дыма. По мере высвобождения биогаза это будет происходить медленнее, и вы также заметите запах тухлых яиц. Это сигнализирует о том, что выход становится легковоспламеняющимся.

Тенденции в области биогаза

Сегодня страны во всем мире обнаруживают новый интерес к биогазу. Это в значительной степени обусловлено проблемами изменения климата, а также другими экологическими проблемами, связанными с землепользованием и отходами. В 2011 году в Соединенных Штатах было 180 работающих биогазовых установок на коммерческих животноводческих фермах, которые в совокупности могли производить достаточно электроэнергии для питания примерно 50 000 домов. Европейские страны также инвестируют значительные средства в биогаз. На самом деле, согласно отчету EBA Biogas, в Европе насчитывается около 14 000 биогазовых установок. Германия возглавляет эту инициативу, но другие ничего не подозревающие страны также становятся сторонниками биогаза, включая Болгарию, Сербию и Чешскую Республику. Эти инвестиции представляют собой генерирующую мощность в 7,5 гигаватт. В Швеции биогаз все чаще используется для заправки транспортных средств – эта тенденция также набирает обороты в других странах.