Biogasanlage für ein Privathaus: Empfehlungen für die Gestaltung eines Eigenheimprojekts

Ein sparsamer Eigentümer träumt von günstigen Energieressourcen, einer effizienten Abfallentsorgung und der Gewinnung von Düngemitteln.Eine selbstgebaute Biogasanlage ist eine kostengünstige Möglichkeit, Ihren Traum zu verwirklichen.

Die Selbstmontage solcher Geräte wird eine angemessene Menge Geld kosten, und das erzeugte Gas wird im Haushalt eine gute Hilfe sein: Es kann zum Kochen, Heizen des Hauses und für andere Zwecke verwendet werden.

Versuchen wir, die Besonderheiten dieses Geräts sowie seine Vor- und Nachteile zu verstehen. Und auch, ob es möglich ist, eine Biogasanlage selbst zu bauen und ob sie effektiv ist.

Besonderheiten der Biogasproduktion

Biogas entsteht durch die Vergärung eines biologischen Substrats. Es wird durch hydrolytische, säure- und methanbildende Bakterien zersetzt. Das von Bakterien erzeugte Gasgemisch ist brennbar, weil enthält einen großen Anteil Methan.

Seine Eigenschaften unterscheiden sich praktisch nicht von Erdgas, das für Industrie- und Haushaltszwecke verwendet wird.

Auf Wunsch kann jeder Hausbesitzer eine industriell gefertigte Biogasanlage kaufen, diese ist jedoch teuer und die Investition amortisiert sich innerhalb von 7-10 Jahren. Daher ist es sinnvoll, sich die Mühe zu machen und mit eigenen Händen einen Bioreaktor zu bauen

Biogas ist ein umweltfreundlicher Brennstoff und die Technologie zu seiner Herstellung hat keine großen Auswirkungen auf die Umwelt. Darüber hinaus werden Abfallprodukte, die entsorgt werden müssen, als Rohstoffe für Biogas genutzt.

Sie werden in einen Bioreaktor gegeben, wo die Verarbeitung erfolgt:

• Die Biomasse ist für einige Zeit Bakterien ausgesetzt. Die Fermentationsdauer hängt von der Menge der Rohstoffe ab;
• Durch die Aktivität anaerober Bakterien wird ein brennbares Gasgemisch freigesetzt, das Methan (60 %), Kohlendioxid (35 %) und einige andere Gase (5 %) enthält. Bei der Fermentation wird in geringen Mengen auch potenziell gefährlicher Schwefelwasserstoff freigesetzt. Da es giftig ist, ist es höchst unerwünscht, dass Menschen ihm ausgesetzt werden.
• das Gasgemisch aus dem Bioreaktor wird gereinigt und einem Gastank zugeführt, wo es bis zur bestimmungsgemäßen Verwendung gelagert wird;
• Gas aus einem Gastank kann wie Erdgas verwendet werden. Es geht um Haushaltsgeräte – Gasherde, Heizkessel usw.;
• Zersetzte Biomasse muss regelmäßig aus dem Fermenter entfernt werden. Das ist zwar zusätzlicher Arbeitsaufwand, aber der Aufwand lohnt sich. Nach der Gärung entsteht aus dem Rohstoff hochwertiger Dünger, der auf Feldern und Gemüsegärten verwendet wird.

Für den Eigentümer eines Privathauses ist eine Biogasanlage nur dann von Vorteil, wenn er ständigen Zugang zu Abfällen aus der Tierhaltung hat. Im Durchschnitt ab 1 Kubikmeter. Sie können 70-80 Kubikmeter Substrat erhalten. Biogas, aber die Gasproduktion ist ungleichmäßig und hängt von vielen Faktoren ab, darunter Biomassetemperaturen. Dies erschwert die Berechnungen.

Biogasanlagen sind ideal für landwirtschaftliche Betriebe. Tierische Abfälle können ausreichend Gas liefern, um Wohnräume und Nebengebäude vollständig zu heizen

Damit der Gasproduktionsprozess stabil und kontinuierlich verläuft, ist es am besten, mehrere Biogasanlagen zu bauen und das Substrat zeitversetzt in die Fermenter zu geben.Solche Anlagen arbeiten parallel und die Rohstoffe werden nacheinander in sie geladen.

Dies garantiert eine konstante Gasproduktion, sodass Haushaltsgeräte kontinuierlich versorgt werden können.

Idealerweise sollte der Bioreaktor beheizt sein. Alle 10 Grad Hitze erhöht die Gasproduktion um die Hälfte. Obwohl die Installation einer Heizung eine Investition erfordert, zahlt sie sich durch eine höhere Planungseffizienz aus

Selbstgemacht Biogasanlagen, aus Schrottmaterialien zusammengebaut, ist viel billiger als industrielle Produktionsanlagen. Der Wirkungsgrad ist geringer, aber die Investition lohnt sich. Wenn Sie Zugang zu Gülle haben und den Wunsch haben, sich selbst um den Aufbau und die Wartung der Struktur zu kümmern, ist dies sehr profitabel.

Vor- und Nachteile des Systems

Biogasanlagen haben viele Vorteile, aber auch viele Nachteile. Bevor Sie mit der Planung und dem Bau beginnen, sollten Sie daher alles abwägen:

• Recycling. Dank einer Biogasanlage können Sie Abfälle, die sonst entsorgt werden müssten, optimal nutzen. Diese Entsorgung ist für die Umwelt weniger gefährlich als die Deponierung.
• Erneuerbarkeit von Rohstoffen. Bei Biomasse handelt es sich nicht um Kohle oder Erdgas, deren Gewinnung Ressourcen erschöpft. In der Landwirtschaft fallen ständig Rohstoffe an.
• Relativ geringe Menge CO2. Bei der Herstellung von Gas wird die Umwelt nicht belastet, bei der Verwendung wird jedoch eine geringe Menge Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt. Es ist nicht gefährlich und nicht in der Lage, die Umwelt kritisch zu verändern, weil... Es wird während des Wachstums von Pflanzen aufgenommen.
• Mäßige Schwefelfreisetzung. Bei der Verbrennung von Biogas wird eine geringe Menge Schwefel in die Atmosphäre freigesetzt.Dies ist ein negatives Phänomen, dessen Ausmaß sich jedoch im Vergleich zeigt: Bei der Verbrennung von Erdgas ist die Umweltbelastung durch Schwefeloxide viel größer.
• Stabile Arbeit. Die Biogasproduktion ist stabiler als die Arbeit Solarplatten oder Windkraftanlagen. Während Solar- und Windenergie nicht kontrollierbar sind, sind Biogasanlagen auf menschliches Handeln angewiesen.
• Es können mehrere Einstellungen verwendet werden. Gas birgt immer Risiken. Um mögliche Schäden im Falle eines Unfalls zu reduzieren, können mehrere Biogasanlagen über das Gelände verteilt werden. Wenn ein System aus mehreren Fermentern richtig konzipiert und zusammengestellt wird, läuft es stabiler als ein einzelner großer Bioreaktor.
• Vorteile für die Landwirtschaft. Einige Pflanzenarten werden zur Gewinnung von Biomasse gepflanzt. Sie können solche wählen, die den Zustand des Bodens verbessern. Sorghum reduziert beispielsweise die Bodenerosion und verbessert seine Qualität.

Biogas hat auch Nachteile. Obwohl es sich um einen relativ sauberen Kraftstoff handelt, belastet er dennoch die Atmosphäre. Auch bei der Versorgung mit pflanzlicher Biomasse kann es zu Problemen kommen.

Verantwortungslose Pflanzenbesitzer ernten es oft so, dass sie das Land erschöpfen und das ökologische Gleichgewicht stören.

Berechnung der Anlagenrentabilität

Als Rohstoff für die Biogasproduktion wird üblicherweise Kuhdung verwendet. Eine erwachsene Kuh kann genug produzieren, um 1,5 Kubikmeter zu liefern. Kraftstoff; Schwein – 0,2 Kubikmeter; Huhn oder Kaninchen (je nach Körpergewicht) – 0,01–0,02 Kubikmeter. Um zu verstehen, ob dies viel oder wenig ist, können Sie es mit bekannteren Arten von Ressourcen vergleichen.

1 Kubikmeter Biogas liefert die gleiche Menge an Wärmeenergie wie:

• Brennholz – 3,5 kg;
• Kohle – 1-2 kg;
• Strom – 9-10 kW/h.

Wenn Sie wissen, wie viel landwirtschaftlicher Abfall in den nächsten Jahren ungefähr anfallen wird und wie viel Energie benötigt wird, können Sie die Rentabilität einer Biogasanlage berechnen.

Einer der Hauptnachteile der Biogasproduktion ist der Geruch. Die Möglichkeit, kleine Komposthaufen zu verwenden, ist ein großes Plus, aber Sie müssen die Unannehmlichkeiten ertragen und den Prozess sorgfältig kontrollieren, um die Ausbreitung von Krankheitserregern nicht zu provozieren

Für die Einbringung in den Bioreaktor wird ein Substrat vorbereitet, das mehrere Komponenten in folgenden Anteilen enthält:

• düngen (beste Kuh oder Schweinefleisch) – 1,5 t;
• organischer Abfall (das können faule Blätter oder andere Bestandteile pflanzlichen Ursprungs sein) – 3,5 t;
• Wasser auf 35 Grad erhitzt (Die Menge an warmem Wasser wird so berechnet, dass seine Masse 65-75 % der Gesamtmenge an organischer Substanz beträgt).

Die Berechnung des Untergrundes erfolgte für eine Verlegung über sechs Monate, basierend auf einem moderaten Gasverbrauch. Nach etwa 10-15 Tagen zeigt der Fermentationsprozess die ersten Ergebnisse: Gas tritt in kleinen Mengen auf und beginnt, den Speicher zu füllen. Nach 30 Tagen können Sie mit der vollen Kraftstoffproduktion rechnen.

Anlagen zur Biogaserzeugung sind in unserem Land noch nicht besonders verbreitet. Dies ist vor allem auf das mangelnde Bewusstsein der Menschen über die Vorteile und Eigenschaften von Biogasanlagen zurückzuführen. In China und Indien sind viele kleine Bauernhöfe mit provisorischen Anlagen ausgestattet, um zusätzlichen sauberen Kraftstoff zu produzieren

Bei ordnungsgemäß funktionierender Anlage erhöht sich die Biogasmenge sukzessive, bis das Substrat verrottet. Die Leistung der Struktur hängt direkt von der Fermentationsrate der Biomasse ab, die wiederum von der Temperatur und Luftfeuchtigkeit des Substrats abhängt.

Anleitung zum Selbstbau

Wenn Sie keine Erfahrung in der Montage komplexer Systeme haben, ist es sinnvoll, online auszuwählen oder die einfachste Zeichnung einer Biogasanlage für ein Privathaus zu erstellen.

Je einfacher das Design, desto zuverlässiger und langlebiger ist es. Später, wenn Sie Kenntnisse im Aufbau und in der Handhabung des Systems erworben haben, können Sie die Ausrüstung erneuern oder eine zusätzliche Installation installieren.

Zu den teuren Industriedesigns gehören Systeme zum Mischen von Biomasse, automatische Heizung, Gasreinigung usw. Haushaltsgeräte sind gar nicht so kompliziert. Es ist besser, eine einfache Installation zusammenzustellen und dann die benötigten Elemente hinzuzufügen

Bei der Berechnung des Fermentervolumens sollten Sie sich auf 5 Kubikmeter konzentrieren. Mit dieser Installation können Sie die Gasmenge erhalten, die zum Heizen eines Privathauses mit einer Fläche von 50 Quadratmetern erforderlich ist, wenn ein Gaskessel oder -herd als Wärmequelle verwendet wird.

Dies ist ein Durchschnittswert, denn Der Kaloriengehalt von Biogas liegt in der Regel nicht über 6000 kcal/m3.

Damit der Fermentationsprozess mehr oder weniger stabil abläuft, ist es notwendig, die richtigen Temperaturbedingungen zu erreichen. Dazu wird der Bioreaktor in eine Erdgrube eingebaut oder im Vorfeld an eine zuverlässige Wärmedämmung gedacht. Eine konstante Erwärmung des Substrats kann durch die Unterbringung eines Wasserheizrohrs unter dem Boden des Fermenters gewährleistet werden

Der Bau einer Biogasanlage kann in mehrere Phasen unterteilt werden.

Stufe 1 – Vorbereitung der Grube für den Bioreaktor

Da fast die gesamte Biogasanlage unterirdisch liegt, hängt viel davon ab, wie die Grube ausgehoben und fertiggestellt wurde. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Wände zu verstärken und die Grube abzudichten – Kunststoff-, Beton- und Polymerringe.

Die optimale Lösung besteht darin, fertige Polymerringe mit festem Boden zu kaufen. Sie kosten mehr als verfügbare Materialien, es ist jedoch keine zusätzliche Abdichtung erforderlich. Polymere reagieren empfindlich auf mechanische Belastungen, haben aber keine Angst vor Feuchtigkeit und chemisch aggressiven Stoffen. Sie können nicht repariert, aber bei Bedarf problemlos ausgetauscht werden.

Die Intensität der Fermentation des Substrats und die Gasfreisetzung hängen von der Vorbereitung der Wände und des Bodens des Bioreaktors ab, daher wird die Grube sorgfältig verstärkt, isoliert und abgedichtet. Dies ist der schwierigste und zeitaufwändigste Arbeitsschritt

Stufe 2 – Anordnung der Gasableitung

Die Anschaffung und Installation spezieller Mischer für Biogasanlagen ist eine kostspielige Angelegenheit. Durch den Einbau einer Gasentwässerung kann das System kostengünstiger gestaltet werden. Es besteht aus vertikal eingebautem Polymer Abflussrohre, in dem viele Löcher gemacht sind.

Bei der Berechnung der Länge von Entwässerungsrohren sollten Sie sich an der geplanten Fülltiefe des Bioreaktors orientieren. Die Oberkanten der Rohre müssen über diesem Niveau liegen.

Für die Gasableitung können Sie Metall- oder Polymerrohre wählen. Erstere sind stärker, letztere widerstandsfähiger gegen chemische Einflüsse. Es ist besser, Polymeren den Vorzug zu geben, weil Metall rostet und verrottet schnell

Sie können das Substrat sofort in den fertigen Bioreaktor laden. Es ist mit einer Folie abgedeckt, sodass das beim Gärungsprozess freigesetzte Gas unter leichtem Druck steht. Wenn die Kuppel fertig ist, wird eine normale Versorgung mit Biomethan durch das Auslassrohr gewährleistet.

Stufe 3 – Installation der Kuppel und der Rohre

Der letzte Schritt beim Zusammenbau der einfachsten Biogasanlage ist die Montage des Kuppeloberteils. Installieren Sie am höchsten Punkt der Kuppel ein Gasauslassrohr und strecken Sie es Gasbehälter, auf die Sie nicht verzichten können.

Der Bioreaktorbehälter wird mit einem dichten Deckel verschlossen. Um zu verhindern, dass sich Biomethan mit Luft vermischt, wird eine Wassersperre installiert. Es dient auch der Gasreinigung. Es muss ein Ablassventil vorhanden sein, das funktioniert, wenn der Druck im Fermenter zu hoch ist.

Lesen Sie mehr über die Herstellung von Biogas aus Gülle in diesem Material.

Der freie Raum des Bioreaktors dient teilweise als Gasspeicher, dies reicht jedoch nicht für den sicheren Betrieb der Anlage aus. Es muss ständig Gas verbraucht werden, sonst ist eine Explosion durch Überdruck unter der Kuppel möglich

Methoden zum Erhitzen eines Bioreaktors

Mikroorganismen, die das Substrat verarbeiten, sind ständig in der Biomasse vorhanden, benötigen aber für ihre intensive Vermehrung eine Temperatur von 38 Grad oder mehr.

Zum Heizen in kalten Jahreszeiten können Sie eine an die Hausheizung angeschlossene Spule oder elektrische Heizgeräte verwenden. Die erste Methode ist wirtschaftlicher und wird daher häufiger verwendet.

Die Biogasanlage muss nicht in die Erde eingegraben werden, es gibt auch andere Möglichkeiten der Anordnung. Ein Beispiel für die Funktionsweise eines aus Fässern zusammengesetzten Systems ist im folgenden Video dargestellt.

Der einfachste Weg, die Heizung von unten anzuordnen, besteht darin, ein Rohr vom Heizsystem zu verlegen, allerdings ist der Wirkungsgrad eines solchen Wärmetauschers relativ gering. Es ist besser, eine externe Heizung, idealerweise Dampf, vorzusehen, damit die Biomasse nicht überhitzt

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Obwohl die Montage und Anordnung von Biogasanlagen nicht kompliziert ist, müssen Sie äußerst auf Details achten. Fehler sind inakzeptabel, denn kann zu Explosionen und Zerstörung führen. Wir bieten Videoanleitungen an, die Ihnen helfen, den Aufbau der Anlagen zu verstehen, sie richtig zusammenzubauen und sie mit nützlichen Geräten für eine komfortablere Nutzung von Biogas zu ergänzen.

Das Video beschreibt, wie eine Standard-Biogasanlage funktioniert und funktioniert:

Ein Beispiel einer selbstgebauten Biogasanlage. Video-Tutorial zum Einrichten eines Systems mit eigenen Händen:

Videoanleitung zum Aufbau einer Biogasanlage aus einem Fass:

Beschreibung des Herstellungsprozesses von Substratmischern:

Detaillierte Beschreibung des Betriebs eines selbstgebauten Gasspeichers:

So einfach die Biogasanlage für ein Privathaus auch sein mag, Sie sollten nicht daran sparen. Wenn möglich, ist es besser, einen zusammenklappbaren industriellen Bioreaktor zu kaufen.

Wenn nicht, stellen Sie es aus hochwertigen und nachhaltigen Materialien her: Polymere, Beton oder Edelstahl. Dadurch können Sie zu Hause ein wirklich zuverlässiges und sicheres Gasversorgungssystem schaffen.

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