Что такое двухвалентный резервуар в солнечной установке?

Солнечный коллектор, описание, как выбрать, схемы подключения

Солнечный коллектор — массивный прибор, использующий даровую энергию солнца для разогрева теплоносителя (жидкости). Применяется для приготовления теплой воды и для отопления.

В Европе запрещено строить новые дома без солнечных коллекторов. А как лучше поступить у нас, какой солнечный коллектор выбрать и стоит ли применять вообще ? — рассмотрим далее….

Солнечный коллектор не дешев сам по себе. Энергия получается бесплатно, но стоимость оборудования может и не окупиться с течением времени. Отчего это зависит, и как правильно поступить, рассматривая возможность применения солнечных коллекторов?

Виды солнечных коллекторов

Предназначение солнечного коллектора – нагреть жидкость от энергии Солнца.

По конструкции различают три вида солнечных коллекторов.

Пластинчатые плоские – в основе пластина из металла, или пластика, покрытая поглотителями солнечного света – никелем, черной медью…. К пластине (адсорберу) прикреплены трубки из меди, по которым движется теплоноситель. Или другой вариант — две пластины с выдавленными контурами половинок труб, при скреплении образуют панель с ходами, по которой движется теплоноситель.

Теплоноситель может двигаться через пластинчатый коллектор по двум схемам:

    параллельная, может применяться и для схем, где жидкость движется самотеком;

Чтобы тепло от разогрева солнцем тут же не терялось (разогрев может быть 150 – 180 град С) вся конструкция помещается в термоизолированный короб с остеклением чаще двукамерным стеклопакетом. Применяется самоочищающееся и ударопрочное стекло.

Для летнего нагрева воды в бассейнах, для душа, могут применяться совсем дешевые солнечные коллекторы с пластиной из пластика без остекления и термоизоляции вовсе. Начинают греть воду при энергии солнца от 200 Вт/м2. Но их эффективность все равно на порядок выше, чем у бочки летнего душа. Такие решения популярны, так как оборудования быстро окупается, хоть оно имеет и весьма узкое предназначение.

Трубчатая конструкция

Здесь трубки с теплоносителем помещены в трубы из стекла, из которых удален воздух (вакуум). Отсутствие воздуха нужно для теплоизоляции — чтобы тепло не убегало наружу. Также на стекло труб нанесены:

    с нижней стороны светоотражающее покрытие, оно фокусирует солнечный свет на трубке с теплоносителем;

  • с верхней стороны — особое металлизированное покрытие, пропускающее свет от солнца, но не выпускающее отраженную снизу энергию.
  • Ряды таких стеклянных трубок подсоединяются параллельно к сборным трубкам в теплоизоляции, от которых по теплоизолированному трубопроводу разогретый теплоноситель поступает в дом.

    Тепловые трубки

    Внешне похожи на трубчатые коллектора, но процесс преобразования энергии иной. В трубах с вакуумом находятся еще одни прозрачные трубки – тепловые трубки. В них содержится особая легко испаряющаяся жидкость. Разогретый пар поднимается в верхнюю часть трубы, где расположен теплообменник. На нем пар конденсируется, при этом выделяется энергия и теплоноситель внутри теплообменника разогревается.

    Сконденсировавшаяся жидкость стекает вниз по трубке и испаряется вновь от разогрева солнцем. Процесс испарения и конденсации идет постоянно.

    Сколько имеется солнечной энергии и как ее преобразовывать

    Солнечный свет различают:
    — прямой — солнце не закрыто тучами и не посредственно светит на солнечный коллектор;
    — рассеянный – солнце за облаками, но его тепло все равно можно использовать.

    В южной части Росси и стран СНГ (южнее 52 параллели) доля прямого солнечного света составляет:
    — 54% летом;
    — 30% зимой.

    Для южных регионов России и стран СНГ максимальная мощность излучения солнца может достигать:
    — в декабре — 80 Вт/м2;
    — в сентябре и апреле – 350 Вт/м2;
    — в июне – 600 20Вт/м2.

    При этом нужно учитывать, что:
    — трубчатый коллектор начинает работать при 20 Вт/м2,
    — плоский – при 70 -90 Вт/м2.
    Поэтому трубчатый вакуумный коллектор способен работать круглый год.

    Солнечные коллектора для южных регионов целесообразно применять только для разогрева воды в системе горячего водоснабжения. Тогда они окупятся.

    Если применить их для отопления, они в большинстве случаев не окупаются.
    Почему?
    Дело в том, что отопление необходимо в основном зимой и совсем не нужно летом. А зимой энергия солнца совсем не большая….

    Горячая же вода нужна круглый год. Для ее приготовления можно использовать солнечную энергию и в межсезонье и летом. На приготовление воды для ГВС в теплый период года солнечный коллектор отдаст в разы больше энергии, чем для отопления в холодный, и поэтому может окупиться.

    Но окупаемость – вещь относительная. Если в доме используется дорогие энергоносители, не магистральный газ и не твердое топливо, то солнечный коллектора на фоне таких затрат могут выглядеть и как окупаемое вложение.

    В целом же на территории Росси и стран СНГ энергия солнца южнее 52 параллели составляет 1000 – 1400 кВт*ч/м2/год.
    Читайте на сайте — обеспечение дома горячей водой (ГВС)

    Какие системы выбрать

    Пластинчатые коллектора дешевле трубчатых, особенно недороги бюджетные модели с пластиной из пластика.

    Но нужно учитывать их КПД в зависимости от количества солнечного света и способность преобразовывать рассеянный солнечный свет.

    Если не углубляться в сложные расчеты с температурами, то можно привести следующие выводы (на рисунке указаны КПД различных конструкций солнечных коллекторов, в зависимости от приведенной температуры (интенсивности освещения).

      Чем ниже температура теплоносителя, тем выше КПД коллектора. Дайте в первую очередь поработать солнечному коллектору, а потом включайте подогрев.

    Плоский коллектор летом при прямом солнечном свете имеет больший КПД, чем трубчатый. Поэтому для ГВС летом и в межсезонье лучше использовать более не дорогие, летние коллектора. Как указывалось, для только летнего подогрева, подходят аппараты дешевые без теплоизоляции.

  • Когда энергии солнца мало, то эффективнее трубчатые коллекторы. Они лучше подходят для использования круглый год в системе отопления. Но такое оборудование может и не окупиться за время его эксплуатации в наших условиях.
  • Читайте также:
    Тепловой насос воздух-воздух для отопления дома: как он работает?

    Для ГВС рекомендуется выбирать такой коллектор, чтобы получать от него не более 70% от энергии необходимой на нагрев. Если увеличивать площадь коллектора и таким образом добиваться более высокой температуры, то из-за падения КПД коллектор не окупится.

      Для приготовления горячей воды лучше подойдет коллектор площадью 1,0 — 1,4 метра кв. на одного человека.Расчет солнечного коллектора весьма прост. Например, для ГВС на пять человек – не менее 5 — 7 м кв.

  • Для системы отопления от солнечного коллектора должно поступать максимум 20 – 30% энергии. Тогда в среднем площадь коллектора – 0,4 м кв. на 1 м кв. дома.
    Расчет солнечного коллектора для системы отопления, — для дома 200 м кв. – площадь около 70 м кв.
  • Как устанавливать

    Оптимально устанавливать солнечный коллектор на крыше, тогда он не занимает место на участке. Но доступ для обслуживания должен быть обеспечен – необходим лаз, лестницы. Конструкция крыши и дома, должны выдерживать тяжелый коллектор, в том числе и возможные ветровые нагрузки.

    Поверхность прибора должна быть перпендикулярной солнечным лучам. Тогда будет максимум энергии. Чаще выбирают определенный угол, который позволяет получать наибольшее среднесуточное количество энергии. Это направление на юг с возможным разбросом в 15 градусов в каждую сторону.

    Предусматривается возможность регулировки наклона по сезону – меняется угол наклона вслед за солнцем.

    Угол наклона равняется примерно географической широте местности. Зимой угол увеличивают на 15 градусов. Летом наоборот уменьшают на 15 градусов.

    Схемы подключения солнечных коллекторов

    Приведены типичные схемы подключения солнечных коллекторов без указания всего оборудования. Основное правило: солнечный коллектор должен передавать энергию теплоаккумулятору — бойлеру ГВС или буферной емкости отопления, которые оборудуются теплообменником для подключения солнечного коллектора.

    Аккумулятор обязательно оборудуется дополнительным подогревом от электричества или от котла. Ведь в пасмурную погоду энергии можно и не дождаться.

    Предпочтительней схема с самотечным движением жидкости. Но чтобы теплоноситель двигался сам, охладитель должен находиться выше, чем нагреватель. Поэтому низ бака должен находиться не менее чем на 0,5 метра выше, чем верхняя точка коллектора.

    В этой схеме коллектор можно расположить и на крыше, если бойлер разместить в верхней части чердака. Трубопроводы должны хорошо теплоизолироваться — не менее 100 мм толщины утеплителя. Гидравлическое сопротивление системы уменьшают – применяют трубы большего диаметра и коллектора для самотека. Можно ознакомится подробней — системы с самотечным движением жидкости

    Следующая схема – солнечный коллектор нагревает бойлер косвенного нагрева (в нагреве которого участвует и котел). Используется насос, так как целесообразней устанавливать бойлер в котельной возле котла.
    Сделать водоснабжение дома — подробное описание

    Схема подключения солнечного коллектора на буферную теплоаакумулирующую емкость. Эта схема для круглогодичного использования и подогрева солнцем системы отопления в доме.

    Солнечный коллектор подключен на отдельный бак-аккумулятор, для нагрева отопления или ГВС. Эта схема часто применяется, когда получение тепла от солнца встраивается в уже работающие системы в доме, чтобы не менять имеющееся оборудование.

    Самая дешевая и простая схема с солнечным коллектором для применения только летом на дачах. Бак применяется без теплообменника, а коллектор может быть дешевым летним. В контуре коллектора движется та же вода, что используется для ГВС. Нагретая вода накапливается в верхней части бака, откуда и забирается для нужд.

    Также в контур обогрева солнечным коллектором обязательно включаются;
    — аварийный клапан повышенного давления — жидкость может сильно разогреваться и кипеть;
    — расширительный бак закрытого типа объемом не менее 1/10 данного контура;
    — автоматический воздухоотводчик;

    Принимаются меры по контролю и недопущению ухода воды из бойлера, ведь контур солнечного коллектора может быстро перегреться. Ставится обратный клапан на холодный трубопровод.

    Также оборудуются средства автоматики, которые управляют циркуляционными насосами по командам с датчиков температуры, например, чтобы отключить контур, когда нагрева от солнца нет. Обязательная автоматика приводит к удорожанию всей системы.

    Для системы, которая должна работать круглый год в качестве теплоносителя нужно применить незамерзайку. Для летней работы лучше использовать воду, а затем сливать осенью.

    Мы рассмотрели, как солнечный коллектор выбрать и как подключить. Энергоносители (углеводороды) сейчас недорогие, поэтому, популярней дешевые летние коллектора. А что будет дальше….

    Какие бывают солнечные нагреватели воды для отопления дома?

    Солнечные нагреватели воды для отопления дома, коттеджей, бассейнов позволяют получить больше количество горячей воды. Одна установка создает 200 литров нагретой воды ежедневно. Особенно выгодным вариантом является коммерческое использование гелиоколлекторов, при котором полная окупаемость выполняется через 3 года активного использования. Есть несколько типов солнечных водонагревателей, которые отличаются способом накапливания и хранения тепла, внутренним устройством и методом работы. Различия сказываются на теплоэффективности и технических свойствах устройства.

    • Типы солнечных коллекторов
    • Коллекторы со встроенной емкостью
    • Солнечные водонагреватели с выносной емкостью
    • Солнечные водонагреватели от проверенных производителей

    Типы солнечных коллекторов

    Солнечные нагреватели воды для отопления дома делятся на две группы: по методу нагрева и способу хранения источника тепла. В первом случае применяется встроенная емкость теплоаккумулятор. Во втором – осуществляется подключение к выносному накопительскому баку, устанавливаемому рядом с коллектором или внутри здания. При выборе отопительного солнечного бойлера нужно обратить внимание на вид емкость аккумуляторов солнечной тепловой энергии, так как отличия конструкции и оборудования сказываются на особенностях использования и технических свойствах.

    Коллекторы со встроенной емкостью

    Моноблочные солнечные коллекторы созданы для работы весной и осенью. Зимой устройство выключают и сливают теплоноситель. Коллекторы со встроенной емкостью легче монтировать и обслужить. Для применения необходимо подсоединить солнечный водонагреватель к системе подаче горячей воды или точке водозабора. Вода нагревается следующим образом:

    • абсорбер ловит солнечные лучи;
    • полученная энергия попадает в змеевик, находящийся в встроенной емкости теплоаккумуляторе;
    • выполняется передача тепла от нагретого теплоносителя воде, которую потом используют для бытовых нужд.
    Читайте также:
    Гибкие солнечные панели: инструкция по эксплуатации

    Схема работы солнечного коллектора

    В некоторых теплоносителях используется встроенный ТЭН, нужный тогда, если солнечный коллектор не смог снабдить нужным объемом горячей воды. Недогрев наблюдается в случае плохой и холодной погоды. Солнечный коллектор в нормальных условиях нагревает воду до 200 литров в день. Устройства со встроенной емкостью функционирует без давления с использованием естественной водоциркуляции.

    Термосифонные обогреватели солнечные монтируются в высшей точке ГВС для получения нужного напора воды при открытом кране водоснабжения. Емкости способны выдержать давление не больше 0,2 атм. После подогрева воды она самостоятельно стекает к месту водоразбора. Солнечный водонагреватель со встроенной емкостью имеет несколько преимуществ:

    • вода нагревается в солнечную погоду за 3 часа;
    • получение необходимости в ГВС от трех человек и больше, все зависит от площади абсорбирующей поверхности;
    • легкая установка;
    • низкая стоимость.

    Метод термосифона активно применяется в ГВС с солнечными установками. Водонагреватель функционирует на естественной конвекции, когда подогретая жидкость передвигается вверх, а остывшая – вниз. Главным условием для термосифонной схемы ГВС является расположение чаши для воды выше коллектора.

    Солнечные водонагреватели с выносной емкостью

    Солнечный водонагреватель, который подключается к отдельной емкости теплонакопителя, относится к группе водонагревателей для использования круглый год. Подогрев воды осуществляется в любое время года при условии, что всегда будет светить солнца и температура воздуха не будет ниже -50 градусов. Для подогрева воды применяется наружный бойлер косвенного нагрева, который находится в удаленной местности от теплоносителя. В качестве последнего применяется антифриз. Подогрев ГВС коллектором с выносной емкостью выполняется следующим образом:

    • абсорбер накапливает тепло и передает водному теплоносителю;
    • под давление антифриз попадает в теплообменник емкости накопителя;
    • при движении через змеевик емкости теплоноситель греет воду.

    Система отопления солнечной энергией

    Для получения хорошей работы солнечный водонагреватель с выносной емкостью подсоединяется к насосной группе. Циркуляция теплоносителя выполняется вынужденно. Процесс и скорость подогрева и давление регулируются автоматической системой. Основным преимуществом таких установок является круглогодичное использование.

    Единственным минусом является подсоединение дорогого оборудования, нужного для хорошей работы солнечной установки. Оборудование, функционирующее под давлением, имеет еще один недостаток: при отключении электричества насосы прекращают работать, что способствует перегреву теплоносителя и отрицательно отражается на работе гелиоколлектора.

    Солнечные водонагреватели от проверенных производителей

    Экономическая выгода от покупки отопительного бойлера зависит от нескольких факторов:

    • высокая стоимость;
    • теплоотдача;
    • срок окупаемости;
    • время эксплуатации.

    Не все солнечные водонагреватели одинаково функционируют. При применении установок, сделанных из дешевого и некачественного сырья, можно столкнуться с проблемами использования: упадет производительность, техника выйдет из строя раньше срока. Чтобы не столкнуться с разочарованием, нужно покупать технику проверенных производителей. Давайте выясним, каким производителям лучше доверять?

    Пассивный солнечный водонагреватель

    Ниже представлен список надежных производителей, которые делают качественные и доступные по цене установки:

    • Atmosfera – это украинский производитель, который создает вакуумные и панельные установки для круглогодичного нагрева воды и поддержки отопительных систем. Данные водонагреватели предназначены для устройств с вынужденной циркуляцией, обладают высокой теплоизоляцией. В корпусе присутствует место для установки контролирующих датчиков. Многие пользователи отметили высокую производительность систем в холодную и дождливую погоду. Купить бойлер можно от 20 тысяч рублей;
    • Side – китайская компания наладила производство солнечных водонагревателей и сопутствующих устройств, нужных для обслуживания и подключения. На рынке можно найти трубчатые и панельные устройства, а также готовые решения для оборудования бассейнов, офисов, производственных площадок, больниц, школ. Бойлеры этого бренда пока только набирают популярность среди отечественных потребителей;
    • Vaillant auroSTEP plus – солнечные коллекторы с отменным немецким качеством сборки и доступной ценой. Вы можете купить данную систему не меньше чем за 200 тысяч рублей, и обеспечить семью горячей водой на 3 человека;
    • SunRain – еще одна модель китайского производства. Данные установки функционируют при уменьшении температуры до – 50 градусов. Производитель реализует горизонтальная и наклонная установка. Установки могут работать в течение всего года. Подсоединяются к выносной емкости. Цена трубчатых коллекторов составляет от 40 тысяч рублей;
    • Viessmann Vitosol – немецкий производитель производит водонагревательное оборудование. Основным отличием от аналогов других производителей является качественная сборка, которая полностью соответствует завяленным требованиям. Также здесь присутствует антивандальная и противоградовая системы;
    • ЯSolar – российская компания производит оборудования горячего водоснабжения под ключ. Комплектация состоит из накопительной емкости, контроллера, датчиков нагрева, насосной станции и воздухоотводчика. Солнечные коллекторы, выпускаемые под этим брендом, созданы для подсоединения в системы с вынужденной циркуляцией.

    Соблюдение правил техники безопасности и рекомендаций по подсоединению солнечных водонагревателей – главное условия для ввода в эксплуатации установок. Если нарушить условия подсоединения, эффективная работа их не гарантируется.

    YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your quota.

    Солнечные коллекторы для частного дома. Перспективная технология для организации горячего водоснабжения и отопления

    Постоянный рост цен на отопление и горячее водоснабжение заставляет многих из нас задуматься о способах экономии. Но можно ли не просто сократить расходы на электроэнергию, а свести их к нулю? Можно, если использовать энергию солнца. Солнечные коллекторы – это источник бесплатной и экологически чистой энергии.

    Такие коллекторы, или, как их еще называют, гелиосистемы, предназначены для аккумулирования солнечной энергии для нагрева воды. Использование данной установки дает возможность дополнительного отопления в весенний и летний период. Иными словами, обладатели солнечных коллекторов получают горячую воду и тепло совершенно бесплатно.

    Устройство и принцип работы

    Простейший солнечный коллектор – это металлические пластины черного цвета, заключенные в корпус из стекла или пластика, которые обычно монтируются на крыше дома. В сущности, солнечный коллектор представляет собой миниатюрную теплицу, которая накапливает солнечную энергию. Эта энергия согревает воду, циркулирующую по трубам, скрытым под пластиной. Чем больше энергии передается теплоносителю, тем выше его эффективность. Но, хотя принцип работы для всех коллекторов один и тот же, их конструкция несколько различается в зависимости от типа коллектора и сферы его применения.

    Читайте также:
    Тепловой насос для обогрева бассейна: какой выбрать?

    Неиспользованная остывшая вода из резервуара постепенно опускается вниз, освобождая место нагретой воде из коллектора. Холодная вода попадает в теплообменник, где нагревается и вновь поступает в резервуар. На практике это означает, что вода в накопительной емкости всегда остается горячей – в ясные солнечные дни ее температура может доходить до 70 o С.

    Типы и характеристики бытовых коллекторов для нагрева воды и отопления

    Описанная схема работы коллектора очень упрощена, на деле же гелиосистемы несколько сложнее. Существует несколько типов солнечных коллекторов со своими конструктивными особенностями.

    Плоские высокоселективные

    Плоский коллектор – один из самых распространенных типов. Их преимущество состоит в невысокой цене, однако в сравнении с другими моделями они теряют больше тепла. Плоские солнечные коллекторы состоят из плоскостного поглотителя, прозрачного стеклянного покрытия, теплоизоляции с оборотной стороны и рамы, которая в основном делается из алюминия или стали.

    Плоскостной поглотитель – это выкрашенный в темной цвет металлический лист, соединенный с теплопроводящими трубами. Слой поглотителя аккумулирует солнечные лучи и трансформирует солнечную энергию в тепловую, которая затем передается жидкости-теплоносителю (смеси воды и гликоля). Эта жидкость «направляет» тепло в солнечный аккумулятор. Стеклянное покрытие коллектора защищает поглотитель от воздействия окружающей среды и снижает потери тепла, создавая парниковый эффект. Эту же функцию выполняет и теплоизоляция из минерального волокна.

    Вакуумные трубчатые

    Солнечные коллекторы этого типа состоят из стеклянных трубок, внутри каждой из которых располагается устройство, поглощающее солнечный свет. Вакуум – идеальный теплоизолятор, и потому теплопотери таких коллекторов значительно меньше. Существует два вида вакуумных коллекторов, различающихся по способу нагрева – с косвенной теплопередачей и прямоточные. Первый вид устройств предназначен для всесезонного использования, а второй – для теплого времени года, с апреля до сентября.

    Концентрационные

    Весной, летом и осенью дневной угловой ход солнечных лучей больше 120 градусов – угла, в котором эффективно работают неподвижные солнечные коллекторы. Повышение эксплуатационных температур до 120-250 o C возможно путем введения в солнечные коллекторы концентраторов с помощью параболоцилиндрических отражателей, проложенных под поглощающими элементами. Они концентрируют солнечные лучи, и в результате их на панель попадает больше. Для получения более высоких температур требуются устройства слежения за солнцем. Это достаточно дорогостоящее решение и применяется оно в основном в промышленных целях.

    Воздушные

    Солнечные воздушные коллекторы используются для нагрева воздуха. Это простые плоские коллекторы, применимые для отопления помещений и сушки сельскохозяйственной продукции. Воздух проходит через поглотитель благодаря естественной конвекции или под воздействием вентилятора. Недостаток последнего варианта в том, что часть энергии тратится на работу вентиляторов.

    Расчет мощности солнечного коллектора

    Солнечные коллекторы для дома могут обладать весьма высокой производительностью. Чтобы точно рассчитать мощность коллектора, нужно знать его площадь поглощения, величину инсоляции для вашего региона и КПД коллектора.

    Допустим, используется коллектор площадью примерно 1 кв. м, состоящий из 7 трубок, каждая из которых имеет площадь поглощения 0,15 кв. м. Получаемая мощность в расчете на один день вычисляется следующим образом: 0,15 (площадь поглощения 1 трубки) × 1173,7 (величина инсоляции в Московской области) × 0,67 (КПД солнечного коллектора) =117,95 кВт•час/кв. м. В среднем за сутки одна вакуумная трубка теплового коллектора вырабатывает 0,325 кВт•час. В наиболее солнечные летние месяцы она будет производить 0,545 кВт•час.

    Использование солнечных коллекторов в России и мире

    Солнечные коллекторы широко распространены во всем мире, хотя для нашей страны они все еще остаются новинкой. Настоящий бум солнечных коллекторов пришелся на 1970-е, во времена нефтяного кризиса. Тогда их начали применять во многих странах, от США до Японии. В Израиле в наши дни более 85% населения используют солнечные коллекторы. Сейчас общая мощность солнечных коллекторов мира превышает 200 гигаватт тепловой энергии и продолжает неуклонно расти. Использование данной технологии в Германии, например, оценивается в 140 кв. м/1000 чел., в Австрии – 450 кв. м/1000 чел., на Кипре – около 800 кв. м/1000 чел. В России этот показатель пока очень мал – лишь 0,2 кв. м/1000 чел.

    Многие могут усомниться – разумно ли использование таких устройств в России, где климат далеко не такой теплый и солнечных дней значительно меньше, чем в южных широтах? Расчеты, проведенные в РАН, доказывают, что даже наша суровая погода – не препятствие для эффективной эксплуатации коллекторов. В средней полосе России мощность солнечного потока составляет от 100 до 250 Вт на 1 кв. м площади. Максимальное значение равняется 1000 Вт (при ясном небе в полдень). Следовательно, при установке солнечного коллектора площадью 2 кв. м вода в баке емкостью 100 л будет ежедневно прогреваться до температуры от 37 o С и более (этот показатель может доходить до 55 o С). А в теплые месяцы коллектор будет еще эффективнее.

    Солнечные коллекторы применяются для отопления, нагрева воды, подогрева бассейнов, обеспечения энергией теплиц. Они легко интегрируются в любую сеть водо- и теплоснабжения и просто монтируются. С помощью солнечных коллекторов можно сократить расходы на оплату энергоносителей, а в летние месяцы получать и вовсе бесплатную горячую воду. К известным и надежным производителям солнечных коллекторов относятся такие компании, как FUTUS-NUKLEON (Австрия-Чехия), TiSUN (Австрия), Ferroli (Италия), но особым доверием специалистов пользуются коллекторы от немецких компаний – Wolf и Vaillant. Эти бренды не просто предлагают надежную продукцию – они постоянно совершенствуют свои системы и внедряют новые технологии.

    Стоимость гелиоустановки для дома

    Цена солнечного коллектора для отопления дома зависит от его типа, сложности системы и мощности, а также, не в последнюю очередь, от производителя. Относительно небольшие установки для частных домов, коттеджей и дач с номинальной мощностью около 2 кВт•ч стоят от 160 000 рублей в базовой комплектации, более мощные системы с несколькими коллекторами общей мощностью около 6 кВт•ч, предназначенные не только для нагрева воды, но и для отопления в весенне-зимний период, обойдутся в 270 000 рублей. К этому нужно прибавить стоимость монтажа и наладки.

    Читайте также:
    Как работает тепловой насос воздух вода для отопления дома?

    За какой срок окупится коллектор? На это влияет режим эксплуатации. Солнечные коллекторы в отопительный период поддерживают отопление приблизительно на 25%, а горячее водоснабжение в летние месяцы на 80-90%, так что окупаемость будет напрямую зависеть от ваших обычных расходов на тепло и горячую воду. В среднем срок окупаемости коллекторов составляет от 2 до 8 лет. Все это указывает на экономическую целесообразность и перспективность использования технологии в России.

    Технология производства биогаза из навоза, полный цикл

    Фермерским хозяйствам нелегко утилизировать навоз. Образуется его с излишком, много средств приходится тратить на вывоз и утилизацию. В небольших частных хозяйствах навоз активно используют в качестве бесплатного и эффективного удобрения. Оказывается, есть и иной способ полезного использования данного сырья, позволяющий получить природный газ.

    Многие хозяйства уже сегодня занимаются производством биогаза из навоза, используя экологичную технологию, позволяющую получать ценный продукт. Биометан из навоза ценен хорошим качеством, потому применяется во многих странах.

    1. Что такое биогаз
    2. Преимущества процесса
    3. Технология получения биогаза
    4. Температурный режим функционирования бактерий
    5. Подготовка сырья для заливки в реактор
    6. Технология очистки газа
    7. Уменьшение содержания влаги
    8. Установки для получения биогаза
    9. Советы по самодельному изготовлению
    10. Расчет количества газа
    11. Отходы биомассы после получения газа
    12. Полное использование продуктов биогазовой установки

    Что такое биогаз

    Биогаз может составить альтернативу обычному топливу, ведь изготавливается он из отходов жизнедеятельности животных и птиц, которых в избытке можно найти в любом сельском хозяйстве. При правильной обработке сырья можно получить бесцветный биогаз без характерного запаха, в котором содержится не менее 70 % метана.

    Биогаз имеет хорошие характеристики. Один кубический метр такого топлива из навоза выпускает столько же тепла, что и полтора кг каменного угля.

    Преимущества процесса

    Переработкой навоза для получения биогаза занимались еще в советское время. На сегодняшний день многие страны занимаются данным видом промышленности, так как это выгодно, легко и не представляет опасности для окружающей среды.

    Такой альтернативный биогаз не нуждается в трудоемком добывании сырья для производства, процесс его создания относительно дешев, а в окружающую среду не выделяются токсические вещества.

    Конечно же, навоз можно использовать просто в качестве удобрения, если в хозяйстве всего несколько коров. Гораздо сложнее приходится крупным фермерам с сотнями голов скота, ведь каждый год им приходится избавляться от нескольких тонн навоза.

    Чтобы навоз стал качественным удобрением, его необходимо хранить, соблюдая температурный режим. Но это требует лишних расходов, потому большинство фермеров просто собирают его в определенное место, а потом вывозят на пашни.

    При неправильном хранении навоз теряет почти половину находящихся в нем азотистых соединений и большую часть фосфора, потому его показатели становятся гораздо хуже. В атмосферу же непрерывно из навоза выделяется газ метан, что ухудшает экологическую ситуацию.

    Новейшие технологии получения биометана позволяют перерабатывать сырье таким образом, что полученный биогаз не имеет токсического эффекта для окружающей среды. Биогаз выделяет при сгорании невероятное количество энергии, а нагретый навоз после его использования становится очень ценным анаэробным удобрением.

    Технология получения биогаза

    Изготовление биогаза возможно при помощи бактерий, для жизнедеятельности которых не нужен кислород. Потому для производства биогаза необходимо соорудить герметичные емкости, в которых будет происходить брожение сырья. Трубы для отвода сконструированы в емкостях таким образом, что воздух из внешней среды не способен просочиться внутрь.

    Сначала резервуар наполняют жидким сырьем и повышают температуру до необходимой отметки, чтобы мироорганизмы начали работать. Метан поднимается вверх из жидкого навоза, накапливается в специальных резервуарах, в которых проходит этап фильтрации. Дальше его собирают в газовые баллоны. Использованные массы навоза накапливаются на дне емкостей, откуда периодически их вынимают и хранят в других местах. После откачивания отработанной жидкости в резервуар подается новый навоз.

    Температурный режим функционирования бактерий

    Метан может выделяться из навоза только при создании для него подходящего температурного режима. Навоз содержит в себе разные бактерии, которые активизируются и выделяют биогаз при разных температурах и с разной скоростью:

    • Мезофильные бактерии. Начинают работать, если температура окружающей среды становится выше 30 градусов. Вырабатывается биогаз очень медленно – продукцию можно будет собрать спустя полмесяца.
    • Термофильные бактерии. Для их активации требуется температура, равная 50-65 градусам. Биогаз можно будет собрать уже через три дня. Особую ценность представляет шлам – отходы навоза после сильного нагрева. Это полезное удобрение и, главное, безвредное – любые гельминты, семена сорняков, патогенные микроорганизмы уничтожаются при нагревании.
    • Встречается и другой вид термофильных бактерий, выживающих при нагревании до температуры в 90 градусов. Их дополнительно включают в навоз, чтобы брожение происходило быстрее.

    При понижении температуры все типы бактерий становятся менее активными. В небольшом хозяйстве обычно пользуются мезофиллами, ведь в таком случае дополнительного нагрева не требуется. Дальше первичный биогаз можно использовать для искусственного нагрева навоза и активации термофильных бактерий.

    Минус хранения сырья в том, что оно не должно подвергаться скачкам температур. Потому в зимнее время необходимо позаботиться о теплом помещении для складирования навоза.

    Подготовка сырья для заливки в реактор

    Как правило, дополнительно обогащать навоз микроорганизмами нет необходимости, так как они уже содержатся в нем. Все, что необходимо делать – это правильно подготовить навозный раствор, следить за температурой и вовремя менять сырье в биореакторе.

    Читайте также:
    Гелиоколлектор: разновидности, как сделать своими руками

    Влажность сырья должна составлять не менее 90 % (по консистенции как жидкая сметана). Потому перед использованием сухой помет (коз, овец, коней, кроликов) смешивают с водой. Навоз свиньи разводить нет необходимости из-за высокого содержания в нем мочи.

    Также важно, чтобы навоз был однородным, без твердых частиц. От мелкости фракций зависит количество образуемого на выходе биогаза. По этой причине внутри оборудования устанавливается постоянно работающая мешалка, уничтожающая твердую корку на поверхности сырья и мешающая выделению метана.

    Лучше всего для процесса подойдут отходы с высокой кислотностью (навоз свиней и коров). При снижении показателя кислотности бактерии замедляют свою работу, потому важно в первые разы выяснить, за какое время происходит полная переработка одной порции навозного раствора, и лишь потом заливать его заново.

    Технология очистки газа

    Получаемый продукт содержит около семидесяти процентов метана, один процент примесей (сероводородных и некоторых летучих элементов) и чуть менее тридцати процентов углекислого газа.

    Использовать его как топливо можно только после очищения от примесей. Сероводородные соединения убирают при помощи специальных фильтров. Это необходимо делать по той причине, что такое вещество, образуя с водой кислоту, ускоряет процессы коррозии металлов, труб, резервуара и всей биогазовой установки, если она металлическая.

    Углекислый газ также необходимо убрать из топлива, но это требует немало времени:

    • В первую очередь биогаз сжимают при сильном давлении.
    • В емкость направляют воду, в которой примесь растворится.

    Если биогаз производится в огромных масштабах, то очистку производят известью, активированным углем и специальными фильтрами.

    Уменьшение содержания влаги

    На данном этапе очистку сырья проводят разными способами.

    Первый способ похож на работу самогонного аппарата. Биогаз направляют вверх по холодным трубкам. Вода переходит в конденсат и стекает по трубке вниз, в то время как метан направляется в резервуар для дальнейшего хранения.

    Другой способ – использование гидрозатвора . Полученный биогаз смешивают с водой, где остаются все примеси. Такой способ требует меньше времени на очистку, так как вода избавляет и от лишней жидкости, и от ненужных элементов.

    Установки для получения биогаза

    Для изготовления установки недалеко от фермерских хозяйств, наилучшим образом подходит конструкция, которую впоследствии легко будет разобрать и перенести на другую территорию. Главное оборудование всей установки – это биореактор – емкость для заливки навоза и его брожения. Большие предприятия пользуются цистернами в 50 кубометров.

    Небольшие частные хозяйства вместо цистерн используют резервуар под землей. Он выкладывается кирпичом в вырытой яме. Для герметичности и прочности все закрепляют цементной массой. Объем зависит от количества образующегося ежедневно навоза.

    Для наземной установки могут применять цистерны из пластика, металла или поливинилхлорида.

    Установки могут быть как автоматизированными (в них весь процесс происходит без участия человека), так и механическими (откачивать, доливать сырье, забирать биогаз, следить за давлением и температурой необходимо самостоятельно).

    В небольшом хозяйстве желательно пользоваться электрическими насосами, мешалками, измельчителями, которые предотвратят появление корок на поверхности навоза и очистки сооружения от отходов.

    Советы по самодельному изготовлению

    Самое важное правило – отсутствие кислорода в реакторе. При его наличии может произойти взрыв.

    Для того чтобы крышку реактора не сорвало высоким давлением, необходимы противовесы, защитные прокладки между резервуарами и крышками.

    Резервуар никогда не должен быть абсолютно полон. Желательно пятую часть его объема оставлять незаполненной.

    На участке перед установкой оборудование необходимо:

    • правильно выбрать место (желательно, как можно дальше от жилого дома)
    • рассчитать ежедневные объемы образуемого навоза
    • выбрать местоположение для труб (отгрузочных, погрузочных, конденсирующих влагу)
    • найти место для отходов навоза
    • выкопать котлован
    • приобрести емкость для резервуара и закрепить ее на дне котлована
    • загерметизировать все места стыков
    • сконструировать люк для осмотра реактора (между люком и реактором обязательно поставить прокладку)

    Если установка происходит в холодном климате, то обязательно стоит продумать способы её нагрева.

    Расчет количества газа

    В среднем, тонна навоза обеспечит владельца сотней кубометров биогаза. Для того чтобы рассчитать количество получаемого биогаза, необходимо умножить ежедневную массу навоза с каждого скота на количество животных.

    Естественно, разные животные и птицы дают разное количество навоза:

    • птицы (в первую очередь, куры) – 150-170 г в день
    • корова — 34-36 кг
    • коза – 900 – 1100 г
    • лошадь – 14-16 кг
    • овца – 900 – 1100 г
    • свинья – 4-6 кг

    Навоз свиней и коров дает большее количество топлива. Количество выделяемого биогаза можно увеличить, если добавить в смесь просо, ботву свеклы, болотные растения, водоросли или кукурузу (наличие хлорофилла в биомассе улучшает выделение метана).

    Отходы биомассы после получения газа

    Образуемый после нагревания навоза шлам применяют повсеместно в сельском хозяйстве в виде удобрений.

    Образуемый углекислый газ обычно стремятся очистить, но при растворении его в воде получается полезная жидкость.

    Полное использование продуктов биогазовой установки

    При рациональном использовании навоза, отходов после образования биогаза может не быть вовсе. К примеру, углекислый газ применяют в качестве подкормки для овощных культур.

    Потому при наличии небольшой установки по производству биогаза будет полезно установить и биотеплицу, которая за счет удобрений и полученной энергии может работать круглый год.

    Вот почему так ценен навоз: технология производства биогаза

    Многие фермерские хозяйства сталкиваются с проблемой утилизации навоза, требующей немалых затрат. Чтобы обернуть это в свою пользу, нужно использовать навоз для получения биогаза. Современные технологии позволят получить и использовать в качестве топлива биогаз из навоза.

    Как из органики образуется биогаз

    Биогаз не имеет цвета и запаха, это летучее вещество на 70 % состоит из метана. Если сравнивать его с природным газом, то качественные показатели биогаза очень близки.

    Одним из главных преимуществ является хорошая теплотворная способность. Выделение тепла 1 куб. м биогаза равно количеству выделяемого тепла при сгорании 1,5 кг угля.

    Читайте также:
    Газовый генератор с автозапуском: разновидности, как выбрать

    Благодаря анаэробным бактериям, которые способствуют разложению органического сырья, и получается биогаз. Этим сырьем могут быть отходы крупного рогатого скота, свиней, птиц, растений.

    Самое высокое содержание метана в курином помете в сочетании с травой и листьями. На втором месте свиной навоз с органическими добавками, тройку замыкает куриный помет и бумажная масса.

    Чтобы активировать процесс, создаются благоприятные условия для жизнедеятельности бактерий. Такие условия должны быть приближены к естественным, как в желудке животного, где нет кислорода и тепло.

    Создав такие условия, можно превратить навозную массу в ценное удобрение и экологическое топливо.

    Получить биогаз можно с помощью герметичного редактора, куда не будет поступать воздух. В таких условиях навозная масса будет бродить и разлагаться на метан, углекислый газ и другие газообразные вещества.

    Биогаз из навоза можно получить с помощью герметичного редактора

    Образовавшийся в результате газ поднимается к верху установки, после чего его выкачивают. Внизу остается органическое удобрение высокого качества со всеми ценными веществами, но без патогенных микроорганизмов.

    Немаловажный фактор при получении биогаза – соблюдение определенного температурного режима. Активация бактерий, которые принимают участие в процессе, происходит при температуре не ниже +30° С.

    В навозе имеются мезофильные и термофильные бактерии. Для жизнедеятельности мезофильных бактерий требуется температура от +30° до +40° С. Чтобы поддерживать размножение термофильных бактерий, температура должна быть от +50° до +60° С.

    Состав смеси и тип установки являются главными определяющими времени переработки сырья. При использовании установки первого типа, процесс длится от 12 до 30 суток.

    В данном случае вырабатывается 2 л биотоплива на 1 л полезной площади реактора. Второй тип установки более дорогостоящий, но при его использовании выработка конечного продукта происходит в течение 72 часов и превышает по количеству в 2 раза.

    Хотя термофильные установки намного эффективнее, но для поддержания высокой температуры в реакторе потребуются большие расходы. Из-за этого, большая часть фермеров предпочитают мезофильную установку.

    Плюсы и сфера применения биогаза

    Биогаз из навоза является перспективным источником возобновляемой энергии. Просматривается экологическая, экономическая и энергетическая выгода.

    В Российской Федерации биогазовые установки пока не нашли массового применения, в то время как европейские страны с каждым годом все больше развивают эту отрасль.

    Выделяют главные преимущества:

    • эффективная и экологическая сырьевая переработка;
    • предотвращение эрозии почвы;
    • получение на выходе полезных веществ, которые пригодятся в сельском хозяйстве;
    • доступность сырья в сельской местности;
    • беспрерывное пополнение сырьевой базы;
    • получение дополнительного источника энергии.

    На фермерских угодьях всегда остро стоит вопрос об утилизации отходов. Больше всего этот вопрос волнует у тех, кто имеет большое хозяйство.

    Ни одна установка по утилизации мусора не может превзойти биогазовую. Такая установка не просто утилизирует мусор, но и использует его для получения чистого и высокоэффективного удобрения, производит биологическое топливо и энергию.

    Наибольшей популярностью биогазовые установки пользуются среди жителей сельской местности. Также их можно использовать и в городе.

    Работа устройства для получения биогаза

    Основной принцип работы установки по производству биогаза – брожение. В результате полученный биогаз, используется, как и природный. К примеру, с его помощью можно обогреть помещение или выработать электроэнергию.

    Таким газом можно заправить автомобиль, естественно, сначала его потребуется сжать.

    Сам процесс выработки биогаза в биогазовой установке происходит в несколько этапов. На первом этапе загружается сырье. Для обеспечения максимальной эффективности, придерживаются определенной влажности сырья. Наилучший вариант – использование функции добавления воды.

    После загрузки сырья в емкость, из расчета 1 к 8 к сырьевой базе добавляют воду и включают насос, с помощью которого все тщательно перемешивается и становится однородным.

    Процесс выработки биогаза из навоза

    Далее сырьевая масса, попадает в биореактор, при этом, продолжая перемешиваться. Перемешивание автоматически отключится после полной выгрузки сырья из емкости.

    Однородная, смешанная с водой биомасса, попадает в биореактор через открывающийся технологический люк. Такой же герметичный люк имеется и в верхней части биореактора. На нем расположены приборы, отслеживающие уровень биомассы, измеряющие давление биогаза и осуществляющие его отбор.

    Чтобы не случился разрыв емкости, специальный компресс автоматически может включаться или выключаться при повышении давления. Также компрессор способствует откачке газа из биореактора в газгольдер.

    Биореактор также оснащен нагревательным элементом, который поддерживает нужную для брожения температуру.

    Затем биомасса попадает во вторую часть биореактора, где проходит химическая реакция. Все процессы происходят с постоянным перемешиванием биомассы, что исключает возможность образования плавающей корки, которая препятствует выходу биогаза. После того как биомасса окончательно перебродила, она попадает в выгрузочный сектор, где отделяется жидкое удобрение и остатки газа.

    Как достичь максимальной эффективности биогенератора

    Чтобы добиться максимальной эффективности работы биогенератора, брожение органической смеси должно быть равномерным. Субстрат должен постоянно двигаться, так удастся получить максимум газа.

    Благодаря мешалкам погружного или наклонного вида, которые оборудованы электроприводом, обеспечивается постоянное перемешивание биомассы. Эти мешалки расположены вверху или сбоку типового реактора.

    В кустарных установках используется механическое устройство перемешивания по типу бытового миксера. Он может быть ручным или работать от электропривода.

    Самое главное условие для эффективной добычи биогаза – соблюдение температурного режима. Обогрев может осуществляться:

    • с помощью автоматизированных систем подогрева. Они используются в стационарных установках. Если температура в реакторе падает ниже заданной, система автоматически включается. При достижении нужной температуры система самостоятельно отключается;
    • с помощью газовых котлов – осуществляется прямой нагрев с использованием электроотопительных приборов или встроенных нагревательных элементов.

    Слой стекловаты может стать отличным каркасом для реактора. Для теплоизоляции также подойдут пенополистирол. Эти материалы помогут уменьшить потери тепла.

    Биогазовая установка

    Перед тем, как начать делать биогазовую установку, следует провести расчеты. Когда скота не много, то лучше отдать предпочтение самой простой установке. Ее не так уж сложно сделать собственными руками.

    Читайте также:
    Пивные банки для обогрева воздухом. Солнечный коллектор своими руками.

    Для крупного сельскохозяйственного объекта подойдет промышленная автоматизированная биогазовая установка. Чтобы ее сделать, нужно привлечь специалистов для разработки проекта и монтажа установки.

    На сегодняшний день существует много компаний, предлагающих готовый вариант биогазовой установки, или разработку индивидуального проекта. Некоторые в целях экономии объединяются, покупая одну установку на несколько хозяйств.

    Перед постройкой даже небольшой биогазовой установки потребуется собрать документацию:

    • технологическая схема;
    • пройти пожарную и газовую инспекцию;
    • разрешение от санэпидемстанции;
    • план размещения оборудования и вентиляции.

    При желании и возможностях, можно соорудить оборудование для производства биогаза самостоятельно. В качестве основы подойдет устройство, выпущенное промышленностью.

    Строительство сооружения для добычи биогаза под землей

    В домашних условиях можно соорудить простейшую установку для добычи биогаза, минимизируя при этом затраты. Самый подходящий вариант – подземная установка.

    Строительство сооружения для добычи биогаза из навоза под землей

    Для начала нужно вырыть яму, чтобы залить ее основание и стены применяют армированный керамзитобетон. Затем необходимо вывести входной и выходной проход с противоположных сторон камеры. Чтобы производить подачу биомассы и откачку отработанной массы, в проходы вставляются наклонные трубы.

    Выходную наклонную трубу располагают практически у дна бункера. Для откачки отходов производится монтаж конца этой трубы в компенсирующую емкость. Эта емкость должна быть прямоугольной формы, а диаметр самой трубы 70 мм.

    Труба диаметром 25-35 см, с помощью которой осуществляется подача субстрата, монтируется в 50 см от дна. Ее верхняя часть входит в отсек, где осуществляется прием сырья.

    Не стоит забывать и о герметичности реактора. Во избежание попадания воздуха, производится битумная гидроизоляция.

    Для изготовления верхней части бункера (газгольдера) используют металлические листы или кровельное железо. Обычно, газгольдер купольной или конусной формы.

    В завершении, не будет лишним осуществить кирпичную кладку установки. Далее производится обивка стальной сеткой и штукатурка.

    Верхушку газгольдера можно оборудовать герметичным люком. Затем вывести газоотводную трубу, которая проходит через гидрозатвор. Далее производится установка клапана, с помощью которого осуществляется сброс давления.

    Дренажная система (принцип барботажа) устанавливается для перемешивания биомассы. Для ее оборудования потребуется закрепить пластиковые трубы в вертикальном положении. Верхний край этих труб должен находиться выше слоя субстрата. Затем в трубах нужно сделать много дырок.

    Из-за давления газ будет опускаться и подниматься. Благодаря подъему газа вверх, пузырьками газа будет осуществляться перемешивание биомассы.

    При нежелании самостоятельно делать бетонную конструкцию, можно приобрести готовую из поливинилхлорида. Далее необходимо позаботиться об обеспечении теплоизоляции установки. Самый подходящий для этих целей материал – пенополистирол.

    Днище ямы (10 см) заливается армированным бетоном. При объеме реактора менее чем 3*3 м, допускается использование ПВХ резервуаров.

    Там наглядно показаны этапы производства биогаза из навоза.

    Хотя на государственном уровне добыча газа из органического сырья пока не нашла широкого использования, все же, среди простых фермеров с каждым годом появляется все больше поклонников устройств для получения биогаза.

    Возможно уже спустя несколько лет, производство биогаза выйдет на новый уровень и заинтересует большую аудиторию граждан. Благодаря переработке навоза в биогаз можно не только получать полезные удобрения и заправить автомобиль, но и построить выгодный бизнес, без вреда для экологии.

    Нефтяные ресурсы не бесконечны, а значит, в будущем люди, так или иначе, обратят свое внимание на добычу биогаза и придут к тому, чтобы сделать такое производство массовым.

    Превратить тонны навоза в кубометры биогаза и заработать на этом

    Средний свинокомплекс на 10 тысяч голов может зарабатывать до 70 млн. рублей в год на переработке своих отходов в биогаз и удобрения. Правда, биогазовая установка, внутри которой бактерии превращают навоз в «деньги», удовольствие слишком дорогое для российских фермеров, поэтому такая практика в России почти отсутствует. Предприниматель Александр Смотрицкий нашел способ радикально улучшить экономику процесса и быстро нашел покупателей своей технологии, но не в России, а на западных рынках.

    На проблему переработки органических отходов мы (инициаторы проекта Александр и Андрей Смотрицкие) натолкнулись случайно: по дороге в аэропорт Екатеринбурга находится птицефабрика, которая складирует свои отходы на соседние поля. Часто в округе ощущается неприятный запах, что невольно задаешься вопросом — почему эту проблему никто не решает. Давно известно, что органические отходы, к которым относятся и пищевые остатки, и канализационные стоки, и навоз либо помёт, прекрасно сбраживаются в топливо и газ в биогазовых установках – больших емкостях без доступа воздуха. Я в то время занимался экспериментальной теплофизикой, а отец, инженер со стажем, обладал богатым опытом: его разработки применяются в самых разных сферах – от медицинских учреждений до предприятий тяжелой промышленности.

    Изучив проблему, мы выяснили, что в России установки для промышленной переработки биологических отходов не распространены из-за низкой производительности. Применять их дорого из-за слишком длительной (брожение может занимать 90 и более дней) и неполной переработки сырья.

    удобрение, получаемое на выходе, содержит 95-98% воды и лишь 2-5% полезных компонентов. При столь длительном брожении необходимо строительство большого по размерам реактора –дорогостоящей конструкции.

    Мы выдвинули гипотезу, что проблему длительной и неполной переработки сырья можно решить, заранее превращая волокнистые отходы в однородную массу, с которой бактерии справляются намного быстрее. Биогазовую установку можно сравнить с системой пищеварения, которая работает неэффективно из-за того, что у нее нет зубов. Блок предварительной подготовки биомассы — это «зубы», позволяющие установке переваривать отходы быстрее и эффективнее.

    На собственные средства мы в течение нескольких лет разработали и испытали лабораторный образец устройства подготовки биомассы, затем – предпромышленный прототип и провели испытания на биогазовой установке в Оренбургской области. Позже, с привлечением Фонда посевных инвестиций РВК создали промышленные варианты системы.

    Вторая часть технологии позволяет конвертировать жидкое удобрение, производимое биогазовой установкой, в сухое удобрение и воду, пригодную для повторного использования – реализована в другом модуле, который устанавливается уже на выходе биогазовой установки. Это решение также прошло схожий цикл развития от лабораторных образцов. Именно органическое удобрение, которое получается на выходе и содержит не только минеральные компоненты, но и до 20% гуминовых соединений, и дало название всему проекту – WiseSoil.

    Читайте также:
    Воздушный тепловой насос: как выбрать и собрать своими руками

    В 2015 мы получили 20 млн. рублей от ФПИ РВК и группы частных инвесторов. Пилотные проекты начинались с нескольких площадок в Оренбургской, Кировской, Челябинской областях. Затем мы перешли на пилотные проекты на объектах иностранных заказчиков в Финляндии, Чехии, США. Также на раннем этапе большое содействие в упаковке продукта и выстраивании взаимоотношений с инвесторами оказали акселераторы GenerationS, и Cleantechopen в которых команда участвовала в 2013-2014 гг.

    Уникальность технологии

    Мы были не единственными, кто поставил задачу оптимизировать работу биогазовых установок – американская DuPont, немецкие Lehmann Maschinenbau и Hielscher уже разрабатывали технологии для решения задачи подготовки биомассы. Однако они ограничиваются одним, максимум двумя способами воздействия при подготовке отходов и требуют гораздо больших энергозатрат.

    В свою очередь, модуль WiseSoil объединяет 5 типов воздействия на биомассу в едином устройстве, за счет чего на обработку сырья тратится очень мало энергии по сравнению с решениями конкурентов. На этапе отработки решений и прототипирования бывают проблемы с качеством элементов, изготавливаемых технологическими партнёрами. Для решения этой проблемы мы ввели систему постоянного мониторинга качества деталей, и покупных компонентов. До действительно массового производства мы пока не дошли – на данном этапе у нас, скорее, мелкосерийное производство. Но объем серии постоянно растёт. Чем больше серия, тем проще организовать все производственные процессы, так что основные производственные сложности остались на этапе разработки прототипов.

    Первый модуль WiseSoil мы продали в 2016 году предприятию по производству спирта из кукурузного зерна в Канзасе за 20 тыс. долларов. Это стало для нас неожиданностью сразу по нескольким причинам. Во-первых, в качестве потенциальных клиентов мы рассматривали в первую очередь биогазовые установки, перерабатывающие отходы свиноферм, птицефабрик, водоканалов. Во-вторых, с первых переговоров на выставке Biomass Conference до установки модуля прошло всего три месяца: исключительная скорость для такого консервативного рынка и требующего столь многих согласований процесса. Возможность поучаствовать в этой выставке, как и в ряде других мероприятий (SLUSH, Energy Decentral и других) мы получили благодаря поддержке Сколково.

    В 2017 году объем продаж вырос в 15 раз — модули WiseSoil купили предприятия из России, Казахстана, Великобритании и Южной Кореи.

    В Европе насчитывается около 20 тысяч биогазовых установок, поэтому у нас есть все шансы закрепиться на этом рынке. Если система подготовки сырья для биогазовой установки от поставщика из Германии обходится в 200 тыс. евро, а наша – в 30-40, то здесь мы получаем серьезное конкурентное преимущество.

    Если говорить о России, то у нас отрасль утилизации органических отходов находится в зачаточном состоянии. Российским фермерам, чтобы использовать нашу технологию, нужно сначала приобрести саму биогазовую установку (далее – БГУ). Европейская биогазовая установка для крупного хозяйства стоит. обойдется в сотни миллионов рублей. Отечественный поставщик БГУ – компания «СельхозБиоГаз» – предоставляет БГУ в несколько раз дешевле и имеет ряд успешных внедрений, но пока имеет очень мало заказов из-за недоверия предпринимателей к самой идее, несмотря на то, что средняя свиноферма может получать 70 млн. рублей в год за счёт переработки отходов . В итоге предприятия лишаются потенциальной прибыли, и продолжают сбрасывать отходы в реки, поля, и платить за это миллионные штрафы.

    В 2017 году «Биоэнергия» вышла на безубыточное производство и потенциальную прибыль мы планируем инвестировать в дальнейшее развитие. На сегодня команда состоит из пяти человек: к двум основателям добавились микробиолог и технические сотрудники, кроме того у нас есть свои представители в США и Чехии.

    В данный момент мы разрабатываем и собираем модули в Уральском регионе из российских деталей, но сейчас рассматриваем возможность запуска производства части простых деталей в Китае: это может на 20-30% снизить издержки на этом этапе производства.

    Одна из приоритетных задач – открытие офиса и производства в Европе, чтобы быть ближе к основным потребителям.

    Что касается Российского рынка, то здесь также просматриваются перспективы. в последнее время вступил в силу ряд законов, стимулирующих и российские предприятия обратить внимание на переработку отходов. Поскольку мы – одна из немногих отечественных компаний, создающих продукты для повышения эффективности БГУ, то при возникновении какого-либо серьезного рынка переработки органических отходов в России наш задел позволит занять существенную часть рынка. Уже сейчас мы совместно с компаниями, производящими биогазовые установки, готовы предлагать владельцам свинокомплексов, птицефабрик, ферм КРС, комплексное решение по конвертации отходов в электрическую и тепловую энергию, либо сжиженный биометан, и высококачественное сухое удобрение. Такое решение, в отличие от традиционной биогазовой установки, окупается на 50-70% быстрее, и позволяет владельцу предприятия уже сейчас избежать серьезных штрафов за нарушение законодательства.

    Скинул данную статью другу, работающему в сфере животноводства. Вот что он мне ответил:
    «если бы это все было так, им бы дали нобелевскую премию и об этой технологии знали бы все ))) к нам периодически приходят такие энтузиасты и некоторых мы даже пускаем на предприятия, и даже без денег и за свой счет подвозим «сырье» ))) еще не один не проработал больше года ))) у всех возникают непредвиденные сложности разной природы )))) основная и ключевая идея всех этих контор, что мы как производители должны платить за утилизацию чем государству за экологию, в этой статье тоже эта не хитрая мысль промелькнула, и мы в целом не против, нам важна экология, но проблема в том, что связавшись с такими конторами, мы платим и им и за экологию ))) а это нам не нравится ))) мы готовы подарить им 70 млн. руб. в год и даже больше. у нас фермы не на 10 тыс. голов, а на 250 тыс. готовы отдать им весь помет и даже помочь с землей и инфраструктурой для утилизации, пусть приходят, сами ставят свое оборудование по соседству с фермой, получат от нас сырье, сами его переработают и продадут продукты переработки, будь то газ, электричество, удобрение или еще что то. пусть зарабатывают ))) желающих особо нет, хотя согласись Михаэль странно. простая математика ))) они пишут что их технология стоит 30-40 тыс. $, заработок в год 70 млн. руб. это более 1 млн. $, окупаемость за год 20 раз. золотая прям жила. где очереди. где очереди из желающих поставить около наших ферм эти установки.

    Читайте также:
    Солнечные коллекторы для отопления дома: виды и характеристики

    Спасибо другу за внимание, но он совсем не понял, чем мы занимаемся, и смешал в комментарии цифры для разных случаев. Поэтому и с арифметикой у него не получилось. Постараюсь пояснить.

    1. Наше решение – модуль, повышающий эффективность биогазовых установок. Именно такой модуль для биогазовой установки, перерабатывающей до 100 тонн сырья в сутки, стоит 30-40 тыс. евро. Заработок потребителя, поставившего такой модуль на биогазовую установку, зависит от многих факторов, но в среднем составит 15-20 тыс. евро. На наше решение и есть спрос в странах, где много биогазовых установок, в основном это европа. Есть ряд барьеров для выхода на рынок – например, все хотят сначала попробовать и убедиться в том, что технология работает. Поэтому выездные испытания на объектах зарубежных заказчиков – сейчас наша основная статья расходов. А так как мы – маленький стартап, то прогресс идет недостаточно быстро. Вместе с тем, сейчас уже есть 5 зарубежных покупателей (США, Ю. Корея, Великобритания, Казахстан), к концу года ожидаю существенного роста.

    2. Оценка вырчки в 70 млн рублей прибыли в год относилась к рынку РФ. Для того, чтобы сгенерировать эту выручку, нужно построить биогазоую установку, которая будет перерабатывать отходы и производить продукты, которые можно продавать либо замещать ими те, которые покупает владелец хозяйства: электро- и тепловая энергия, биометан, органическое удобрение. Биогазовая установка для получения такой выручки может стоить около 100 млн. рублей. Мы не строим биогазовые установки, этим занимаются ряд компаний, упомянутых в статье. Но если включить наш модуль во вновь строящуюся биогазовую установку, можно снизить ее стоимость. Так как за счет ускорения сбраживания можно использовать более компактные реакторы. Кроме того, наше решение позволяет генерировать существенно больше биогаза из волокнистого сырья – например, навоза с соломой.

    Вариант со строительством биогазовых установок (БГУ) за свой счет – рабочий, но при стоимости БГУ в десятки миллионов рублей он доступен для компаний со значительными финаснсовыми ресурсами либо на развитом рынке, когда банковские инструменты доступны для реализации такого рода проектов. Удивляться, почему поставщики БГУ не ставят это оборудование – это все равно, что удивляться, почему вам в 1992-м году машину не продали бы в кредит без первого взноса))

    Что касается “энтузиастов”, которых ваш знакомый зачем-то пускает на свое предприятие, то тут рекомендация стандартная – работайте с профессионалами. Сама биогазовая технология известна и успешно работает на тысячах станций в Европе. Если есть реальный интерес – можно показать на нескольких российских объектах вполне промышленного масштаба, как работает
    биогазовая установка.

    Повторю: мы не производим биогазовые установки, но можем сделать так, чтобы они работали эффективнее. Если ваш друг будет готов к предметному диалогу – с удовольствием пообщаюсь, мои контакты легко найдете в профиле.

    Способы переработки навоза в биогаз в домашних условиях

    С необходимостью решать вопросы по утилизации продуктов жизнедеятельности животных приходится сталкиваться каждому фермеру, независимо от его статуса. Чтобы погрузить, вывезти и захоронить отходы требуются немалые вложения. Существует эффективное и относительное решение, позволяющее превратить экскременты в деньги. Переработка навоза в биогаз — это технология, которой уже давно пользуются в развитых странах.

    1. Общие сведения о биогазе
    2. Условия для образования газа из навоза
    3. Технология получения биогаза из навоза
    4. Схема базовой установки
    5. Получение газа из навоза в домашних условиях

    Общие сведения о биогазе

    Из навоза можно получать газ, так как на 70% летучие выделения состоят из метана

    Навоз содержит в себе множество питательных веществ и минералов. В малом количестве его можно реализовать в небольшом хозяйстве, где есть грядки и огороды. Для средних и крупных фермеров утилизация отходов является настоящей головной болью. Скапливающиеся кучи издают нестерпимый запах, являются источниками инфекции, их содержимое постепенно теряет свои полезные свойства.

    Биогаз из навоза имеет практически одинаковый состав с природным газом, который используется в коммунальных системах. Образование горючих летучих соединений происходит благодаря деятельности анаэробных бактерий, для которых органическое сырье является источником пищи. Выделяемое ими вещество на 70% состоит из метана и на 30% из углекислого газа. Первый компонент легче воздуха, второй тяжелее, что способствует их естественному разделению без использования механики и электроники. Остается собрать газ из навоза и направить его к потребителям.

    На этом преимущества добычи биотоплива в домашних условиях не заканчиваются. В бункере остается высококачественное удобрение, насыщенное фосфором и азотом, утратившее большую часть патогенных микроорганизмов, погибших в условиях отсутствия кислорода. Полученный газ по своим свойствам практически не уступает природным аналогам. По степени теплоотдачи 1 м³ сопоставим с 1,5 кг каменного угля.

    Условия для образования газа из навоза

    В реакторе нужно поддерживать температуру от 30 до 50 градусов для жизнедеятельности бактерий

    Читайте также:
    Бурение скважин под тепловые насосы: что важно знать?

    Горючее вещество является продуктом жизнедеятельности миллиардов бактерий перерабатывающих органические остатки, которые производят домашние животные и птицы. Чтобы этот процесс происходил интенсивно и непрерывно, должны быть созданы соответствующие условия. Метан природного происхождения образовался в недрах земли, на территории с теплым климатом.

    Чтобы получить газ из навоза необходимо следующее:

    • Герметичный резервуар. Находящийся в воздухе кислород угнетающе действует на анаэробных бактерий. От этого их активность снижается, выработка горючих соединений уменьшается до минимума. Кроме этого, наличие кислорода способствует развитию болезнетворных организмов, вредных и опасных для здоровья человека. Не следует забывать и о специфических ароматах, которые издают фекалии.
    • Температурный режим. Участвующие в процессе разложения навоза бактерии активизируются и отлично себя чувствуют при температуре + 30-50 ºС. Чтобы этого достичь, потребуется создать надежную и эффективную теплоизоляцию для емкости с навозом.
    • Оборудование для сбора, хранения и транспортировки добытого сырья в дом. Установку нужного типа можно купить или сделать ее самостоятельно из подручных материалов. Второй способ дешевле, но требует больше времени и сил.

    При правильном подходе к делу несложно получать до 4 л биотоплива на 1 л полезного объема емкости.

    Технология получения биогаза из навоза

    Полученный газ необходимо осушить, чтобы он мог гореть

    Добыча газа из отходов и последующее его использование в качестве топлива позволяет сэкономить на коммунальных услугах и снизить нагрузку на окружающую среду. При большом объеме получаемого сырья его можно использовать для нагрева воды и выработки электроэнергии.

    В качестве сырья для производства метана в домашних условиях применяются экскременты птиц, пушных животных, мелкого, среднего и крупного домашнего скота. Допускается включать в смесь ботву, опилки, траву, листву, животные жиры и субпродукты, оставшиеся после забоя.

    Получение топлива происходит следующим образом:

    1. Создание конструкции, которая по своему устройству напоминают место, где обитают анаэробные бактерии — желудок. Там тепло, темно и нет кислорода.
    2. Приготовление смеси для брожения. Она на 90% должна состоять из воды без хлора. Раствор заливается и практически сразу начинается процесс брожения. При грамотно созданных условиях он длится около 12 дней.
    3. Отработанный материал откачивается, вместо него заливается новый. Подсаживать свежих бактерий не нужно, так как они уже есть в помете.
    4. Осушение биогаза. В нем содержится большое количество влаги, если продукт не переработать, гореть он не будет.
    5. Сбор полученного топлива. Для этого используются цистерны, бочки, пластиковые резервуары или полимерные мешки.

    Газодобывающие установки могут быть индивидуальными, для одного дома, или общими, снабжающими топливом несколько фермерских хозяйств, специализирующихся на животноводстве.

    Схема базовой установки

    Летом установка не требует затрат. Зимой необходим подогрев навозной жижи

    Чтобы добыть биометан из навоза, нужно создать эффективную установку, в которой будет интенсивно и непрерывно происходить процесс брожения, вызванный деятельностью анаэробных бактерий. Чтобы перерабатывать сырье на протяжении года, вне зависимости от температуры воздуха, следует продумать систему подогрева.

    Стандартная базовая установка состоит из таких частей:

    • Биореактор. Представляет собой цистерну, емкостью 5-50 м³. Изделие имеет ревизионный люк, отверстия для подачи сырья, вывода удобрений и оттока продуктов брожения. Также в танке устанавливается устройство для перемешивания биомассы принудительного или естественного действия. Бак отделывается теплоизоляционным материалом для защиты от холода.
    • Загрузочный контейнер. В него сваливается навоз и прочее сырье. После смешивания с водой субстанция насосом закачивается в реактор.
    • Емкость для сбора удобрений. В него поступает отработанный материал, богатый минералами и питательными веществами.
    • Система обогрева. Для поддержания нужной температуры под баком устанавливается отдельный обогреватель или по его периметру пускаются трубы от котла, работающего на биогазе.
    • Трубопровод. В нем ставится фильтр, клапан, осушитель и компрессор. Эти конструкции забирают часть выделяемых из навоза веществ, но качество газа значительно повышается.
    • Газгольдер. Находится на самой высокой точке конструкции. Предназначен для сбора и хранения готового продукта. Емкость хранилища соответствует расчетному объему производимого газа. Если бак металлический, газ содержится в нем под давлением до 12 атмосфер.

    Некоторые модели установок оснащаются щитом управления. Это несколько увеличивает стоимость изделия, но полностью автоматизирует процесс получения биогаза. Контроллер поддерживает нужную температуру, производит перемешивание сырья, отводит газ, загружает навоз и откачивает отработанный материал.

    Получение газа из навоза в домашних условиях

    Кроме газа из биореактора получают качественное органическое удобрение

    Для строительства установки для получения газа из навоза нет необходимости согласовывать свои планы с какими-либо инстанциями. Это сооружение замкнутого типа и не создает угрозы загрязнения почвы, атмосферы и грунтовых вод.

    Возведение биореактора проводится в такой последовательности:

    1. Определение места расположения и размера установки. Составление схемы.
    2. Изготовление или покупка готового бака. Как вариант для маленького участка — строительство подземного резервуара из армированного бетона.
    3. Сверление отверстий для труб, установка уплотнителей.
    4. Установка бака для навоза и приема удобрения.
    5. Прокладка коммуникаций (подающая и выводная труба, отопительный контур).
    6. Монтаж баллона для сбора биогаза. Обустройство соединительного канала компрессором, фильтром и гидрозатвором.
    7. Подвод воды и электричества.
    8. Утепление и отделка сооружения, уборка территории.

    Массу нужно постоянно перемешивать, чтобы она была однородной. Делать это можно вручную или с помощью электродвигателя. Используется миксер, закрепленный на верхней стенке реактора.

    Добыча и использование биогаза дает фермерам множество преимуществ. Технология позволяет получать большой объем бесплатного топлива для отопления всех строений и высококачественные органические удобрения. При правильной организации процесс получения газа из помета можно вывести в отдельное прибыльное производство. Не стоит забывать и об экологии. Сжигание газа гораздо безопаснее, чем угля, мазута и дров.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: