تاپیک انواع منابع انرژی نو

[ریپورتر]

برای شناسایی مناطق مستعد ایران از نظر پتانسیل انرژی باد اخیراً پژوهشی انجام گرفته و در آن سرعت متوسط سالانة باد برای حداقل 5 سال متوالی از 93 ایستگاه هواشناسی موجود در کشور جمع آوری شده است . در این تحقیق شش شهر و ناحیه به عنوان نمونه، انتخاب شده است که عبارتند از: زاهدان، زابل، کرمان، کیش و بندر لنگه و اردبیل. اطلاعات خام هواشناسی این شهرها با اطلاعات تهران و آبعلی مقایسه، شده است. از نتایج حاصل مشخص می شود که منطقة زابل دارای پتانسیل مناسب باد برای نصب مزارع بادی و تولید برق است. شهر زابل با موقعیت عرض جغرافیایی 13، 31 و طول جغرافیایی 29، 61 دارای سرعت متوسط سالانه sec/m58/5 است. از این رو، متوسط انرژی باد در این منطقه 567 وات بر مترمربع برآورد شده است و سرعت نامی آن برابر sec/m8/14 است. چنانچه سرعت به کار انداختن برای یک توربین بین 3 تا 4 متر بر ثانیه باشد، نزدیک 60% سال، سرعتی بیش از sec/m3 خواهیم داشت که این خود بیانگر عملکرد مناسب توربین بادی در این منطقه خواهد بود.
در تحقیق دیگری که اخیراً انجام یافته دو نوع توربین بادی با ظرفیت اسمی 300 و 500 کیلووات بای مناطقی که در سطح کشور بررسی شده اند، مناسب به نظر می رسند. نتایج محاسبات نشان داده است که با استفاده از 800، 11 توربین با ظرفیت های پیش گفته، ظرفیت اسمی کل معادل MW4،785 را می توان به دست آورد.
اطلاعات آماری ایستگاه های هواشناسی کشور نشان می دهد که میانگین سرعت متوسط سالانة باد در استان های کرمان، سیستان و بلوچستان، گسلان و آذربایجان شرقی از دیگر استان های کشور بیش تر است. توجه به این نکته ضروری است که ایستگاه های هواشناسی پیش گفته در شهرها یا در کنار فرودگاه ها واقع شده اند و سرعت وزش باد در این مناطق معمولاً کم است. از این رو، باید انرژی باد مورد مطالعة بیش تری قرار گیرد و مناطق بااستعداد شناسایی شوند. هم اکنون سهم انرژی باد برای تولید برق کشور ناچیز است. با درنظر گرفتن 8 تا 10 درصد افزایش تقاضای سالانة برق، میزان برق مورد تقاضا در سال 2000م. حدودMW27000 خواهد بود . برای آن که 1% از این مقدار به انرژی باد اختصاص یابد، لازم است که توربین های بادی با ظرفیت کل MW270 نصب شوند. علاوه بر تولید برق، انرژی باد برای تلمبه کردن آب و آبیاری مزارع، آسیاب کردن غلات و نظایر آن نیز به کار می رود.

[ریپورتر]

فصل پنجم

انرژی بیو گاز

انرژی از یاد رفته

امروزه گازهای گوناگون و مفیدی برای سوخت، وجود دارند که بیش از سه نوع آن در جهان استفاده می شود. این سه نوع عبارتند از: گاز مایع (ال.پی.جی) که مخلوطی از بخش‌های پالایش شده نفت خام از قبیل پروپان، بوتان، پروپیلن و بوتیلن است. این گاز به این دلیل که به آسانی به مایع تبدیل می شود، از آن برای سوخت سیلندر استفاده می شود. نوع دوم، گاز طبیعی است که از دو منبع عمده منابع گاز مستقل و گاز همراه (گاز حاصل از تفکیک نفت خام) تامین می شود و نوع سوم بیوگاز است که با آن بیشتر آشنا می شویم.درسال های اخیربه دلیل مشکلات ناشی از وابستگی گسترده به نفت و محدودیت منابع تجاری انرژی، به استفاده از بیوگاز بیشتر توجه شده است. بیوگاز بر اثر واکنش های تجزیه ای بی هوازی میکروارگانیسم های زنده در محیطی که مواد آلی وجود دارد، تولید می شود. از این قبیل محیط ها می توان به باتلاق ها و مرداب ها اشاره کرد و گازی که در این محیط ها تولید می شود، به گاز مرداب معروف است. دلیل نام گذاری این گاز به بیوگاز این است که بر اثر تجزیه بی هوازی مواد آلی و بیولوژیک به وسیله میکروارگانیسم های زنده تولید می شود. بیوگاز مخلوطی از سه ترکیب به نام های متان، دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن است. ترکیب عمده و قابل اشتعال بیوگاز، متان است که سهم بیشتر این گاز یعنی ۶۰ تا۷۰ درصد آن را شامل می شود. گاز متان، گازی است بی رنگ و بی بو که اگر یک فوت مکعب آن بسوزد، ۲۵۲ کیلوکالری انرژی حرارتی تولید می کندکه در قیاس با سایر مواد سوختی، رقم قابل توجهی است. دو ترکیب دیگر به ویژه سولفید هیدروژن که سهم آن ناچیز است، جزء ترکیب های سمی هستند. از مزیت های مهم متان به دیگر سوخت ها این است که هنگام سوختن، گاز سمی و خطرناک منواکسید کربن تولید نمی کند؛ بنابراین از آن می توان به عنوان سوخت ایمن و سالم در محیط خانه استفاده کرد. همان طور که گفته شد، ۶۰ تا۷۰ درصد بیوگاز را گاز متان تشکیل می دهد، این درصد بالای متان، بیوگاز را به عنوان منبع عالی و ممتاز انرژی های تجدیدپذیر برای جانشینی گاز طبیعی و دیگر سوخت های فسیلی قرار داده است. امروزه از بیوگاز در گرم کردن دیگ های بخار کارخانه ها، موتور ژنراتورها برای تولید برق،گرم کردن خانه ها و پخت و پز استفاده می شود. استفاده از فناوری تولید بیوگاز در ایران، تاکنون کاربرد عمومی نیافته است و در مرحله آزمایشگاهی است؛ درحالی که در کشورهای اروپای غربی، جنوب شرقی آسیا و به ویژه چین و هندوستان این فناوری بسیار قابل توجه است و این کشورها با بهره گیری از این فناوری نیاز خود را به سوخت برطرف کرده اند.

سوئد، یکی از بهترین مصرف کنندگان بیوگاز در صنعت حمل و نقل است و برنامه ریزی شده است تا سال ۲۰۵۰ میلادی ۴۰ درصد از نیاز این کشور در بخش حمل و نقل از طریق بیوگاز تامین شود. براساس این گزارش، هزینه تولید بیوگاز در سوئد از تولید بنزین با صرفه تر است، زیرا تولید یک مترمکعب بیوگاز که شامل تولید، اصلاح و متراکم سازی است، ۵/۳ تا ۵/۴ کرون سوئد است که این مقدار، حدود ۷۰ درصد هزینه های جاری بنزین در سوئد است. بررسی ها نشان می دهد درصورت استفاده از بیوگاز در صنعت حمل و نقل، میزان آلاینده دی اکسیدکربن که سبب افزایش گاز گلخانه ای جهان می شود تا حدود ۶۵ تا ۸۵ درصد کاهش می یابد.
باکتری های ویژه ای واکنش های تجزیه ای و بی هوازی مواد آلی را به منظور تولید بیوگاز انجام می

[ریپورتر]

دهند. این گروه باکتری ها قادر به شکستن و تجزیه مواد آلی پیچیده و ساده هستند که سرانجام به تولید بیوگاز منجرمی شود. این باکتری ها از باکتری های مزوفیل و تا حدودی گرما دوست، هستند و در دمای ۷۵ تا ۱۰۰ درجه فارنهایت می توانند زندگی کنند. تحقیقات نشان می دهد که بهترین دما برای رشد این گونه باکتری ها ۹۵ درجه فارنهایت است که در این دما باکتری ها بیشترین فعالیت آنزیمی را برای تجزیه موادآلی و تولید بیوگاز دارند. با توجه به این موضوع در فصل زمستان که هوا سرد است، تولید بیوگاز در مرداب ها و باتلاق ها متوقف می شود. از شرایط مطلوب دیگر برای تولید بیوگاز، قلیایی بودن (ph=7-8) محیط واکنش است.
تجزیه و تبدیل فضولات و مواد گندیده آلی که می تواند محصول حیوانات اهلی و یا گیاهان باشد، به وسیله باکتری ها در دو مرحله به بیوگاز و بیوماس تبدیل می شود. از بیوگاز استفاده های فراوانی می توان کرد و از بیوماس هم به عنوان کود آلی می توان بهره برد. در مرحله نخست این واکنش بیولوژیک، باکتری های بی هوازی مواد آلی گندیده را به اسید های آلی تبدیل می کنند. در مرحله دوم، گروه دیگری از باکتری ها اسید های آلی به وجود آمده را تجزیه می کنند که در نتیجه آن بیوگاز که بخش عمده آن متان است، تولید می شود.
برای تولید بیوگاز در مناطق روستایی و مجتمع های کشاورزی و دامپروری می توان اقدام به ساخت دستگاه بیوگاز کرد که ساخت آن بسیار آسان و از بخش های زیر تشکیل شده است:
- تانک تخمیر:
تانک تخمیر، بخش اصلی دستگاه بیوگاز است که معمولاً به شکل استوانه و از جنس آجر و یا بتون ساخته می شود. این تانک را می توان یا به صورت کامل درون زمین و یا بخشی از آن را در روی زمین ساخت. مواد زاید آلی پس از ورود به تانک به مدت یک تا دو ماه در آن نگهداری می شوند. در طول این مدت، مواد زاید آلی درشرایط بی هوازی و براثر فعالیت باکتری ها تجزیه می شوند. نتیجه این تجزیه، تولید بیوگاز و مقداری بیوماس است که با تخلیه مرتب بیوماس و و اضافه کردن مواد زاید جدید در تمام روزهای سال می تواند ادامه داشته باشد.
- محفظه گاز:

این محفظه به صورت سرپوشی شناور یا ثابت از جنس فلزی یا بتونی در روی بخش فوقانی تانک تخمیر قرار می گیرد. گازهای تولیدی در تانک تخمیر در بخش زیر این سرپوش جمع می شود که از

[ریپورتر]

امروزه گازهای گوناگون و مفیدی برای سوخت، وجود دارند که بیش از سه نوع آن در جهان استفاده می شود. این سه نوع عبارتند از: گاز مایع (ال.پی.جی) که مخلوطی از بخش‌های پالایش شده نفت خام از قبیل پروپان، بوتان، پروپیلن و بوتیلن است. این گاز به این دلیل که به آسانی به مایع تبدیل می شود، از آن برای سوخت سیلندر استفاده می شود. نوع دوم، گاز طبیعی است که از دو منبع عمده منابع گاز مستقل و گاز همراه (گاز حاصل از تفکیک نفت خام) تامین می شود و نوع سوم بیوگاز است که با آن بیشتر آشنا می شویم.درسال های اخیربه دلیل مشکلات ناشی از وابستگی گسترده به نفت و محدودیت منابع تجاری انرژی، به استفاده از بیوگاز بیشتر توجه شده است. بیوگاز بر اثر واکنش های تجزیه ای بی هوازی میکروارگانیسم های زنده در محیطی که مواد آلی وجود دارد، تولید می شود. از این قبیل محیط ها می توان به باتلاق ها و مرداب ها اشاره کرد و گازی که در این محیط ها تولید می شود، به گاز مرداب معروف است. دلیل نام گذاری این گاز به بیوگاز این است که بر اثر تجزیه بی هوازی مواد آلی و بیولوژیک به وسیله میکروارگانیسم های زنده تولید می شود. بیوگاز مخلوطی از سه ترکیب به نام های متان، دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن است. ترکیب عمده و قابل اشتعال بیوگاز، متان است که سهم بیشتر این گاز یعنی ۶۰ تا۷۰ درصد آن را شامل می شود. گاز متان، گازی است بی رنگ و بی بو که اگر یک فوت مکعب آن بسوزد، ۲۵۲ کیلوکالری انرژی حرارتی تولید می کندکه در قیاس با سایر مواد سوختی، رقم قابل توجهی است. دو ترکیب دیگر به ویژه سولفید هیدروژن که سهم آن ناچیز است، جزء ترکیب های سمی هستند. از مزیت های مهم متان به دیگر سوخت ها این است که هنگام سوختن، گاز سمی و خطرناک منواکسید کربن تولید نمی کند؛ بنابراین از آن می توان به عنوان سوخت ایمن و سالم در محیط خانه استفاده کرد. همان طور که گفته شد، ۶۰ تا۷۰ درصد بیوگاز را گاز متان تشکیل می دهد، این درصد بالای متان، بیوگاز را به عنوان منبع عالی و ممتاز انرژی های تجدیدپذیر برای جانشینی گاز طبیعی و دیگر سوخت های فسیلی قرار داده است. امروزه از بیوگاز در گرم کردن دیگ های بخار کارخانه ها، موتور ژنراتورها برای تولید برق،گرم کردن خانه ها و پخت و پز استفاده می شود. استفاده از فناوری تولید بیوگاز در ایران، تاکنون کاربرد عمومی نیافته است و در مرحله آزمایشگاهی است؛ درحالی که در کشورهای اروپای غربی، جنوب شرقی آسیا و به ویژه چین و هندوستان این فناوری بسیار قابل توجه است و این کشورها با بهره گیری از این فناوری نیاز خود را به سوخت برطرف کرده اند.
سوئد، یکی از بهترین مصرف کنندگان بیوگاز در صنعت حمل و نقل است و برنامه ریزی شده است تا سال ۲۰۵۰ میلادی ۴۰ درصد از نیاز این کشور در بخش حمل و نقل از طریق بیوگاز تامین شود. براساس این گزارش، هزینه تولید بیوگاز در سوئد از تولید بنزین با صرفه تر است، زیرا تولید یک مترمکعب بیوگاز که شامل تولید، اصلاح و متراکم سازی است، ۵/۳ تا ۵/۴ کرون سوئد است که این مقدار، حدود ۷۰ درصد هزینه های جاری بنزین در سوئد است. بررسی ها نشان می دهد درصورت استفاده از بیوگاز در صنعت حمل و نقل، میزان آلاینده دی اکسیدکربن که سبب افزایش گاز گلخانه ای جهان می شود تا حدود ۶۵ تا ۸۵ درصد کاهش می یابد.
باکتری های ویژه ای واکنش های تجزیه ای و بی هوازی مواد آلی را به منظور تولید بیوگاز انجام می دهند. این گروه باکتری ها قادر به شکستن و تجزیه مواد آلی پیچیده و ساده هستند که سرانجام به تولید بیوگاز منجرمی شود. این باکتری ها از باکتری های مزوفیل و تا حدودی گرما دوست، هستند و در دمای ۷۵ تا ۱۰۰ درجه فارنهایت می توانند زندگی کنند. تحقیقات نشان می دهد که بهترین دما برای رشد این گونه باکتری ها ۹۵ درجه فارنهایت است که در این دما باکتری ها بیشترین فعالیت آنزیمی را برای تجزیه موادآلی و تولید بیوگاز دارند. با توجه به این موضوع در فصل زمستان که هوا سرد است، تولید بیوگاز در مرداب ها و باتلاق ها متوقف می شود. از شرایط مطلوب دیگر برای تولید بیوگاز، قلیایی بودن (ph=7-8) محیط واکنش است.
تجزیه و تبدیل فضولات و مواد گندیده آلی که می تواند محصول حیوانات اهلی و یا گیاهان باشد، به وسیله باکتری ها در دو مرحله به بیوگاز و بیوماس تبدیل می شود. از بیوگاز استفاده های فراوانی می توان کرد و از بیوماس هم به عنوان کود آلی می توان بهره برد. در مرحله نخست این واکنش بیولوژیک، باکتری های بی هوازی مواد آلی گندیده را به اسید های آلی تبدیل می کنند. در مرحله دوم، گروه دیگری از باکتری ها اسید های آلی به وجود آمده را تجزیه می کنند که در نتیجه آن بیوگاز که بخش عمده آن متان است، تولید می شود.
برای تولید بیوگاز در مناطق روستایی و مجتمع های کشاورزی و دامپروری می توان اقدام به ساخت دستگاه بیوگاز کرد که ساخت آن بسیار آسان و از بخش های زیر تشکیل شده است:
- تانک تخمیر:
تانک تخمیر، بخش اصلی دستگاه بیوگاز است که معمولاً به شکل استوانه و از جنس آجر و یا بتون ساخته می شود. این تانک را می توان یا به صورت کامل درون زمین و یا بخشی از آن را در روی زمین ساخت. مواد زاید آلی پس از ورود به تانک به مدت یک تا دو ماه در آن نگهداری می شوند. در طول این مدت، مواد زاید آلی درشرایط بی هوازی و براثر فعالیت باکتری ها تجزیه می شوند. نتیجه این تجزیه، تولید بیوگاز و مقداری بیوماس است که با تخلیه مرتب بیوماس و و اضافه کردن مواد زاید جدید در تمام روزهای سال می تواند ادامه داشته باشد.
- محفظه گاز:
این محفظه به صورت سرپوشی شناور یا ثابت از جنس فلزی یا بتونی در روی بخش فوقانی تانک تخمیر قرار می گیرد. گازهای تولیدی در تانک تخمیر در بخش زیر این سرپوش جمع می شود که از طریق لوله کشی می توان آن را به نقطه مصرف انتقال داد. نکته مهم در باره این محفظه این است که از افزایش فشار گاز در این محفظه جلوگیری شود؛ بنابراین با نصب فشار سنج در این محفظه می توان فشار گاز را کنترل کرد. - لوله های ورودی و خروجی: هدف از لوله های ورودی و خروجی در دستگاه بیوگاز، ورود مواد خام و تخلیه بیوماس از تانک تخمیر است. جنس لوله ها را می توان از نوع پلاستیکی یا بتونی انتخاب کرد. در مناطق روستایی هر خانوار می تواند به طور انفرادی یک دستگاه بیوگاز داشته باشد و یا چند خانوار ساکن در کنار هم می توانند به طور اشتراکی یک دستگاه بیوگاز بسازند. براساس محاسبات انجام شده، کود حاصل از سه راس گاو و یا چند راس گوسفند پاسخ گوی تولید گاز مصرفی هر خانوار در طول سال است. که این میزان تولید گاز، حدود ۵۰۰ لیتر به ازای هر کیلوگرم فضولات تجزیه شده است. بهره برداری و نگهداری از دستگاه بیوگاز به مهارت خاصی نیاز ندارد و هرکس به راحتی می تواند از آن استفاده کند. با توجه به موارد یادشده، لزوم برنامه ریزی برای گسترش منابع انرژی غیرنفتی و استفاده از انرژی های نو در کشورمان به خوبی احساس می شود. با انجام مطالعات و تحقیقات و مشارکت در ساخت دستگاه های بیوگاز در مناطق روستایی می توان در مصرف سوخت های نفتی به شدت صرفه جویی کرد.
در یک نتیجه گیری کلی استفاده از بیوگاز در زندگی روزمره می تواند فایده های زیر را به دنبال داشته باشد:
- بیوگاز به عنوان یک منبع انرژی محلی و تجدید شونده؛
- بهبود وضعیت ایمنی صنعتی و خانگی، همچنین سودآور بودن آن؛
- بهبود وضعیت کیفیت هوا و کاهش بوهای نامطبوع؛
- کاهش انتشارگازهای گلخانه ای دشمن لایه ازون؛
- رشد اقتصادی و تضمین منبع انرژی؛
- جمع آوری مواد زاید و حیوانی در یک نقطه و جلوگیری از پراکندگی آنها در محیط اطراف؛
- استفاده از بیوماس تولیدی به عنوان کود سالم و مطمئن در کشاورزی

مزاياي استفاده از بيوگاز:
1-گاز متان براي مصارف سوختي- روشنايي – مكانيكي و الكتريكي بكار برده مي‌شود.
2-كود مايع و لجن بيوگاز مي تواند بعنوان تامين كننده مواد آلي خاك بكار برده شود.
3-استفاده از كود بيوگاز بجاي كود آلي و انساني بيماريهاي شايع عفوني و انگلي را كاهش مي دهد

[ریپورتر]

4-با توليد بيوگاز حشرات موذي و حيوانات موذي از محيط انساني زدوده مي شود.
5-با توليد بيوگاز صدمه اي به ارزش كود وارد نمي شود چون با از بين رفتن تخم علفهاي هرز و انگلها كود بهسازي شده بدست مي آيد .
6-از آلودگي آبها جلوگيري كرده و مانع آزاد شدن گازهاي سمي شده و باعث ازدياد اكسيژن محلول در آب مي شود.
توليد وبهره وري از بيوگاز مي تواند مواد زائد مصرف انساني را دربزرگترين ظرفيت ممكن به مواد و وسايل ارزنده تبديل نمايد.
ايرانيان از اولين استفاده كنندگان بيوگاز بودهانددر خرابه‌اي تخت جمشيد آثار كانالهاي فاضلاب به چشم مي خورد كه نشان از فرهنگ غني معماري ايران دارد.شيخ بهايي با هدايت فاضلابهاي اصطبل شاهي به داخل يك مخزن سرپوشيده از گازهاي حاصل از فعل و انفعالات بي هوازي براي گرم شدن حمام مجاور آن استفاده نمود
تولیدبیوگازدرکشورچین،ازاوایل سالهای دهه 1930آغاز گشته و با موفقیت ادامه یافته است. در سال 1936 پروفسور " ژوپییسوآن" یکی از دانشمندان معروف چین، مولد تحلیل برنده و تخمیر کننده تولید بیوگاز را به منظور استفاده در مصرف های روشنایی شهر محل زندگی اش- استان" جیانگ سو" طراحی کرد و ساخت.
اکنون بیش از هفت میلیون واحد عمومی تولید بیوگاز با ظرفیت 8 تا 10 متر مکعب در مناطق روشتایی، حدود 30 میلیون کشاورز را بهره مند می سازد.کشاورزان، از بیوگاز برای راه اندازی موتورهای احتراق داخلی به منظور استفاده در امر آبرسانی و آیاری مزرعه های گندم، دروکردن علوفه،خشک کردن فراوردهای کشاورزی و تولید نیروی برق استفاده می کنند.
در کنار این کوششها،تاسیسات ضروری نیز برپاگشته تا محتویات فاضلابهای شهری که در برگیرنده آبهای گل‌آلود ناشی برف و باران،زواید و پسمانهای انسانی است را ، به مولدهای بیوگازی با خاصیت تحلیل و تخمیر ، بدون نیاز به اکسیژن و هوا در شهرهای استان های " گوانداگ"، " شاندوگ" " شانکی" ، " جیانگ سو" انتقال دهد. در حقیقت 800 میلیون روستایی چینی 80 % انرژی مورد نیاز روزانه خود را باید از منابع زیستی به دست آورد.
چین به راه حلی عملی برای توزیع نوین سوخت به مناطق روستایی دست یافته است و آن استفاده عملی ار انرژی زیستی ار طریق تولید بیوگاز ار فضولات دامی و شاخ و برگهای و پسمان فراوردهای کشاورزی است که خود توسط کشاورزی و دامداری به دست می اید. در گذشته هنگامی که محتویات فاضلابها مستقیما به "عنوان کود مصرف می شد، دمای موجود در آنهامورد استفاده قرار نمی گرفت. شاخ و برگها نیز مستقیما می سوخت" و تنها از خاکستر باقیمانده آنها به عنوان کود موادآلی استفاده می شد. اینک با گسترش فراوردهای بیوگاز، محتویات فاضلابها و شاخ و برگها و زواید فراوردهای کشاورزی برای تولید سوخت و کود هر دو به کار می رود. بنابراین، منابع طبیعی ارزش فزاینده یافته است.همزمان، انرژی حرارتی ناشی از سوختن بیوگاز تولید شده از منابع پیشگفته، در مقایسه با سوزاندن مستقیم آنها ، 30 تا 40 % افزایش نشان می دهد.

1. انرژی زیستی
این انرژی که در اندام های زنده ذخیره می شود، از طریق انرژی تابش آفتاب بر گیاهان شبز مطابق قانون قتوسنتز(=ترکیب مواد به کمک نور) به وجود می آید؛ هنگامی که این انرژی به هر صورت ممکن مورد استفاده قرار گرفت، آن را می توان دوباره باز یابی کرد.بهره گیری از بیوگاز بهترین و بخردانه ترین روش بازیابی انرژی زیستی مصرف شده به حساب می آید. اعمال چنین روشی منبعی تمام نشدنی از انرژی را به وجود می آورد.
2. منابع مواد اولیه مورد نیاز برای تولید بیوگاز
مواد اولیه آن فراوان بوده و تقریبا همه جا گسترده است ، مانند فضولات دامی، شاخ و برگهای ناشی از حرس درختان ، علفهای هرز، اضافه های مواد آلی، محتویات فاضلابها، پسمانهای فراوردهای کشاورزی وغیره که می توان آنها را به راحتی جمع آوری کرده و در مولد های بیوگاز ریخت.
3.تولید و بهره برداری از بیوگاز
از ویژگیهای مهم مولدهای بیوگاز در چنین آسانی بسیار در بنای آنها ست. تاسیسات مولدها در زیر زمین قرار دارد، به نحوی که اداره کردن آنها به آسانی توسط روستاییان امکانپذیر است. از آنجا که در ساختمان این مولد ها آهن کمتر به کار می رود، مصالح ساختمانی ذخیره شده و قیمت تمام شده مولدها بسیار ارزان تمام می شود. زیرزمین بودن مولودها ، همچنین موجب ذخیره و حفظ دمای مورد نیاز برای تولید بیوگاز در فصل زمستان می شود. ساختمان یک دستگاه مولد 10 متر مکعبی، با آجر، تنها20 روز طول می کشد. بهره مندانی که مولد خود را در شرایط خوبی نگهداری کنند قادر خواهند بود کلیه هزینه های ساخت مولد را از محل هزینه هایی که باید برای تولید سوخت در طول یک سال بپردازد، تامین کند.
4.آب برف و باران آمیخته با خاک
در مولد های بیوگاز ، آب برف و باران آمیخته با خاک عامل موثری در تولید کود با کیفیت عالی و ارزنده برای مزرعه ها، پرورش ماهی و کشت قارچهای خوراکی است.به عقیده همگان، می توان گفت که این کود میزان فراورده ها را تا 10 % بیشتر از کود های دیگر افزایش داده و کیفیت آنها را نیز بهتر می کند. مصرف طولانی این نوع کود به دست آمده از

[ریپورتر]

مولد های بیوگاز اثر اثر بسیار خوبی در تقویت خاک و افزایش ضریب حاصلخیزی آن خواهد داشت.
5.بیوگاز ،یک انرژی بدون آلودگی، بهداشتی و بدون فساد
بیوگاز به هنگام سوختن، کاملا بی بو و بدون دود بوده و کوچکترین اثر سوئی در آلودگی محیط زیست ندارد. افزون براین، پراکندگی پسمان های دامی و زواید مواد آلی که خود می تواند پرورشگاه تخم و حشرات موذی ناقل بیماری های مختلف ئ انگلهای مولد بیماریهای خطرناک باشد، بدین صورت از محیط زسیت انسان ردوده می شود و در اثر تخمیر در مولدهای بیوگاز و نابودی آنها بهبود چشمگیری در بهداشتی کردن محیط زیست به وجود می آورد و با افزودن مقدار کمی آهک و امونیاک به کود های حاصل در مولد به هنگام تخلیه آن ، باقیمانده تخم و نوزاد و حشرات و انگلها به کلی نابود شده و مزرعه ها را از آفت زدگی محافظت می کند و بدین گونه از انتشار بیماری ها به طور موثری پیشگیری شده و مناطق روستایی ایمنی بیشتری می یابند.
در حال حاضر در چین، مولد های بزرگ بیوگاز به شکل مدور( یا استوانه ای) یا درپوشی گنبدی شکل که همه یا بخشی از آنها در زمین ساخته شده اند، وجود دارد. بنا به تجربه و با توجه به شکل ساختمان ، مدیریت، بهره برداری و نگهداری، قابلیت انعطلف بیشتری در گروهی ساختن مولدها مشاهده شده است. در بیشتر موارد، عمل تخمیر در داخل مولدها تحت دمای محیط و هوا امکانپذیر است.از هنگامی که ذخیره سازی بیوگاز مورد توجه قرار گرفت، ساخت مولدهای بزرگ" تیپ فشار هیدرولیکی " طرفداران بیشتری پیدا کرد.
از نظر ساختمانی، مولدهای بیوگاز ساخته شده در چین به سه شکل مختلف زیرند:
الف)مدور(یااستوانهای)ب)قوسی؛ج)چهارگوش،

الف) مولد بیوگاز به شکل مدور.ساخته شده در زیر زمین، از نظر توزیع متناسب فشار، آسانبودن عملیات اجرایی و نیازمندی کم به نیروی انسانی، مواد اولیه و سرمایه با صرفه است، ولی از نظر پیشگیری از نفوذ آبهای سطحی به اطراف مولدهایی که در چنین سطوحی ساخته می شود خود دشواری بزرگی است.

[ریپورتر]

ب) مولدهای قویس شکل. مقاومت نسبتا خوبی در مقابل فشار داشته و از نظر ساختمانی در مناطقی که سفره های زیر زمینی آب در سطح بالایی قرار دارند آسانتر بوده و گاز بیشتری نسبت به دیگر مولدها که دمای بیشتری برای تولید گاز نیاز دارند،توولید می کند



ج) مولدهای مکعبی شکل.از نظر توزیع فشار،وضعیت نسبتا خوبی نداشته و مصالح ساختمانی زیادی نیاز دارد.، ولی از نظر عملیات ساختمانی آسانتر است



تجربه های زیر در رابطه با پوشش شناور با فشار هیدرولیکی و ابزار ویزه ذخیره سازی گاز به شکل کیسه گاز به دست آمده است:
1)مولد با فشار هیدرولیکی. از نظر ساختمانی ساده و کم خرج است، ولی فضای لازم در اختیار نبوده و فشار گاز ثابت نیست.
2) مولد با درپوش شناور. دارای فشار گاز ثابت بوده و گاز بیشتری تولید می کند، اما درپوش گرانتر به دست آمده و از نظر تعمیرات و نگهداری دارای دشواریهای فراوانی است.
3) کیسه گاز. پایداری کافی نداشته و از نر محافت در برابر خطر آتش سوزی، نیازمند پیش بینیهای دقیق و پیچیده است. از آنجا که اتاقهای ویژه ای برای نگهداری این کیسههامورد نیاز است، هزینه تاسیسات فراوانی دارد.

مولد های زیر زمین دارای ویژگیهای سودمند زیرند:
1- از زمین کمتری استفاده می شود؛ به عبارت دیگر، زمین زراعی کمتری را اشغال می کند.
2- فشار زمین در برگیرنده دیوارها و پایه ها، از ضخامت آنها جلوگیری کرده و در نتیجه هزینه های ساختمانی را کاهش می دهد.
3- مولدها را در مقابل سرما حفاظت می کند
4- در هنگام ساختمان الوار و چوب کمتری به کار میرود
5- پرو خالی کردن مولدها ار مواد اولیه و تخمیر شده به سادگی امکانپذیر است.
از سوی دیگر ساختن مولدها در زیر زمین دارای مشکلاتی نیز هست که از جمله می توان نیاز به جلوگیری از نفوذ آبهای سطحی به اطراف مولدها را نام برد که این عمل نیازمند انجام کارهای زیادی در زمین محل ساختمان مولد است. مولدهایی که با حرارت داخلی و محیطی خود کار می کنند، در مقابل نفوذ آبهای سطحی بسیار آسیب پذیرند. زیرا این عمل موجب کاهش شدید دمای درونی مولد را فراهم می اورد. از این رو در ساختمان چنین مولدهایی باید دقت بیشتری به کار برد.
ویژگی های فنی
بنابر مشخصه های تکنولوژی تخمیر در طراحی مولدهای بزرگ بیوگاز ویژگیهای زیر مورد نظر هستند.
الف)فشار پیش بینی شده بیوگاز: 06/0 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع.
ب)ظرفیت تولیدی طراحی شده بیوگاز:15/0 متر مکعب به ازای هر متر مکعب از ظرفیت مولد در دمای معمولی ، یک متر مکعب به ازای هر متر مکعب از ظرفیت مولد در دمای متوسط.( یعنی بین 35 تا37 درجه سانتیگراد) و205 متر مکعب به ازای هر متر مکعب ظرفیت مولد در دمای بالا( یعنی بین 47 تا 55 درجه سانتیگراد)
ج) ظرفیت ذخیره سازی طراحی شدهبیوگاز: 50% گاز تولیدی روزانه.
د) میزان تخمیر مولدها: با سبکی بتون به کار رفته و شرایط چون مواد خام ومواد اولیه استفاده شده و شیوه ذخیره سازی گاز در ارتباط بوده و با توجه به مراتب پیشگفته محسبه و معین می شود.

[ریپورتر]

معرفی بیوگاز: مخلوطی است از گازهای گوناگون که گازمتان عنصر اطلی تشکیل دهنده آن است. بنابر تجزیه و اندازه گیرههایی که توسط موسسه شیمی و آکادمی علوم" چنگ-دو" به عمل آمده است،61.9% از ترکیبهای بیوگاز، گاز متان، 35.77% دی اکسید کربن و درصد بسیار ناچیزی گازهای ازت و هیدروژن سولفوره و غیره است. گاز متان گازی است شفاف، بی بو و بی طعم، در حالی که بیوگاز بوی سیر و بوی تخم مرغ گندیده دارد.سوختن یک متر مکعب از بیوگاز ، تولید 5500 تا 6500 کیلوکالری حرارت می کند که این حرارت برای راه اندازی یک موتور احتراق داخلی به توان یک اسب بخار، به مدت دو ساعت و یا تولید 25/1 کیلووات نیروی برق و یا تولید 2/5 کیلوگرم تتراکلرید کربن کافی است. یک متر مکعب از بیوگاز معادل 4/0 کیلوگرمسوخت دیزل، 6/0 کیلوگرم نفت و یا 8/0 کیلوگرم زغال سنگ است. بیوگاز منبع فناناپذیر ی از انرژی است.انرژی خورشید ذخیره شده در گیاهان در طریق فتوسنتز، به وسیله فعالیت باکتریها، دوباره به انرژی به صورت بیوگاز بازیابی می شود.

بدین ترتیب، انرژی بیوگاز همواره و تا زمانی که خورشید می درخشد، پایدار خواهد بود. به هنگام سوزاندن بیوگاز به عنوان یک سوخت،خاکستر، بو و یا سم تولید نمی شود و خطری نیز برای ایجاد آلودگی و فساد محیط زیست ندارد. بدین گونه است که بیوگاز منبع تمام نشدنی ارزان و تمیز به شمار می رود.
بیوگاز به طور مصنوعی، در محیط کاملا بسته وغیر قابا نفوذ ، توسط باکتریهایی که در اثررشد و تکثیر موجب تجزیه و انهدام موادآلی شده و گاز متان تولید می کند، به وجود می اید. که این البته باید نسبت معین و مشخصی از ازت و کربن، حرارت،غلظت،خاصیت اسیدی و قلیایی مواد اولیه برای تخمیر وجود داشته باشد.
نسبت ازت و کربن: ازت و کربن، تغذیه کننده اصلی باکتریها است که بدون هوا و اکسیژن زندگی می کنند؛ در حالی که خاصیت تغذیه کربن 25 تا 30 برابر سریعتر از ازت است. به طور کلی پسمانهای تازه گاو، گوسفند و انسان دارای نسبت بالایی از کربن و حرارت است

[ریپورتر]

دما:
عمل تخمیر ممکن است در دمای بالا(47-55 درجه سانتیگراد) دمای متوسط(35-37 درجه سانتیگراد) و دمای محیطی( 15-35 درجه سانتیگراد ) انجام پذیرد. نسبت تولید گاز ممکن است به طور تقریبی تا 250% در دمای بالا، 100% در دمای متوسط و تنها 15% در دمای محیطی به دست آید.
خاصیت اسیدی و قلیلیی(ph)
بهترین مقدار ph بین 7 تا 8 است. معمولا مقدار ph نیازی به تنظیم ندارد زیرا باکتری ها در مواد تخمیر شده با تعادلی که در حرکت خود به خودی دارند، میزانph را تحمل میکنند.تنظیم میزان ph تنها زمانی مورد نیاز است که مقدار زیادی از اسید های فرار به دلیل آمیختگی مواد اولیه ناخالص در اثر اعمال مدیریت نادرست مولد جمع شده باشد. سوختن بیوگاز به میزان کافی از اکسیژن نیازمند است.
بیوگاز برای مصرفهای زیر قابل استفاده است:
الف) پخت و پز و روشنایی: ظرفیت مولد به نسبت بزرگی و کوچکی خانوارها طراحی شده است. در چین چهار اندازه مناسب برای مولدها ساخته شده است:6 ، 8 ، 10 ، 12 متر مکعبی. یک خانوار پنج نفره ، برای پختن سه وعده غذا در روز به حدود یک متر مکعب گاز نیاز دارد. برای تولید این مقدار بیوگاز، یک مولد 8 متر مکعبی باید ساخته شود و برای تهیه مواد اولیه مورد نیاز، باید یک یا دو رأس خوک با وزن مجموع 100 تا 150 کیلوگرم در خوکدانی نگهداری شوند. یک اجاق یک شعله 15 تا 20 دقیقه زمان و 61 لیتر بیوگاز برای جوشاندن 5/2 لستر آب از دمای 18 تا 19 تا 98 درجه سانتیگراد در دمای اتق 19 درجه سانتیگراد نیازمند است.
لامپ بیوگاز ترکیبی است از یک ورودی گاز، یک ورودی هوا، یک تنظیم کننده هوا و یک کانال مخلوط کن گازو هوا. هنگام که اختلاف فشار بیوگاز از 80 سانتیمتر از فشار ستون آب است، جهش گاز، قوی بوده و نور خوبی را تولید می کند و زمانی که فشار از 40 سانتیمتر فشلر ستون آب کمتر شود، نور حاصل ضعیف خواهد بود. یک متر مکعب بیوگاز، می تواند یک لامپ بیوگازی را به مدت 6 ساعت با توانی بین 60 تا 100 وات لامپ الکتریکی روشن نگهدارد.
ب) سوخت دوتایی برای موتورهای احتراق داخلی مورد استفاده در مزرعه: فنون تبدیل موتورهای دیزل گازوئیل سوز به موتورهای بیوگازی گازوئیلی به ترتیب زیر است: به هنگام تغییر سیستم سوخت موتورهای احتراق داخلی،سیستم سوخت اصلی موتور را نگهداشته و یک مخلوط بیوگاز و هوا را بین فیلتر هوا و ورودی سوخت موتور نصب می کنیم؛ در حال حاضر ، هر دو سیستم ورودی سوخت مستقیم و ابزار مخلوط کننده بیوگاز و گازوئیل، به طور وسیعی در استان سیچوان مورد استفاده است. 70 تا 90% از سوخت گازوئیل بعد از تعبیه سیستم جدید، مصرف نشدنی باقی مانده است. بنابر گزارش موسسه ماشینهای کشاورزی سیچوان در 14اکتبر 1979 ، آزمایشها روی موتورهای تیپ 1105 ( با محفظه احتراق جداگانه) صرفه جویی سوخت مایع برابر با 15 کیلو بر اسب بخاردر ساعت را نشان داد. گاز طبیعی دارای 300 تا 700 میلیگرم هیدروژن سولفوره در هر متر مکعب بیوگاز حاوی 50 تا 300 میلیگرم هیدروژن سولفوره در هر متر مکعب است. در حال حاضر موتورهای دیزلی-بیوگازی، بیش از 3000 ساعت بدون کوچکترین خرابی بعدی کار میکنند.این تجربه ها نشان می دهد که هیدروژن سولفوره موجود در بیوگاز، اثر نامطلوب اساسی در جریان کار طولانی موتور باقی نمی گذارد.
ج) تولید نیروی برق: استفاده از نیروی برق حاصل از سوخت بیوگاز، بسیار اقتصادی تر از سوزاندن مستقیم بیوگاز برای تامین روشنایی است. زیرا برق تولید شده با مصرف 75/0 متر مکعب بیوگاز می تواند به مدت یک ساعت ، یک لامپ 24 تا 40 وات را روشن نماید. در حالی که همین مقدار گاز تنها می تواند 7 لامپ بیوگازی را به مدت یک ساعت روشن نگه دارد. نیروگاه های کوچک بیوگازی می توانند با سرمایه گذاری اندکی در مناطق روستایی تاسیس شوند. به گونه ای که در مدت کوتاهی سرمایه مصرف شده، بازگشت داده می شود. یکصد هزار نیروگاه کوچک بیوگازی هر یک به قدرت 705 کیلووات(12 اسب بخار) در سرتاسر کشور به وجود می آیند که مجموع نیروی برق تولیدی آنها برابر 1100 میلیون کیلووات ساعت می شود.
د) خشک کردن فراورده های کشاورزی و کوره خشک کن آجروسفال: در مناطق که به دلیل کمبود و گرانی، به دست آوردن سوخت مشکل است، در فصلهای بارانی و مرطوب، بیوگاز بهترین سوخت برای راه اندازی دستگاه های خشک کن فراورده های کشاورزی است. بدیت وسیله فراورده های کشاورزی تولیدی کشاورزان از کپک زدگی و فساد حفاظت شده و از این طریق سوخت نیروی انسانی و پول پس انداز می شود.
مزایای بیوگاز نسبت به زغال سنگ:

[ریپورتر]

1-کاهش هزینه های جاری به میزان 5/1 برابر 2- کنترل درجه حرارت و کیفیت تهیه محصول 3- کاهش شدید نیروی انسانی 4- کنترل شعله و دما توسط شیرهای مخصوص 5- عدم ایجاد بو و دوده و...... سوختن آن
6-نیاز به زمان کمتر و افزایش ضریب بهره برداری
بیوگاز همچنین به شکل گسترده ای، هر چه بیشتر و بیشتر در بخاریهای ویژه فرو سرخ، برای مصرف هایی مانند گرم کردن خانه و آب گرم به منظور افزایش تولید ماهی استفاده می شود.
ه- بیوگاز، مواد اولیه صنعتی بسیار مهم: بیوگاز دارای 60% متان و 35 % دی اکسید است که این عنصر ها می توانند به عنوان مواد اولیه فراورده های شیمیایی به کار روند. به هنگامی که متان تحت درجه حرارت بالا با کلرین آمیخته می شود، اتمهای هیدروژندر متان جای خود را به اتمهای کلرین می دهد. بر اساس این که چه تعداد از اتمها جا به جا شوند، کلرومتانهای مختلفی همراه با تولید جنبی شان که کلرید هیدروژن است، شکل می گیرند. بعد از تغلیظ و گسترش کلرومتان ، فراورده های زیر بدست می آید: منوکلرومتان( ماده اولیه اصلی برای ساختن سیلیکاتهای آلی ، حل کننده های مختلف ، خنک کننده ها و حشره کش ها)؛ دی کلرومتان ( ماده اولیه برای تولید مواد پاک کننده چربیها ، موادی با قابلیت نفوذ زیاد، خنک کننده ها و نیز ماده اولیه برای ساختن فیلم های عکاسی و سینمایی) ؛ تری کلرومتان ( ماده اولیه برای تولید پلاستیک "چلی تترافلوروراتیلن " و آنتی بیوتیک ها و حل کننده ها) و تتراکلرید کربن ( ماده اولیه ساخت مواد ضد حریق و فلورینهای دارای پلاستیک. متان ، همچنین مواد اولیه تهیه استیلن، الکل متانول، آمونیک ، کود و دیگر فراورده های شیمیایی است. ویتامین 12b نیز می توان از تغلیظ آن بدست آید. از دی اکسید کربن که در بیوگاز وجود دارد ، می توان کود و نیز یخ خشک تولید کرد. از هر متر مکعب دی اکسید کربن ، می توان یک کیلوگرم یخ خشک ساخت. از یخ خشک برای ایجاد باران مصنوعی استفاده می شود . 3/0 تن از یخ خشک می تواند سه میلیمتر باران را در سطحی برابر با 60 کیلو متر مربع بباراند. یخ خشک برای ساخت و تولید مواد منفجره شرایط بی خطر و ایمن را ایجاد می کند. این یخ ، خنک کننده بسیار خوبی استو زیرا از حالت جامد مستقیما به گاز تبدیل می شود . بدین گونه سه برابر یخ معمولی سرما ایجاد میکند.
افزایش تولید فراورده های کشاورزی مسئله است که می توان با بهبودی خاصیت حاصلخیزی خاک زراعی حل شود.در این راه باید تلاشهای چندی در راستای بهبودی حاصلخیزی خای زراعی از طریقافزودن مواد آلی به خاک و یا به عبارت دیگر ، استفاده گسترده و پیوسته از کود های مواد آلی انجام پذیرد. بیشترین مقدار مواد آلی در دسترس و قابل استفاده مانند علفهای خشک و پسمان های فراورده های کشاورزی و غیره ، در حال حاضر به طور مستقیم برای ساختن نیازمندیهای سوختی در روستاها سوزانده می شود. این امر نشان دهدنده فوق العاده زیاد مواد آلی با ضریب بهره کم و کاهنده ظرفیت منابع مواد آلی است. همچنین این مواد در زمره مواد غذایی دامها قرار داشته و به همین دلیل همواره در استفاده از این مواد برای سوخت و یا غذای دامها و کود سازی ، بین روستاییان رقابت وجود داشته است. چنین شرایطی از انحصار