1. Kolekce organické hmoty:
- Výroba bioplynu začíná sběrem organických materiálů, jako je zvířecí hnůj, potravinový odpad, zbytky plodin a odpadní voda. Tyto materiály jsou bohaté na biologicky odbouratelné složky, které mohou být rozkládány mikroorganismy během anaerobní digesce.
2. Anaerobní trávení:
- Sebraná organická hmota se umístí do uzavřeného prostředí bez kyslíku, které se nazývá vyhnívací nádrž. Anaerobním bakteriím a mikroorganismům se v tomto stavu bez kyslíku daří a rozkládají organickou hmotu procesem známým jako anaerobní vyhnívání.
- Během tohoto procesu organický materiál prochází řadou chemických reakcí, včetně hydrolýzy, acidogeneze, acetogeneze a methanogeneze. Tyto reakce přeměňují složité organické sloučeniny na jednodušší složky, což nakonec vede k produkci bioplynu.
3. Složení bioplynu:
- Primárními složkami bioplynu jsou metan (CH4), oxid uhličitý (CO2), sirovodík (H2S) a stopová množství dalších plynů. Metan je primárním nosičem energie v bioplynu a odpovídá za jeho hořlavost a energetický obsah.
4. Čištění a modernizace bioplynu:
- Surový bioplyn produkovaný během anaerobní digesce obsahuje nečistoty jako H2S, vodní páru a částice. Aby bylo zajištěno efektivní využití bioplynu pro výrobu elektřiny, prochází různými procesy čištění a modernizace.
- H2S je odstraněn, protože je korozivní a může poškodit zařízení. Vodní pára a částice jsou také odstraněny, aby se zabránilo ucpání a zajistily hladší provoz.
- Modernizace bioplynu zahrnuje zvýšení koncentrace metanu odstraněním CO2 a dalších stopových plynů. Výsledkem je kvalitnější bioplyn se zvýšeným energetickým obsahem.
5. Výroba elektřiny:
- Vyčištěný a zušlechtěný bioplyn je směrován do generátoru bioplynu, což je v podstatě spalovací motor upravený pro provoz na bioplyn namísto konvenčních paliv, jako je nafta nebo benzín.
- V generátoru se spaluje bioplyn a výsledné teplo a tlak pohání píst, převádějící lineární pohyb na rotační pohyb.
- Rotační pohyb hřídele spojeného s pístem se používá k pohonu generátoru, který přeměňuje mechanickou energii na energii elektrickou.
6. Distribuce energie:
- Elektrická energie vyrobená generátorem bioplynu může být použita přímo k napájení blízkých zařízení nebo může být dodávána do elektrické sítě pro distribuci do větší oblasti.
7. Využití přebytečného tepla:
- Kromě výroby elektřiny mohou bioplynové stanice využít i přebytečné teplo vzniklé při procesu spalování. Toto teplo lze zachytit a využít pro různé účely, jako je vytápění prostor, výroba teplé vody nebo průmyslové procesy, čímž se maximalizuje celková energetická účinnost systému výroby bioplynu.
Celkově výroba bioplynu pro výrobu elektřiny zahrnuje anaerobní vyhnívání organické hmoty za účelem výroby bioplynu, čištění a zušlechťování bioplynu a jeho využití jako paliva v generátoru bioplynu k výrobě elektřiny. Je to obnovitelný a udržitelný způsob přeměny organického odpadu na čistou energii.
