Menu English Ukrainian Russo Casa

Libreria tecnica gratuita per hobbisti e professionisti Libreria tecnica gratuita


ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA
Libreria gratuita / Schemi di dispositivi radioelettronici ed elettrici

Bioenergia. Stato e prospettive. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Libreria tecnica gratuita

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative

Commenti sull'articolo Commenti sull'articolo

Shock come la crisi energetica del 1973 e il disastro di Chernobyl del 1986 hanno costretto la maggior parte dei paesi a riconsiderare le proprie politiche energetiche per quanto riguarda il ritmo e le prospettive delle fonti energetiche rinnovabili (FER).

È diventato chiaro che non è sufficiente sviluppare energia rispettosa dell’ambiente solo nel proprio paese, quando i paesi vicini continuano a costruire e gestire impianti nucleari simili in termini di affidabilità alla quarta unità della centrale nucleare di Chernobyl. È necessario unire gli sforzi di scienziati di diversi paesi nel campo dello sviluppo dell'energia non tradizionale.

Le tendenze negative nello sviluppo dell'energia tradizionale sono dovute principalmente alla presenza di due fattori: il rapido esaurimento delle risorse naturali e l'inquinamento ambientale. Secondo l’ONU, l’esaurimento dei giacimenti di carbone è previsto nel periodo 2082-2500.

Le promettenti tecnologie energetiche tradizionali aumentano l’efficienza dell’uso dell’energia, ma non migliorano la situazione ambientale: l’inquinamento termico, chimico e radioattivo dell’ambiente può portare a conseguenze catastrofiche

A questo proposito, è necessario identificare le opportunità per l'uso razionale delle risorse energetiche tradizionali, da un lato, e lo sviluppo del lavoro scientifico e tecnico sull'uso di fonti energetiche non tradizionali e rinnovabili, dall'altro.

Tutte le risorse energetiche sulla Terra sono in definitiva il prodotto dell’attività del Sole. Quasi tutta l'energia non tradizionale è la trasformazione e l'utilizzo dell'energia solare con metodi diretti e indiretti.

I metodi diretti di utilizzo dell'energia solare si basano sulla conversione della radiazione solare in energia elettrica o termica.

I metodi indiretti si basano sull'uso dell'energia cinetica e potenziale, che deriva dall'interazione della radiazione solare con la geosfera. Il maggiore potenziale energetico è caratterizzato dall'energia eolica, dall'energia fluviale, dalle maree e dalle onde del mare, dall'energia da biomassa

Numerosi paesi stranieri hanno adottato programmi nazionali per lo sviluppo dell'energia da fonti non tradizionali, il lavoro viene svolto su iniziativa di agenzie governative e aziende private e vengono concessi prestiti a bassi tassi di interesse.

La produzione energetica da fonti rinnovabili nel 1992 nei paesi dell’Unione Europea è presentata nella Tabella 1.

I fattori negativi nello sviluppo dell'energia tradizionale in Ucraina sono particolarmente acuti e sono aggravati dallo squilibrio nello sviluppo del complesso energetico, quindi l'uso di fonti energetiche rinnovabili è di particolare importanza.

La necessità e la possibilità di sviluppare quest’area energetica sono dovute ai seguenti motivi:

  • scarsità di risorse energetiche e di carburante tradizionale per l'Ucraina;
  • squilibrio nello sviluppo del complesso energetico dell'Ucraina, che si concentra su una produzione significativa (fino al 25-30%) di elettricità nelle centrali nucleari con la virtuale assenza di produzione di combustibile nucleare, smaltimento e trattamento dei rifiuti, nonché produzione di ammodernamento delle apparecchiature delle centrali nucleari esistenti (reattori nucleari, apparecchiature per caldaie, ecc.);
  • condizioni climatiche e meteorologiche favorevoli per l'utilizzo delle principali tipologie di fonti energetiche rinnovabili;
  • la presenza di una base industriale adatta alla produzione di quasi tutti i tipi di apparecchiature per l'energia non tradizionale.

Tabella 1. Produzione di energia da FER nel 1992 nei paesi della CEE

  Geotermo Hydro vento Bio Elio Altrui
Belgio 11,6 336,8 11,6 2830 0 3758
Danimarca 11,6 23,2 904,8 13990 34,8 0
Francia 1798 68266 0 102451 174 2239
Germania 81,2 17272 34,8 38083 69,6 14164
Italia 25160 42096 0 34486,8 81,2 4582

Le risorse delle fonti energetiche rinnovabili in Ucraina sono significative; il loro utilizzo efficiente può rappresentare una quota molto significativa nel settore energetico.

Pertanto, quando si utilizzano quantità adeguate di energia da fonti rinnovabili e la possibilità di sostituire i prodotti petroliferi con essi, la percentuale di questa energia rispetto alla quantità totale di prodotti petroliferi consumati ogni anno nel paese (300 milioni di tonnellate di carburante equivalente all’anno) è 0,2% per il biogas.

L'ubicazione e le caratteristiche operative delle centrali elettriche esistenti sono mostrate nella Tabella 2.

Tabella 2. Installazioni di base in Ucraina

numero Nome M3 attivo Piano m3
1 Regione di Kiev 250  
2 Regione di Nizhny Novgorod Crimea 425  
3 Regione di Alchevsk Luhansk 1000  
4 Galmazovo Cherkasy 170 1500
5 Pianta Sumy Frunze 300 1500
6 Zaporizhstal Zaporozhye 250  
7 Allevamento di pollame di Kiev 15  
8 Regione di Odessa 10  

La biomassa è una fonte di energia rinnovabile efficiente.

Le risorse di biomassa in varie forme sono disponibili in quasi tutte le regioni e in quasi ognuna di esse è possibile stabilire la sua trasformazione in energia e combustibile.

Al livello attuale, la biomassa può coprire il 6-10% del fabbisogno energetico totale dei paesi industrializzati.

Ogni anno sulla Terra, con l'aiuto della fotosintesi, si formano circa 120 miliardi di tonnellate di materia organica secca, che equivalgono a più di 400 miliardi di tonnellate di petrolio. La biomassa viene utilizzata nei seguenti settori: combustione diretta, gassificazione, produzione di alcol etilico per carburanti, produzione di biogas da rifiuti agricoli e domestici. La biomassa, principalmente sotto forma di legna da ardere, è la principale fonte di energia per circa 2 miliardi di persone. Per la maggior parte degli abitanti delle zone rurali del Terzo Mondo rappresenta l’unica fonte di energia disponibile. La biomassa, come fonte di energia, svolge un ruolo vitale nei paesi sviluppati. In generale, la biomassa fornisce un settimo del volume di carburante mondiale e, in termini di quantità di energia ottenuta, è al terzo posto, insieme al gas naturale. La biomassa produce 4 volte più energia di quella fornita dall’energia nucleare.

Nei paesi dell’Unione Europea, la quota di energia da biomassa nel 1992 era circa il 55% della produzione totale di energia rinnovabile. L’uso più efficiente dell’energia da biomassa si registra in Portogallo, Francia, Germania, Danimarca, Italia e Spagna.

Nel T986 la Commissione UE ha deciso di finanziare 153 progetti che utilizzano biomassa e rifiuti. L'importo del finanziamento ammontava a 70,6 milioni di ECU.

La Direzione dell'UE ha lanciato un nuovo programma quadriennale di ricerca nel campo delle fonti energetiche non nucleari. Per la ricerca sull'utilizzo delle biomasse sono stati stanziati 4 milioni di dollari per 2 anni. STATI UNITI D'AMERICA. Le risorse di biomassa in Europa nel 12 erano: legna da ardere - 2000, rifiuti di legno - 75, rifiuti agricoli - 70, rifiuti urbani - 250 milioni di tonnellate.

Inoltre, la biomassa coltivata nelle piantagioni energetiche produrrà 250 milioni di tonnellate/anno.

A causa della necessità di ridurre drasticamente l'impatto dannoso del trasporto automobilistico sull'ambiente, l'attenzione è stata prestata all'uso della biomassa in questo settore. Qui sono state delineate numerose indicazioni per sostituire la benzina pericolosa per l'ambiente con carburante ecologico.

Il Brasile ha sviluppato un programma per l’utilizzo dell’etanolo come carburante alternativo, sostituendo fino al 22% (in volume) della benzina.

L'etanolo è ottenuto dalla lavorazione della canna coltivata appositamente. Oltre il 7% della benzina fornita contiene un additivo di etanolo al 10% e l'80% delle flotte di veicoli di questo paese utilizza questo additivo. Gli Stati Uniti stanno inoltre implementando un vasto programma per sostituire la benzina con l’etanolo, prodotto dalla lavorazione del mais in eccesso e di altri raccolti di cereali.

L’uso dell’alcol come combustibile ha guadagnato consensi anche in alcuni paesi europei, in particolare Francia e Svezia. In Ucraina il problema della sostituzione della benzina con l'alcol non è stato ancora preso in considerazione. È allo studio la possibilità di coltivare la colza in zone contaminate da elementi radioattivi per ricavarne olio di colza da utilizzare come carburante nei motori diesel. Questa idea è attualmente in fase di sviluppo da parte di specialisti provenienti da Ucraina e Germania.

Nell'energia non tradizionale, un posto speciale è occupato dalla lavorazione della biomassa (rifiuti organici agricoli e domestici) mediante fermentazione del metano per produrre biogas contenente circa il 70% di metano e fertilizzanti organici disinfettati. L’utilizzo della biomassa è estremamente importante in agricoltura, dove vengono consumate grandi quantità di carburante per varie esigenze tecnologiche e la necessità di fertilizzanti di alta qualità è in costante crescita. In totale, nel mondo sono attualmente utilizzate o sviluppate circa 60 tipologie di tecnologie per il biogas.

Il biogas è una miscela di metano e anidride carbonica formata in speciali reattori - serbatoi di metano, progettati e controllati in modo tale da garantire il massimo rilascio di metano. L'energia ottenuta bruciando il biogas può arrivare dal 60 al 90% di quella posseduta dal materiale di partenza. Tuttavia, il biogas viene prodotto da una massa liquida contenente il 95% di acqua, per cui in pratica la resa è piuttosto difficile da determinare. Un altro, e molto importante, vantaggio del processo di lavorazione della biomassa è che i suoi rifiuti contengono un numero significativamente inferiore di agenti patogeni rispetto al materiale originale.

La produzione di biogas è economicamente giustificata ed è preferibile quando si tratta un flusso costante di rifiuti (effluenti di allevamenti, macelli, scarti vegetali, ecc.). L'economicità sta nel fatto che non è necessaria la raccolta preliminare dei rifiuti, l'organizzazione e la gestione della loro fornitura; si sa quanti rifiuti verranno generati e quando.

La produzione di biogas, possibile in impianti di varie dimensioni, è particolarmente efficace nei complessi agroindustriali, dove è possibile un ciclo ecologico completo. Il biogas viene utilizzato per l'illuminazione, il riscaldamento, la cucina, l'alimentazione di macchinari, i trasporti e i generatori elettrici.

Nella digestione anaerobica la materia organica si decompone in assenza di ossigeno. Questo processo comprende due fasi (Fig. 1). Nella prima fase, i polimeri organici complessi (fibre, proteine, grassi, ecc.), Sotto l'influenza della comunità naturale di vari tipi di batteri anaerobici, si decompongono in composti più semplici: acidi grassi volatili, alcoli inferiori, idrogeno e monossido di carbonio, acidi acetico e formico, alcool metilico . Nella seconda fase, i batteri produttori di metano convertono gli acidi organici in metano, anidride carbonica e acqua.

Bioenergetica. Status e prospettive

Figura 1 Schema di digestione della materia organica

Gli anaerobi primari sono rappresentati da vari gruppi fisiologici di batteri: batteri distruttivi per le cellule, fermentanti il ​​carbonio (come i batteri dell'acido butirrico), batteri ammonificanti (proteine ​​in decomposizione, peptidi, amminoacidi), grassi in decomposizione, ecc. Grazie a questa composizione, gli anaerobi primari può utilizzare una varietà di composti organici di origine vegetale e animale, che è una delle caratteristiche più importanti della comunità del metano. La stretta connessione tra questi gruppi di batteri garantisce una sufficiente stabilità del processo.

La fermentazione del metano avviene a temperature medie (mesofile) e alte (termofile). La massima produttività si ottiene con la fermentazione del metano termofilo. La particolarità del consorzio del metano permette di rendere continuo il processo di fermentazione. Per il normale svolgimento del processo di digestione anaerobica sono necessarie condizioni ottimali nel reattore: temperatura, condizioni anaerobiche, concentrazione sufficiente di nutrienti, intervallo accettabile di valori di pH, assenza o bassa concentrazione di sostanze tossiche.

La temperatura influenza notevolmente la digestione anaerobica dei materiali organici. La fermentazione migliore avviene sia ad una temperatura di 30-40°C (sviluppo della flora batterica mesofila), sia ad una temperatura di 50-60°C (sviluppo della flora batterica termofila). La scelta della modalità operativa mesofila o termofila si basa sull'analisi delle condizioni climatiche. Se sono necessarie spese energetiche significative per garantire temperature termofile, allora i reattori operativi a temperature mesofile saranno più efficienti.

Oltre alle condizioni di temperatura, il processo di fermentazione del metano e la quantità di biogas prodotto sono influenzati dal tempo di trattamento dei rifiuti.

Quando si utilizzano i reattori, è necessario monitorare il valore del pH, il cui valore ottimale è compreso tra 6,7 ​​e 7,6. Questo indicatore è regolato aggiungendo calce.

Durante il normale funzionamento del reattore, il biogas risultante contiene il 60-70% di metano, il 30-40% di anidride carbonica, una piccola quantità di idrogeno solforato, nonché impurità di idrogeno, ammoniaca e ossidi di azoto. I reattori più efficienti sono quelli operanti in modalità termofila a 43-52°C. Con una durata di trattamento del letame di 3 giorni, la resa di biogas in tali impianti è di 4,5 litri per litro di volume utile del reattore. Per intensificare il processo di digestione anaerobica del letame e rilascio di biogas, alla massa iniziale vengono aggiunti catalizzatori organici che modificano il rapporto tra carbonio e azoto nella massa fermentata (rapporto ottimale C/N = 20/1 - 30/1) . Come tali catalizzatori vengono utilizzati il ​​glucosio e la cellulosa. Il contenuto approssimativo di azoto e il rapporto tra contenuto di carbonio e azoto nei vari rifiuti in base al peso secco sono presentati nella Tabella 3.

Tabella 3. Contenuto di azoto e rapporto C/N in vari rifiuti

Tipo di rifiuto Contenuto totale di N (%) Rapporto C/N
Allevamenti di bestiame    
Urina 15-18 0,8
Una miscela di rifiuti di macellazione 7-10 2,0
Escrementi di uccelli 6,3  
Sterco di pecora 3,8  
carne di maiale 3,8  
cavallo 2,3 25
bovino 1,8 18
rifiuti vegetali    
Солома 1,1 48
Rifiuti di lino 1,0 58
Segatura grezza 0,25 208

Il biogas ottenuto durante la fermentazione ha un potere calorifico di 5340-6230 kcal/m3 (6,21+7,24 kWh/m3).

Nelle celle di fermentazione è necessario agitare energicamente per evitare la formazione di uno strato di sostanza galleggiante nella parte superiore. Ciò accelera notevolmente il processo di fermentazione e la produzione di biogas. Senza miscelazione, per ottenere la stessa produttività, il volume dei reattori deve essere notevolmente aumentato. Quindi la conseguenza sono costi elevati e maggiori costi di installazione.

La miscelazione viene eseguita:

  • miscelatori meccanici di varie forme o pompe sommergibili azionate da motore elettrico,
  • ugelli idraulici che sfruttano l'energia del getto pompato dalla pompa per letame fermentato, o di ricircolo,
  • l'eccesso di pressione del biogas passa attraverso un gorgogliatore o un tubo situato nella parte inferiore del riduttore.

Il residuo generato durante il processo di produzione del biogas contiene quantità significative di sostanze nutritive e può essere utilizzato come fertilizzante. La composizione del residuo ottenuto dalla lavorazione anaerobica dei rifiuti animali dipende dalla composizione chimica della materia prima caricata nel reattore. In condizioni favorevoli per la digestione anaerobica, circa il 70% della materia organica viene generalmente decomposto, mentre il 30% rimane nel residuo.

Il vantaggio principale della digestione anaerobica è che praticamente tutto l'azoto contenuto nella materia prima viene trattenuto in forma organica o ammoniacale.

Il metodo della digestione anaerobica è il più indicato per il trattamento dei reflui zootecnici dal punto di vista igienico e di tutela dell'ambiente, poiché garantisce la massima disinfezione dei residui e l'eliminazione dei microrganismi patogeni.

La fase liquida del letame dopo la digestione anaerobica solitamente soddisfa i requisiti di qualità delle acque reflue delle autorità ambientali. La massa organica liquida esaurita entra attraverso la camera di scarico nel serbatoio della massa fermentata, e da lì viene pompata nei serbatoi, con l'aiuto dei quali viene applicato il normale letame nei campi.

La quantità di biogas che può essere isolata da vari rifiuti agricoli, residui e miscele in condizioni ottimali di lavorazione anaerobica dipende dalla quantità di substrato, dalle condizioni di processo, dalla composizione batterica nel reattore, ecc. Alcuni dati sono mostrati nella Tabella 4.

Tabella 4. Resa di metano (biogas) dalla fermentazione del metano dei rifiuti agricoli

rifiuto organico Uscita CH4, m3/kg di sostanza secca Contenuto di CH4 (%)
escrementi di tacchino 0,640 62,0
Rifiuti lattiero-caseari 0,625 82,0
Letame di maiale 0,580 77,5
escrementi di pollo 0,370 54,0
Sterco di toro + melas 0,300 48,0
sterco di toro 0,290 56,2
Rifiuti del silo 0,250 84,0
Sterco di toro + paglia 0,220 52,0
sterco di vacca 0,208 55,0

Per aumentare la produttività, vengono mescolati diversi rifiuti (tabella 5).

Tabella 5. Aumento della produzione di biogas quando si mescolano rifiuti diversi

sprecare Produzione di biogas Aumento della produzione (%)
Concime bovino + pollo 0,634 6,0
escrementi di uccelli 0,617  
Letame bovino + pollo + maiale (1:0,5:0,5) 0,585 11,0
Letame di maiale 0,569  
Concime bovino+uccello 0,528 6,0
Concime bovino + suino 0,510 7,0
Letame bovino 0,380  
Letame bovino + pinete 0,363 5,0
Pinete 0,277  

Si stima che il fabbisogno annuo di biogas per il riscaldamento di un edificio residenziale sia di circa 45 m2 per 1 m2 di superficie abitabile, il consumo giornaliero per il riscaldamento dell'acqua per 100 capi di bestiame è di 5-6 m2. Il consumo di biogas durante l'essiccazione del fieno (1 tonnellata) con un contenuto di umidità del 40% è pari a 100 m2, 1 tonnellata di cereali equivale a 15 m2, per ottenere 1 kW. h di elettricità - 0,7+0,8 m2.

In Ucraina, solo le grandi imprese di suini e pollame generano ogni anno più di 3 milioni di tonnellate di rifiuti organici in sostanza secca, la cui lavorazione consentirà di ottenere circa 1 milione di tonnellate di cu. tonnellate sotto forma di biogas, che equivalgono a 8 miliardi di kW. h di elettricità. Inoltre, in Ucraina ci sono circa 2 milioni di aziende agricole familiari non gassificate. L'esperienza dei paesi non riforniti di gas naturale (ad esempio la Cina) mostra che è consigliabile gassificare le aree rurali remote utilizzando piccoli bioimpianti che funzionano con i rifiuti organici delle aziende agricole familiari. Pertanto, l'introduzione di 2 milioni di impianti in Ucraina consentirebbe di ottenere circa 2 miliardi di m2 di biogas all'anno. che equivale a 13 miliardi di kW. h di energia e fornirebbe alle proprietà familiari fertilizzanti organici per un importo di 10 milioni di tonnellate all'anno.

Secondo i dati del 1990, il numero medio annuo di suini nelle fattorie collettive, statali e in altre aziende agricole in Ucraina era di quasi 20 milioni di capi; per i bovini questa cifra ha superato i 25 milioni, per le pecore e le capre rispettivamente circa 9 milioni, per gli uccelli - circa 85 milioni. La quantità di letame e escrementi di tale bestiame all'anno: dai maiali - 45 milioni di tonnellate, dai bovini - più di 290 milioni di tonnellate, ovini e caprini - 6 milioni di tonnellate, pollame - quasi 4 milioni di tonnellate.

L'esperienza nella realizzazione di impianti di biogas dimostra che la loro progettazione e le caratteristiche tecnologiche sono determinate da vari fattori e, prima di tutto, dalla materia prima, dalle sue proprietà e dalla lavorazione precedente.

In molti paesi del mondo sono stati creati, testati e gestiti con successo sia piccole aziende agricole che grandi impianti industriali per la trasformazione del letame in biogas.

In Germania ci sono 60 nuovi impianti di biogas che producono biogas dai rifiuti del bestiame. Dalla fermentazione dei rifiuti con un contenuto di residuo secco compreso tra il 5 e il 15% si ottiene biogas con un potere calorifico compreso tra 5,6 e 6,7 kWh/m2. La densità del biogas è di 1,22 g/m2. La sua concentrazione esplosiva nell'aria varia dal 19 al 25%. Il consumo energetico per il proprio fabbisogno varia dal 20 al 30% del biogas prodotto. Il periodo di rimborso è di 4,2 anni.

Caterpillar produce ES (sistemi di alimentazione) autonomi dotati di motori ad accensione comandata in grado di utilizzare il biogas generato dalla decomposizione dei rifiuti nelle discariche. La prima di due centrali elettriche da 360 kW è stata installata in Norvegia. L'ES è completamente automatizzato; l'apparecchiatura di commutazione è in grado di sincronizzare il funzionamento dell'ES con la rete elettrica locale. Il gas viene fornito da 36 pozzi profondi 14 metri, penetrando nello strato di rifiuti vecchio di vent'anni. Ciò garantisce un consumo di biogas di 300 m3/ora. Il contenuto di metano nel biogas è del 48-57%. Nel sud-est dell'Inghilterra, due centrali elettriche a biogas forniscono una capacità combinata di 1000 kW per un impianto di trattamento del gas, di cui solo 360 kW vengono utilizzati per il fabbisogno dell'impianto, mentre i restanti 650 kW vengono immessi nella rete nazionale.

La società Blue Cirkle (Regno Unito) prevede di produrre 7,5 MW di energia elettrica utilizzando il biogas proveniente da 3 discariche nel sud dell'Inghilterra.

Nei paesi dell’Europa occidentale è stata stabilita la produzione in serie di impianti di biogas a flusso. Uno di questi impianti tratta il letame di pollame di 10mila galline ovaiole, fornendo una produzione media giornaliera di 100 m3 di biogas (60% metano) e si ammortizza in 1,9 anni quando si utilizzano scorie fermentate come fertilizzante organico.

In Svizzera, un impianto di biogas con una produttività media di 100 m3 al giorno trasforma il letame di 30 mucche in un serbatoio di decantazione sotterraneo con una capacità di 80 m3. Un serbatoio cilindrico con una capacità di 540 m3, ricoperto da una pellicola polimerica, viene utilizzato per fermentare il letame e immagazzinare il biogas. Il biogas viene utilizzato per generare elettricità in un impianto di riscaldamento dell’acqua.

Qui è in funzione anche un impianto di biogas, tutte le unità si trovano direttamente sotto l'allevamento di suini. Il biogas viene immagazzinato in un serbatoio e utilizzato nel sistema di riscaldamento. La produttività di un impianto di biogas per il pascolo del bestiame in estate è la metà rispetto a quella invernale. Allo stesso tempo, circa un terzo del biogas viene utilizzato per le proprie esigenze tecnologiche, mentre il resto viene utilizzato per riscaldare l'acqua e riscaldare l'azienda agricola. 1 m3 di biogas equivale a 0,7 litri di olio combustibile.

Il biogas ha elevate proprietà antidetonanti e può fungere da ottimo carburante per motori a combustione interna ad accensione forzata e motori diesel, senza richiedere la loro ulteriore conversione (è necessario solo l'adeguamento del sistema di alimentazione).

Test comparativi hanno dimostrato che il consumo specifico di gasolio è di 220 g/kWh di potenza nominale, e quello di biogas è di 0,4 m3/kWh. In questo caso sono necessari circa 300 g/kW, h (m.b. - 300 g) di combustibile di avviamento (gasolio utilizzato come “accenditore” per il biogas). Di conseguenza, il risparmio di carburante diesel è stato pari all’86%. Con un carico del motore del 40% e una velocità dell'albero motore di 1400 giri/min (livello di carico medio per i trattori in Svizzera), il consumo di carburante diesel è di 250 g/kW, h, quando si utilizza biogas - 80 g/kW, h più consumo di biogas 9,6, 3 m70 /kWh, che corrisponde a quasi il XNUMX% di risparmio di gasolio.

A Wippachdelhausen (Germania) è stato messo in funzione un impianto di biogas di tipo universale, progettato per la digestione dei liquami e la lavorazione del letame di bovini, suini e polli. Il reattore di biogas funziona a una temperatura di 35°C e una pressione di 2,0-5,0 kPa sia in modalità continua che batch.

In Ucraina, Zaporozhye KTISM ha sviluppato una serie di apparecchiature del tipo “Cobos” per la digestione anaerobica del letame. Nel villaggio è in funzione un impianto del genere con un volume di 250 m3. Hrebinki, regione di Kiev. Presso l'azienda agricola statale Rassvet, nella regione di Zaporozhye, è stato testato un impianto con una capacità di letame di 10 m3/giorno. UkrNIIAgroproekt dispone di impianti pilota: nell'allevamento di pollame di Kiev - funzionamento batch con un volume di 20 m3, nell'azienda agricola statale Rossiya, nella regione di Cherkassy - con un volume di 200 m3. Nella fattoria controllata dell'Associazione Internazionale di Ricerca e Produzione di Sumy da cui prende il nome. A Frunze, per 3000 capi di suini, è presente un impianto di trattamento delle acque reflue con un volume di 300 m3.

Le caratteristiche tecniche, economiche e operative di alcuni impianti di biogas sono presentate nella Tabella 7.

Per sviluppare la bioenergia in Ucraina al fine di ottenere biogas e fertilizzanti di alta qualità, è necessario creare un meccanismo economico che stimoli il lavoro scientifico e tecnico in questo settore, la produzione e l’implementazione di attrezzature adeguate.

Tabella 7. Indicatori tecnici, economici e operativi degli impianti di biogas

Indice Fattoria statale "Ogre" Lettonia PH ONLUS intitolata a Frunze Allevamento di suini Prianus
Capacità m3 X 2 75 X 1 130 X 2 3260
Tipo di letame, numero di capi Maiale senza letto 2500 Maiale senza letto 3000 Deflusso di letame 50 mila.
Temperatura di fermentazione 54 54-55 38
Elaborazione quotidiana 20 m3 30m3 400m3
Produzione giornaliera di gas 250-350 m3 350 m3 6210 m3
Tempo di recupero 1,5 1,3 1,5

Ora sappiamo già che i rifiuti organici più comuni di una fattoria rurale - letame animale, cime dei giardini, erbacce e altra "materia organica" - in determinate condizioni possono diventare una fonte di gas combustibile tanto necessario in casa, adatto per cucinare, riscaldare i locali e ottenere acqua calda. Chiamiamolo biogas.

Il biogas, se non completamente, almeno parzialmente, può soddisfare il fabbisogno di carburante dei residenti rurali, dei proprietari di cottage estivi e di orti. Inoltre, durante la produzione di biogas, i rifiuti vengono completamente utilizzati, di conseguenza, non solo migliorano le condizioni sanitarie del territorio, i patogeni delle malattie infettive vengono distrutti, scompaiono gli sgradevoli corridoi delle piante in decomposizione, i semi delle erbe infestanti muoiono, ma si formano anche i fertilizzanti organici più pregiati e di alta qualità, che hanno un potenziale di humus aumentato.

Ma affinché tutti possano costruire con le proprie mani un semplice impianto di biogas nel proprio cortile, è utile comprendere le caratteristiche principali della tecnologia per la produzione di biogas dai rifiuti organici, nonché i fattori che influenzano la produttività del biogas. piante e i disegni di queste piante.

Autore: Shomin A.A.

Vedi altri articoli sezione Fonti di energia alternative.

Leggere e scrivere utile commenti su questo articolo.

<< Indietro

Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:

Pelle artificiale per l'emulazione del tocco 15.04.2024

In un mondo tecnologico moderno in cui la distanza sta diventando sempre più comune, mantenere la connessione e un senso di vicinanza è importante. I recenti sviluppi nella pelle artificiale da parte di scienziati tedeschi dell’Università del Saarland rappresentano una nuova era nelle interazioni virtuali. Ricercatori tedeschi dell'Università del Saarland hanno sviluppato pellicole ultrasottili in grado di trasmettere la sensazione del tatto a distanza. Questa tecnologia all’avanguardia offre nuove opportunità di comunicazione virtuale, soprattutto per coloro che si trovano lontani dai propri cari. Le pellicole ultrasottili sviluppate dai ricercatori, spesse appena 50 micrometri, possono essere integrate nei tessuti e indossate come una seconda pelle. Queste pellicole funzionano come sensori che riconoscono i segnali tattili di mamma o papà e come attuatori che trasmettono questi movimenti al bambino. Il tocco dei genitori sul tessuto attiva i sensori che reagiscono alla pressione e deformano la pellicola ultrasottile. Questo ... >>

Lettiera per gatti Petgugu Global 15.04.2024

Prendersi cura degli animali domestici può spesso essere una sfida, soprattutto quando si tratta di mantenere pulita la casa. È stata presentata una nuova interessante soluzione della startup Petgugu Global, che semplificherà la vita ai proprietari di gatti e li aiuterà a mantenere la loro casa perfettamente pulita e in ordine. La startup Petgugu Global ha presentato una toilette per gatti unica nel suo genere in grado di scaricare automaticamente le feci, mantenendo la casa pulita e fresca. Questo dispositivo innovativo è dotato di vari sensori intelligenti che monitorano l'attività della toilette del tuo animale domestico e si attivano per pulirlo automaticamente dopo l'uso. Il dispositivo si collega alla rete fognaria e garantisce un'efficiente rimozione dei rifiuti senza necessità di intervento da parte del proprietario. Inoltre, la toilette ha una grande capacità di stoccaggio degli scarichi, che la rende ideale per le famiglie con più gatti. La ciotola per lettiera per gatti Petgugu è progettata per l'uso con lettiere idrosolubili e offre una gamma di accessori aggiuntivi ... >>

L'attrattiva degli uomini premurosi 14.04.2024

Lo stereotipo secondo cui le donne preferiscono i "cattivi ragazzi" è diffuso da tempo. Tuttavia, una recente ricerca condotta da scienziati britannici della Monash University offre una nuova prospettiva su questo tema. Hanno esaminato il modo in cui le donne hanno risposto alla responsabilità emotiva degli uomini e alla volontà di aiutare gli altri. I risultati dello studio potrebbero cambiare la nostra comprensione di ciò che rende gli uomini attraenti per le donne. Uno studio condotto da scienziati della Monash University porta a nuove scoperte sull'attrattiva degli uomini nei confronti delle donne. Nell'esperimento, alle donne sono state mostrate fotografie di uomini con brevi storie sul loro comportamento in varie situazioni, inclusa la loro reazione all'incontro con un senzatetto. Alcuni uomini hanno ignorato il senzatetto, mentre altri lo hanno aiutato, ad esempio comprandogli del cibo. Uno studio ha scoperto che gli uomini che mostravano empatia e gentilezza erano più attraenti per le donne rispetto agli uomini che mostravano empatia e gentilezza. ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

L'industrializzazione ha cambiato il clima del pianeta 08.04.2021

Le riviste scientifiche pubblicano molti studi sull'aumento anormalmente rapido della temperatura media annuale del pianeta. Molti sottolineano che la ragione di ciò era l'industrializzazione e l'uso di combustibili fossili su scala industriale. Tuttavia, per la prima volta, dagli scienziati della NASA sono apparse osservazioni dirette della forza trainante del cambiamento climatico.

Dalla rivoluzione industriale della metà del 280° secolo, quando il carbone e altri combustibili fossili iniziarono ad essere utilizzati attivamente dall'umanità, la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera è aumentata da 415 ppm al suo valore attuale di XNUMX ppm.

L'attività umana ha portato all'inquinamento atmosferico, che ha influito sulla nostra salute e sulla fauna selvatica. Alcune di queste particelle sono presenti anche sotto forma di aerosol che riflettono i raggi solari e hanno un effetto rinfrescante a livello globale.

Pertanto, gli aerosol si raffreddano e i gas serra riscaldano il pianeta. La differenza tra l'energia assorbita dall'atmosfera e quella riflessa nello spazio è chiamata "forzatura radiativa".

Quando la forzante radiativa è zero, significa che il sistema energetico del pianeta è in equilibrio. Con un valore positivo, l'atmosfera si riscalda.

Gli esperti della NASA hanno misurato l'attuale forzante radiativa utilizzando i satelliti per determinare con quanta precisione ogni fattore influenza il nostro pianeta. Per fare ciò, hanno combinato i dati della nuvolosità terrestre e del sistema di radiazione con altre fonti di informazioni, in particolare la temperatura dell'oceano.

Secondo lo studio, nel periodo dal 2003 al 2018, il fattore antropogenico ha causato un aumento dell'esposizione alle radiazioni di circa 0,5 watt/m2.

I primi calcoli del forzante radiativo totale vengono effettuati utilizzando osservazioni globali, tenendo conto degli effetti degli aerosol e dei gas serra. Sono state ottenute prove dirette che l'attività umana provoca cambiamenti nel bilancio energetico della Terra.

Altre notizie interessanti:

▪ Il tablet fa una diagnosi

▪ IC driver LED avanzato

▪ Nuova tecnologia al posto delle iniezioni dolorose

▪ Immagini satellitari ad altissima risoluzione in vendita

▪ Il cervello può bloccare la memorizzazione di determinati ricordi

News feed di scienza e tecnologia, nuova elettronica

 

Materiali interessanti della Biblioteca Tecnica Libera:

▪ sezione del sito Elettronica di Consumo. Selezione di articoli

▪ articolo Come ti chiami adesso? Espressione popolare

▪ Come è avvenuta la svolta decisiva durante la seconda guerra mondiale? Risposta dettagliata

▪ articolo Arancio dolce. Leggende, coltivazione, metodi di applicazione

▪ articolo Combinatore di cavi piatti. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

▪ articolo Impianti elettrici di edifici residenziali, pubblici, amministrativi e domestici. Misure di sicurezza protettive. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Lascia il tuo commento su questo articolo:

Nome:


E-mail (opzionale):


commento:





Tutte le lingue di questa pagina

Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024