Sol, vind, vand, geotermisk og biomasse er kilder til produktion af vedvarende energi. Produktion af energi fra sol, vind, vand og geotermisk brug koster dyrt udstyr. Selv de mindre skala modeller af solenergi og vindenergi til et mellemstore hjem koster mere end 1000 amerikanske dollars. Enkeltpersoner kan ikke tænke på energi fra vand og geotermisk, da den nødvendige infrastruktur vil koste himlen. De kræver også regelmæssig vedligeholdelse af bevægelige dele, batterier og andre ting. Vedvarende energi fra biomasse er den billigste form for alle ovennævnte kilder, som kræver minimum initial investering og praktisk talt ingen vedligeholdelse. De biomasse brændstoffer som vegetation, afgrøde rester, kvæg affald, køkkenaffald og vandplanter er rigelige i naturen og også let tilgængelige hele året. En mellemstore biomasse digester kan bygges med omkring 200 amerikanske dollars.

Her har jeg eksperimenteret med at producere energi fra anaerob fordøjelse af ukrudt.

vi havde en meget god regntid i år i vores område og alle er glade. Regnen bidrog også til, at ukrudt spredes og vokser i en hurtigere fase, der dækker åbne områder. vej sider, hjem haver og alt! Der er ukrudt, ukrudt, ukrudt overalt …

Få af vores naboer hyrede en hjælp til at udrydde deres plaster jord. Nogle kastede dem ud, og få hævede dem for at lave kompost. Desuden brugte nogle landmænd kemiske ukrudtsdræbere / herbicider til fuldstændigt at ødelægge alle ukrudtene fra deres landbrugsjord. Og jeg forlod alle de ukrudt i vores hjemhave for at lave et forsøg på at lave energi fra dem.

Dette instruerbare er rettet mod den fælles mand med enkle trin at forklare, hvordan vi effektivt kan udvinde energi fra alle de uønskede ukrudt og bruge resterne som kompost.

Læs venligst og tilbyd dine kommentarer og forslag

forsyninger:

Trin 1: Hvordan kan vi udvinde energi fra ukrudt?

Hvordan kan vi udvinde energi fra ukrudt?

Energi fra ukrudt kan udvindes ved anaerob fordøjelsesproces, der nedbryder ukrudtet og producerer methan. Metan er en lugtfri & farveløs gas og brændbar i naturen. Så det kan bruges som energi til belysning, madlavning, opvarmning, brændstof til køretøjer og til at køre generatorer til at producere elektricitet.

Hvordan det virker…

Biogasprocessen sker i tre enkle trin, nemlig hydrolyse, acidogenese og metanogenese. Forskellige grupper af bakterier er ansvarlige for hvert trin for at skifte ukrudt til energi.

Hydrolyse

Under hydrolyse er protein, kulhydrat og fedtpolymerer, der er til stede i ukrudtet, opdelt i små molekyler af forskellige specialiserede bakterier. De producerer en række specifikke enzymer, som fremmer nedbrydning af ukrudtet. Lignin, en vigtig plantekomponent, kan ikke nedbrydes under anaerobe forhold overhovedet. I plantevæv cellulose og hemicellulose fungere som bærende materiale i cellevæggene. Disse er tæt pakket i lignin og er derfor vanskelige for bakterier at komme på. Så ved let pulverisering af ukrudtet gør vi det let for bakterierne at nedbryde ukrudtet.

Acidogenese, også kendt som fermentering

Ved acidogenese eller fermenteringsprocessen omdannes de nedbrudte ukrudt til eddikesyre, kuldioxid, hydrogen og flygtige fedtsyrer.

metanogenese

Det tredje og sidste trin i biogasproduktion udføres af de metanogene bakterier, der er opdelt i to grupper. En gruppe omdanner eddikesyre til methan og den anden fra kuldioxid og hydrogen. Nedbrydning af eddikesyre er ansvarlig for ca. 70% af den producerede methan, og de resterende 30% kommer fra carbondioxid og hydrogen. Disse processer er finbalancerede, og hæmning af en vil også føre til hæmning af den anden.

Tidligere har jeg skrevet en instruktion om konstruktion af en mellemstor anaerob Biogas digester, der kun bruger en hacksaw blade og en kniv som værktøjer, som du kan se på dette link her:

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

Her har jeg brugt den samme biogasgraver til at lave dette forsøg / undersøgelse ved kun at bruge ukrudt som foderstof til fremstilling af biogas.

Jeg har begyndt at fodre biogaskogeren med pulveriseret ukrudt siden sidste uge i september 2014 og fortsætter med det. I mellemtiden har jeg også samlet dataene om, hvor meget biogas der kan produceres, og hvor meget energi der kan stamme fra ukrudt.

De efterfølgende trin vil forklare, hvor enkelt det er at udvinde energi fra ukrudt.

Trin 2: Indsamle ukrudt

Kvaliteten af ​​kogeren i biogasanlægget, jeg tidligere har bygget, er 750 liter. Forladelse af ca. 50 liter til gratis bord, vi kan overveje netkapaciteten som 700 liter. I betragtning af 30 til 35 dages retentionstid kan jeg foder omkring 2,5 til 3,5 kilo ukrudt om dagen i denne plante. For mit forsøg med ukrudt vælger jeg at fodre omkring 2,5 kg friskindsamlede ukrudt blandet med nok vand til at gøre det til ca. 20 liter fortyndet foderstof. Blandingen vil også have en retentionstid på ca. 35 dage i kokeren. Jeg vil også få ca. 20 liter komposteret gylle hver dag, som kan fortyndes og anvendes som kompost til planter i haven

Jeg har eksperimenteret med alle former for ukrudt fra hjemhaven og de omkringliggende områder. De omfatter bløde planter, ukrudtplanter, blade af træer, græs og hvad der er tilgængeligt i nærheden. På grund af regn var jorden meget blød og jeg kunne trække de fleste ukrudt ud med rødder. Ca. 4 kg af disse friskindsamlede ukrudt vil give 2,5 kg foderstof efter at have trimmet røttene og fjernet de træagtige dele. Ellers kan du bare indsamle græsklipperne uden rødderne og bruge dem som de er. Du kan også indsamle tre til fire dage krav på forhånd og holde dem særskilt.

Trin 3: Fjern rødder og hakket ukrudt

I billederne ovenfor kan du se, at jeg har trimmet væk uønskede rødder og stammer fra ukrudtet. Derefter har jeg ved hjælp af en haveforskydning også hugget ned ukrudtet til håndterbar størrelse.

For at få en vurdering af, hvor meget ukrudt der producerer et kilo, har jeg vejet ca. 1 kilo hakket ukrudt i en taske. Den røde kurv på billedet her indeholder omkring to og en halv poser, det vil sige 2,5 kilo hakkede ukrudt klar til pulverisering.

Jeg føler, at det ikke er nødvendigt at veje ukrudt igen og igen hver dag, da kurven fuld af hakkede ukrudt vil gøre det daglige krav.

Trin 4: Pulveriser de hakkede ukrudt

Jeg har observeret, at fodring af de hakkede ukrudt direkte ind i planten ikke fordøjede fodermaterialet fuldt ud. Ved nærmere undersøgelse af gylle kunne jeg finde nogle delvist fordøjede hakkede ukrudt udledes med gylle. Så det er bedre at pulverisere ukrudtet, før du fodrer planten.

Ved anvendelse af en ekstra metalkrukke af en mixerkværn blev jorden ukrudt med lidt vand i små satser.Jeg har genanvendt vandet opsamlet fra køkkenet, som blev brugt til skylning af ris og linser og brugt det til fortynding. Pulveriserede ukrudt blev derefter opsamlet i en lille spand og overført til en anden større i nærheden af ​​biogaskogeren. Jeg har også genbrugt vandet til rengøring af metalburken efter brug til fortynding af pulveriserede ukrudt.

Til pulverisering omkring 2,5 kilo hakket ukrudt i små partier bruger jeg en 550 watt mixer / mølle. Det tager mindre end 10 batches og ca. 15 til 20 sekunder pr. Batch. Den samlede driftstid er mellem 3 til 4 minutter pr. Dag, hvor elafgifterne kommer til mindre end en dollar pr. Måned.

Et ord med forsigtighed her … Brug ikke chloreret vand. Brug heller ikke sæbevand til rengøring af redskaber. Vi bruger bore-godt vand derhjemme, som ikke indeholder chlor eller noget andet kemikalie.

Trin 5: Fortynd med vand og tilfør biogas digesteren

Jeg har brugt en 20 liter kapacitets spand til overførsel og fortynding af pulveriserede ukrudt nær fødepunktet. Der lægges mere vand op til skovlens kant for at gøre til 20 liter. Den fortyndede knuste blanding ledes derefter ind i biogaskogeren gennem tilførselsrøret. Dette er en gentagen proces og bør gøres hver dag for at få uafbrudt produktion af gas.

Der kan være nogle jordpartikler opsamlet sammen med ukrudtet. Disse partikler kan blive deponeret i bunden af ​​den fortyndede blanding. Så tøm ikke spanden indeholdende pulveriseret ukrudt ind i foderrøret og kassér jordbunden væk.

Trin 6: En undersøgelse af produktion af energi

Hvor meget gas produceres om dagen?

Beregning af energi produceret på denne måde kan tilsyneladende ikke være i overensstemmelse med de procedurer, som forskere følger kontrolleret i laboratorier. Men jeg har ikke den slags faciliteter til rådighed med mig. Desuden bruger jeg kun denne gas til madlavning, så jeg har sammenlignet det med normalt LPG forbrug i vores hjem.

Med hensyn til kubikmeter

med 2,5 kilo pulveriseret ukrudt, lad os se, hvor meget kubisk kapacitet af gas er produceret:

Indvendig diameter af gasholderen = 80 centimeter (0,80 meter) (Radius er 0,40 meter)

Gennemsnitlig højdeforhøjelse på grund af gasproduktion = 45 centimeter (0,45 meter)

Kubisk indhold af produceret gas: 3,1428 X (0,40 X 0,40) X 0,45 = 0.226 kubikmeter.

Ovennævnte mængde indeholder også urenheder som Carbon Dioxide, Nitrogen and Hydrogen Sulfide.

Liquefied Petroleum Gas (LPG) versus Biogas

En anden test for at finde ud af biogas faktiske effektivitet er at sammenligne med Liquefied Petroleum Gas (LPG), som normalt anvendes i vores husholdning.

I vores hjem varer en fuld LPG cylinder indeholdende næsten 15 kg gas normalt i ca. 30 dage. Så vores forbrug går ud på omkring 500 gram LPG om dagen.

Som du kan se i billederne ovenfor har jeg placeret begge systemer (en med LPG og en anden med Biogas) side om side. Den 13. oktober 2014 installerede vi en ny LPG Cylinder og begyndte at bruge både LPG og Biogas samtidigt. LPG-cylinderen blev helt tømt den 24. november 2014 og erstattet med en ny.

LPG-cylinderen, som normalt varer i kun 30 dage, er nu blevet brugt i 41 dage i forbindelse med Biogas. Med en sats på 500 gram LPG pr. Dag er de yderligere 11 dage X 500 gram = 5500 gram ækvivalent LPG suppleret med Biogas.

Produktion af biogas dagligt fra ukrudt svarende til LPG = 5500 gram / 41 dage = 134,15 gram

Så blev der produceret 0,266 kubikmeter biogas hver dag (blandet med Carbon Dioxide, Nitrogen and Hydrogen Sulfide) 134,15 gram ækvivalent brændværdi af energi i forhold til LPG.

Trin 7: Output Slurry

Når biogaskogeren er fodret med pulveriseret ukrudt, drænes det lige store mængde fordøjet opslæmning ud gennem udløbsrøret. Her har jeg også brugt en 20 liter spand til at samle gyllen, der kan bruges som kompost i haven.

Trin 8: PH af slurry

Jeg har testet pH-værdien af ​​udgangsopslæmningen ved hjælp af pH-teststrimler. PH blev målt mellem 7 og 8 i sammenligning med testdiagrammet forsynet med sættet. Opslæmningen er lidt alkalisk på grund af tilstedeværelsen af ​​ammoniak produceret af ukrudtet. Jeg tror, ​​at denne gylle er velegnet som kompost til vores have røde jord, som er lidt sur i naturen.

Trin 9: Vedligeholdelse af systemet

Den anaerobe digester har brug for meget lidt vedligeholdelse. Men følgende trin vil hjælpe med uafbrudt gasproduktion.

Den anaerobe proces skaber varme, og nogle vanddamp bliver også blandet med biogassen. Denne vanddamp vil kondensere og kan blive fanget i gasrør. For at forhindre dette, skal udløbsventilen være lukket ved gasbeholderens tank efter brug af gassen. Dette vil hjælpe i det meste af det kondenserede vand til at falde tilbage i tanken. Afbryd gasrøret en gang om ugen og afløb kondensvand fra rørledningen.

For det andet skal opslæmningen i tanken agiteres for at forhindre dannelsen af ​​overfladeskorpen. Jeg gør dette efter hvert foder ved hjælp af en ventileret ram gennem foderrøret.

Trin 10: Bundlinje

Det tager mindre end en time for mig at samle, rense, hugge, pulverisere og fodre ukrudtet i den anaerobe digester. Det kræver mindre end 5 minutters blandingstid til pulverisering af 2,5 kg ukrudt i små partier, hvilket mere end kompenseres af udgangsbiogas og fordøjet opslæmning som kompost.

Fordele ved systemet

• Vores hjemhave får en regelmæssig ukrudtoperation
• Ugresset bruges til at ekstrahere biobrændstof
• Den fordøjede opslæmning genanvendes som kompost til planterne
• Biobrændstofet opfylder 25% af vores krav til madlavningsgas
• Medfører ikke andre driftsomkostninger end få minutter elektricitet til pulverisering af ukrudtet
• Det er også miljøvenligt

Nogle Do's og Don'ts

• Foder Biogas digester regelmæssigt
• Lad være med at foder. Opbevar overskydende ukrudt i morgen
• Saml ikke ukrudt fra områder, hvor der anvendes pesticider / herbicider
• Brug ikke chloreret vand. Vi bruger bore-well vand til alle vores behov.
• Genbrug vand, hvor det er muligt.
• Brug ikke sæbevand til rengøring af køkkenredskaber.

Det er næsten tre måneder siden jeg begyndte at bruge ukrudt til at producere energi. Biogas digesteren er stabiliseret og producerer regelmæssig gasforsyning samt komposteret gylle hver dag. Hver fjerde måned sparer jeg en fuld LPG-cylinder, der suppleres med biogas, der næsten er fri for omkostninger. Da min biogasgraver kan støtte mere belastning, planlægger jeg gradvist at øge input fra 2,5 kg til ca. 3,5 kg.

Jeg håber, jeg har forklaret alt i let at følge enkle trin her. Dine input, kommentarer og forslag er meget velkomne.

Tredje pris i

GØR ENERGI: En USA-Mexico Innovation Challenge