Energia słoneczna, wiatrowa, wodna, geotermalna i biomasa są źródłami produkcji energii odnawialnej. Produkcja energii ze słońca, wiatru, wody i energii geotermalnej wymaga kosztownego sprzętu. Nawet modele energii słonecznej i wiatrowej na mniejszą skalę dla średniej wielkości domu kosztują ponad 1000 dolarów amerykańskich. Osoby fizyczne nie mogą myśleć o energii z wody i geotermalnej, ponieważ wymagana infrastruktura będzie kosztować niebo. Wymagają również regularnej konserwacji ruchomych części, baterii i innych rzeczy. Energia odnawialna z biomasy jest najtańszą formą wszystkich źródeł wymienionych powyżej, które wymagają minimalnej początkowej inwestycji i praktycznie nie wymagają konserwacji. Paliwa z biomasy, takie jak roślinność, resztki pożniwne, odpady z bydła, odpady kuchenne i rośliny wodne są bogate w przyrodę i łatwo dostępne przez cały rok. Średniej wielkości fermentator biomasy może być zbudowany z około 200 dolarów amerykańskich.

Tutaj eksperymentowałem z wytwarzaniem energii z beztlenowej fermentacji chwastów.

w tym roku mieliśmy bardzo dobrą porę deszczową i wszyscy są szczęśliwi. Deszcze pomogły także w rozprzestrzenianiu się chwastów w szybszej fazie obejmującej otwarte obszary. pobocza dróg, ogrody domowe i wszystko! Wszędzie są chwasty, chwasty, chwasty …

Niewielu naszych sąsiadów wynajęło jakąś pomoc, aby wyplenić swój skrawek ziemi. Niektórzy wyrzucili je, a niewielu ułożyło, by zrobić kompost. Ponadto niektórzy rolnicy stosowali chemiczne środki chwastobójcze / herbicydy, aby całkowicie zniszczyć wszystkie te chwasty z gruntów rolnych. A ja zostawiłem wszystkie te chwasty w naszym ogrodzie domowym, aby przeprowadzić eksperyment na wytwarzaniu z nich energii.

To pouczające jest skierowane do zwykłego człowieka z prostymi do wykonania krokami wyjaśniającymi, w jaki sposób możemy efektywnie wydobywać energię ze wszystkich niechcianych chwastów i wykorzystywać pozostałości jako kompost.

Proszę przeczytać i przedstawić swoje komentarze i sugestie

Kieszonkowe dzieci:

Krok 1: Jak wydobyć energię z chwastów?

Jak możemy wydobyć energię z chwastów?

Energię z chwastów można wydobyć w procesie fermentacji beztlenowej, która rozkłada chwasty i wytwarza metan. Metan jest bezwonnym i bezbarwnym gazem i ma charakter palny. Może być więc wykorzystywany jako energia do oświetlenia, gotowania, ogrzewania, paliwa do pojazdów i do generowania energii elektrycznej.

Jak to działa…

Proces biogazu odbywa się w trzech prostych krokach, mianowicie hydrolizie, kwasotwórczości i metanogenezie. Różne grupy bakterii są odpowiedzialne za każdy krok, aby zamienić chwasty w energię.

Hydroliza

Podczas hydrolizy polimery białkowe, węglowodanowe i tłuszczowe obecne w chwastach są rozkładane na małe cząsteczki przez różne wyspecjalizowane bakterie. Wytwarzają szereg specyficznych enzymów, które przyspieszają rozkład chwastów. Lignina, ważny składnik roślinny, nie może w ogóle ulec rozkładowi w warunkach beztlenowych. W tkance roślinnej celuloza i hemiceluloza działają jako materiał pomocniczy w ścianach komórkowych. Są one ciasno upakowane w ligninie i dlatego trudno jest im dotrzeć do bakterii. Tak więc, lekko rozdrabniając chwasty, ułatwiamy bakteriom rozkładanie chwastów.

Kwasogeneza, znana również jako Fermentacja

W kwasogenezie lub procesie fermentacji rozbite chwasty są przekształcane w kwas octowy, dwutlenek węgla, wodór i lotne kwasy tłuszczowe.

Metanogeneza

Trzeci i ostatni etap produkcji biogazu jest wykonywany przez bakterie metanogenne, które są podzielone na dwie grupy. Jedna grupa przekształca kwas octowy w metan, a druga z dwutlenku węgla i wodoru. Degradacja kwasu octowego odpowiada za około 70% wytworzonego metanu, a pozostałe 30% pochodzi z dwutlenku węgla i wodoru. Procesy te są dobrze zrównoważone, a zahamowanie jednego prowadzi również do zahamowania drugiego.

Wcześniej zamieściłem instrukcję na temat budowy średniej wielkości beztlenowej komory fermentacyjnej Biogas przy użyciu tylko ostrza piły do ​​metalu i noża jako narzędzi, które można zobaczyć pod tym linkiem tutaj:

http: //www.instructables.com/id/Constructing-a-Med …

Tutaj użyłem tej samej biogazowni do przeprowadzenia tego eksperymentu / badania przy użyciu tylko chwastów jako materiału paszowego do produkcji biogazu.

Zacząłem karmić fermentator biogazowy sproszkowanymi chwastami od ostatniego tygodnia września 2014 r. I nadal go kontynuuję. W międzyczasie zebrałem dane o tym, ile biogazu można wyprodukować i ile energii można uzyskać z chwastów.

Kolejne kroki wyjaśnią, jak łatwo jest wydobyć energię z chwastów.

Krok 2: Zbierz chwasty

Pojemność komory fermentacyjnej w biogazowni, którą zbudowałem wcześniej, wynosi 750 litrów. Pozostawiając około 50 litrów na darmową deskę, możemy uznać pojemność netto za 700 litrów. Biorąc pod uwagę 30 do 35 dni czasu retencji, mogę karmić około 2,5 do 3,5 kilograma chwastów dziennie w tej roślinie. W przypadku eksperymentu z chwastami wybieram około 2,5 kg świeżo zebranych chwastów zmieszanych z wystarczającą ilością wody, aby uzyskać około 20 litrów rozcieńczonego materiału paszowego. Mieszanina będzie również miała czas retencji około 35 dni w warniku. Codziennie dostanę około 20 litrów kompostowanej gnojowicy, którą można rozcieńczyć i zastosować jako kompost do roślin w ogrodzie

Eksperymentowałem ze wszystkimi rodzajami chwastów z ogrodu domowego i okolic. Należą do nich zarośnięte rośliny, pnącza chwastów, liście drzew, trawa i wszystko, co jest w pobliżu. Ze względu na deszcze ziemia była bardzo miękka i mogłem wyciągnąć większość chwastów z korzeniami. Około 4 kg tych świeżo zebranych chwastów da 2,5 kg materiału paszowego po przycięciu korzeni i usunięciu części drzewiastych. W przeciwnym razie możesz po prostu zebrać wycinki chwastów bez korzeni i użyć ich takimi, jakie są. Możesz również z wyprzedzeniem pobrać od trzech do czterech dni i zachować je oddzielnie.

Krok 3: Usuń korzenie i chwasty

Na zdjęciach powyżej widać, że odciąłem niechciane korzenie i łodygi z chwastów. Następnie za pomocą noża ogrodowego ścięłam chwasty do rozsądnego rozmiaru.

Aby ocenić, ile chwastów robi kilogram, ważyłem około jednego kilograma pokrojonych chwastów w torbie. Czerwony kosz na zdjęciu zawiera około dwóch i pół worka, czyli 2,5 kg posiekanych chwastów gotowych do sproszkowania.

Czuję, że nie ma potrzeby ponownego ważenia chwastów każdego dnia, ponieważ kosz pełen pokrojonych chwastów będzie wymagał codziennego zapotrzebowania.

Krok 4: Rozdrobnij rozdrobnione chwasty

Zauważyłem, że podawanie posiekanych chwastów bezpośrednio do rośliny nie trawiło w pełni materiału paszowego. Przy bliższym zbadaniu gnojowicy znalazłem częściowo strawione posiekane chwasty odsączone gnojowicą. Tak więc lepiej jest rozdrobnić chwasty przed karmieniem rośliny.

przy użyciu zapasowego metalowego słoika młynka do miksera chwasty rozdrobniono niewielką ilością wody w małych partiach.Odzyskałem wodę zebraną z kuchni, która była używana do płukania ryżu i soczewicy, i użyłem jej do rozcieńczenia. Sproszkowane chwasty zebrano następnie w małym wiadrze i przeniesiono do innego większego w pobliżu komory fermentacyjnej biogazu. Ponownie użyłem wody używanej do czyszczenia metalowego słoika po użyciu do rozcieńczania sproszkowanych chwastów.

Do sproszkowania około 2,5 kg posiekanych chwastów w małych partiach używam miksera / młynka o mocy 550 W. Zajmuje mniej niż 10 partii i około 15 do 20 sekund na partię. Całkowity czas pracy wynosi od 3 do 4 minut dziennie, dla których opłaty za energię elektryczną są niższe od dolara miesięcznie.

Słowo ostrzeżenia tutaj … Nie używaj wody chlorowanej. Nie używaj także wody z mydłem do czyszczenia naczyń. Używamy wody z odwiertu w domu, która nie zawiera chloru ani żadnych innych substancji chemicznych.

Krok 5: Rozcieńczyć wodą i nakarmić biogazownię

Użyłem łyżki o pojemności 20 litrów, aby przenieść i rozcieńczyć sproszkowane chwasty w pobliżu punktu karmienia. Do brzegu wiadra dodaje się więcej wody, aby uzyskać 20 litrów. Rozcieńczona kruszona mieszanina jest następnie podawana do komory fermentacyjnej biogazu przez rurę zasilającą. Jest to proces powtarzalny i należy go wykonywać codziennie, aby uzyskać nieprzerwaną produkcję gazu.

Niektóre chwasty mogą gromadzić cząstki gleby. Cząstki te mogą osadzać się na dnie rozcieńczonej mieszaniny. Więc nie opróżniaj wiadra zawierającego sproszkowane chwasty do rury zasilającej i odrzuć osad gleby.

Krok 6: Badanie dotyczące wytwarzania energii

Ile gazu jest produkowane dziennie?

Obliczanie energii wytworzonej w ten sposób może wydawać się niezgodne z procedurami stosowanymi przez naukowców w kontrolowany sposób w laboratoriach. Ale nie mam takich udogodnień. Ponadto używam tego gazu tylko do celów kulinarnych, więc porównałem go z normalnym zużyciem LPG w naszym domu.

Pod względem metrów sześciennych

z 2,5 kilogramami sproszkowanych chwastów, zobaczmy, ile wyprodukowano kubatury gazu:

Wewnętrzna średnica uchwytu gazu = 80 centymetrów (0,80 metra) (promień wynosi 0,40 metra)

Średni wzrost wysokości z powodu produkcji gazu = 45 centymetrów (0,45 metra)

Zawartość kubiczna wytworzonego gazu: 3,1428 X (0,40 X 0,40) X 0,45 = 0,226 metrów sześciennych.

Powyższa ilość zawiera również zanieczyszczenia, takie jak dwutlenek węgla, azot i siarkowodór.

Skroplony gaz ropopochodny (LPG) a biogaz

Kolejnym testem na sprawdzenie rzeczywistej wydajności biogazu jest porównanie z gazem płynnym (LPG) zwykle używanym w naszym gospodarstwie domowym.

W naszym domu pełna butla LPG zawierająca prawie 15 kilogramów gazu zwykle wystarcza na około 30 dni. Nasze zużycie wynosi zatem około 500 gramów LPG dziennie.

Jak widać na zdjęciach powyżej, umieściłem oba systemy (jeden z LPG i drugi z Biogazem) obok siebie. W dniu 13 października 2014 r. Zainstalowaliśmy nowy cylinder LPG i zaczęliśmy jednocześnie używać LPG i Biogazu. Butla LPG została całkowicie opróżniona w dniu 24 listopada 2014 r. I zastąpiona nową.

Butla LPG, która zwykle działa tylko przez 30 dni, została wykorzystana przez 41 dni w połączeniu z biogazem. W ilości 500 gramów LPG dziennie, dodatkowe 11 dni X 500 gramów = 5500 gramów równoważnego LPG zostało uzupełnione przez Biogas.

Produkcja biogazu dziennie z chwastów równoważna LPG = 5500 gramów / 41 dni = 134,15 gramów

Zatem 0,226 metra sześciennego biogazu produkowanego codziennie (zmieszanego z dwutlenkiem węgla, azotem i siarczkiem wodoru) dało nam 134,15 gramów równoważnej wartości opałowej energii w porównaniu z LPG.

Krok 7: Wyjście gnojowicy

Za każdym razem, gdy fermentator biogazowy jest zasilany sproszkowanymi chwastami, równa objętość przefermentowanej zawiesiny jest odprowadzana przez rurę wylotową. Tutaj również wykorzystałem 20-litrowe wiadro do zbierania gnojowicy, które można wykorzystać jako kompost w ogrodzie.

Krok 8: PH gnojowicy

Testowałem pH zawiesiny wyjściowej za pomocą pasków testowych pH. PH mierzono między 7 a 8 w porównaniu z tabelą testową dostarczoną z zestawem. Zawiesina jest lekko alkaliczna z powodu obecności amoniaku wytwarzanego przez chwasty. Myślę, że ta gnojowica nadaje się dobrze jako kompost do czerwonej gleby naszego ogrodu, która ma nieco kwaśny charakter.

Krok 9: Konserwacja systemu

Komora beztlenowa wymaga bardzo niewielkiej konserwacji. Jednak poniższe kroki pomogą w nieprzerwanej produkcji gazu.

Proces beztlenowy wytwarza ciepło, a część pary wodnej miesza się również z biogazem. Ta para wodna skropli się i może zostać uwięziona w rurze gazowej. Aby temu zapobiec, po użyciu gazu utrzymuj zawór wylotowy zamknięty w zbiorniku na gaz. Pomoże to w większości skroplonej wody spaść do zbiornika. Odłącz przewód gazowy raz w tygodniu i usuń skroploną wodę z przewodu rurowego.

Po drugie, zawiesina w zbiorniku musi być mieszana, aby zapobiec tworzeniu się skorupy powierzchniowej. Robię to po każdym karmieniu za pomocą wentylowanego tłoka przez rurę zasilającą.

Krok 10: Dolna linia

Zbieranie, czyszczenie, siekanie, rozdrabnianie i karmienie chwastów w beztlenowej komorze fermentacyjnej zajmuje mniej niż godzinę. Wymaga to mniej niż 5 minut czasu mielenia mieszanki, aby sproszkować 2,5 kg chwastów w małych partiach, co jest więcej niż kompensowane przez wyjściowy biogaz i przefermentowaną zawiesinę jako kompost.

Zalety systemu

• Nasz ogród domowy otrzymuje regularną operację odchwaszczania
• Chwasty są wykorzystywane do ekstrakcji biopaliwa
• Trawiona zawiesina jest poddawana recyklingowi jako kompost dla roślin
• Biopaliwo spełnia 25% zapotrzebowania na gaz do gotowania
• Nie wiąże się z żadnymi kosztami eksploatacji innymi niż kilka minut energii elektrycznej na rozdrabnianie chwastów
• Jest również przyjazny dla środowiska

Niektóre nakazy i nakazy

• Regularnie podawaj gaz do biogazu
• Nie przesadzaj z karmieniem. Zachowaj nadmiar chwastów na jutro
• Nie należy zbierać chwastów z obszarów, w których stosowano pestycydy / herbicydy
• Nie używaj wody chlorowanej. Używamy wody z odwiertu dla wszystkich naszych potrzeb.
• Odzyskuj wodę tam, gdzie to możliwe.
• Nie używaj wody z mydłem do czyszczenia naczyń kuchennych.

Minęły prawie trzy miesiące, odkąd zacząłem używać chwastów do produkcji energii. Komora fermentacyjna Biogas jest stabilizowana i codziennie dostarcza regularne dostawy gazu oraz kompostowanej zawiesiny. Co cztery miesiące oszczędzam jeden pełny cylinder LPG, który jest uzupełniany biogazem, który jest prawie wolny od kosztów. Ponieważ mój fermentator biogazowy może obsługiwać więcej obciążenia, planuję stopniowe zwiększanie wkładu z 2,5 kilograma do około 3,5 kilograma.

Mam nadzieję, że wszystko wyjaśniłem łatwo, wykonując proste kroki. Twoje uwagi, komentarze i sugestie są mile widziane.

Trzecia nagroda w

WYKONAJ ENERGIĘ: Wyzwanie innowacyjne w USA-Meksyku