Vědci ve Španělsku navrhli kombinovat hybridizující zařízení na anaerobní digesci s fotovoltaicko-tepelnými panely. A zjistili, že tato kombinace může dosáhnout LCOE 1,02 Kč/kWh na několika místech v Evropě a severní Americe.
Výzkumníci z University of Valladolid a Technické univerzity v Madridu ve Španělsku navrhli hybridizovat systémy výroby bioplynu a biometanu z anaerobní digesce (AD) dobytčího hnoje s fotovoltaicko-tepelnou (PVT) energií.
Zařízení na anaerobní vyhnívání je energetické zařízení, které může produkovat metan z hnoje.
„Decentralizované systémy výroby energie poskytují příležitosti pro místní využívání zdrojů spolu s energetickou soběstačností ve vzdálených komunitách,“ vysvětlili vědci s tím, že použití solárních panelů pro elektřinu i teplo při anaerobní digesci organických odpadů může být vhodné pro izolované oblasti. ,,Strategie decentralizace bude vyžadovat, aby nové konfigurace vyhnívacích nádrží mohly fungovat s minimálními provozními náklady. A to zejména v oblastech s omezenou energetickou konektivitou, kde se vyrábějí organické substráty.“
Skupinou koncipovaný PVT systém je napojen na slučovací box s bateriemi. A slouží tak k provozu fermentoru, čerpadel, mísičů a jednotky na úpravu bioplynu. Ten se používá k výrobě biometanu a během období nízké úrovně ozáření se vypíná.
Vyhnívací nádrž
Tepelná energie shromážděná panely se využívá ke zvýšení teploty vyhnívací nádrže, dokud není dosaženo optimálních podmínek 35 °C. Teplo se pak přenáší sítí trubek. Což umožňuje cirkulaci horké tekutiny ze solárních panelů a studené tekutiny z anaerobního vyhnívacího zařízení.
K analýze nového decentralizovaného výrobního systému vědci předpokládají, že funguje ve středně velké prasečí farmě s 2 000 kusy, využívající jejich hnůj. Podle výpočtů vědců bude mít takový provoz denní spotřebu elektrické energie 38,3 kWh. Modernizační jednotka si podle nich vyžádá 0,125 kWh/m3 bioplynu.
Pomocí sady rovnic výzkumná skupina posoudila výrobu zařízení za různých klimatických podmínek v pěti globálních lokalitách: Soria (Španělsko), Iowa (Spojené státy americké), Odense (Dánsko), Santa Catarina (Brazílie) a Laixi (Čína). Jejich hodnoty ozáření a teploty okolního vzduchu se získaly ze softwaru Solargis.
Hybridizující anaerobní systém
Analýza ukázala, že Odense mělo nejnižší ozáření. A stalo se jediným místem, kde systém nepokryl nezbytnou poptávku po elektřině. „Ve zbývajících lokalitách by byla pouze část produkce, ve větším či menším množství, využita k udržení teploty vyhnívací nádrže, ale v každém případě k zajištění její provozuschopnosti a produkce biometanu v průběhu roku,“ vysvětlili vědci.
Roční objemy biometanu byly na hodnotách mezi 14 107 m3 pro Odense a 29 607 m3 pro Santa Catarina. Roční produkce v Sorii, Iowě a Laixi je podobná, v průměru 25 000 m3. Pokud jde o využití biometanu v těchto oblastech, roční úspora biometanu byla až 65 %.
Ekonomická analýza vyrovnaných nákladů na elektřinu (LCOE) za 20 let provozu zjistila průměrnou hodnotu 1,02 Kč/kWh pro všech pět lokalit. „Ekonomická studie odhalila, že hybridní solární technologie PV/T navržená pro vylepšení konvenčního anaerobního vyhnívacího zařízení se může pochlubit pozoruhodně konkurenceschopnou hodnotou LCOE. A to především ve srovnání s jinými technologiemi energetického sektoru,“ uvedli vědci.
Svá hodnocení představili v článku „Hybridizace anaerobní digesce se solární energií: Řešení pro izolované farmy hospodářských zvířat“. Ten se publikoval v Energy Conversion and Management: X.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
