ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII W AGROTURYSTYCE

1. ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII W AGROTURYSTYCE Dr inż.Alina Kowalczyk-Juśko

2. MIKROINSTALACJE Projekt ustawy o OZE przewiduje następujące przedziały, określane wielkością mocy instalowanej w wymiarze elektrycznym: • mikroinstalacja– instalacja odnawialnego źródła energii o łącznej mocy zainstalowanej elektrycznej nie większej niż 40 kW, przyłączona do sieci elektroenergetycznej o napięciu znamionowym niższym niż 110 kV lub o mocy osiągalnej cieplnej w skojarzeniu nie większej niż 120 kW; • mała instalacja – instalacja odnawialnego źródła energii o łącznej mocy zainstalowanej elektrycznej większej niż 40 kW i nie większej niż 200 kW, przyłączona do sieci elektroenergetycznej o napięciu znamionowym niższym niż 110 kV lub o mocy osiągalnej cieplnej w skojarzeniu większej niż 120 kW i nie większej niż 600 kW; • dalsze przedziały to instalacje o mocy: do 500 kW powyżej 500 kW

3. MIKROINSTALACJE Projekt ustawy o OZE: • Wytwórca energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii w mikroinstalacji, będący osobą fizyczną nie prowadzącą działalności gospodarczej w rozumieniu ustawy z dnia 2 lipca 2004 r. o swobodzie działalności gospodarczej, który wytwarza energię elektryczną w celu jej zużycia na własne potrzeby, może sprzedać niewykorzystaną energię elektryczną wytworzoną przez niego w mikroinstalacji i wprowadzoną do sieci dystrybucyjnej. • Wytwarzanie i sprzedaż energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, o której mowa w ust. 1, nie stanowi działalności gospodarczej

4. MIKROBIOGAZOWNIE • Analizując strukturę rolną w Polsce stwierdzamy, że nie różni się ona znacznie od struktur rolnych w krajach sąsiednich • Powierzchnie krajowych gospodarstw rolnych można w dużym przybliżeniu porównać z obszarami gospodarstw rolnych w górnej Bawarii, Szwabii, Tyrolu czy Szwajcarii • W gminie Schenchen (Bawaria) o całkowitej powierzchni gminy 3.154 ha i zamieszkałej przez 4.601 mieszkańców; średnia powierzchnia gospodarstw około 35 ha uruchomiono 14 biogazowni rolniczych od 20 do 90 kWe

5. Mikrobiogazownia • W skład mikrobiogazowni wchodzą następujące elementy: • punkt przyjęcia substratów, • zespół pomp dozujących i mieszających substraty, • komora/zespół komór fermentacyjnych, wyposażonych w system grzewczy, mieszający i odprowadzający poferment, • zbiornik buforowy na biogaz, • system odsiarczania biogazu, • system sterowania biogazownią, • instalacja rur i przewodów (na substraty, biogaz oraz przewodów elektrycznych), • zespół kogeneracyjny, • flara gazowa (pochodnia), • budynek techniczny, zawierający zespół kogeneracyjny, system sterowania, • przyrządy do oznaczania ilości suchej masy, suchej masy organicznej i pH.

6. Przykład – mikrobiogazownia w Studzionce (woj. śląskie) • Gospodarstwo Państwa Pojdów w Studzionce zlokalizowane jest w średnio zwartej zabudowie wiejskiej, • Na terenie otoczonym z dwóch stron działkami sąsiadów, po drugiej stronie ulicy zabudową mieszkaniową a w kierunku zachodnim ok. 100 m małe gospodarstwo i zabudowa mieszkaniowa, • Na działce budowlanej zlokalizowane są: dom mieszkalny, garaże maszyn, kurnik, chlewnia, zbiornik gnojowicy i inne pomieszczenia gospodarcze oraz silosy zboża, • Przy z zrzutach i wywozie gnojowicy nasilały się wyziewy odorów, a w okresie letnim ze zbiornika gnojowicy wydzielał się metan. Ten stan spowodował, że gospodarz zaczął się interesować możliwością znacznego obniżenia (wręcz likwidacją) odorów w obejściu.

7. Widok z góry na gospodarstwo i sąsiednie zabudowania 1 2 5 4 3 6 2 1 - biogazownia 2 - kurniki 3 - chlewnia 4 - zbiornik reszty pofermentacyjnej 5 - garaże 6 - dom mieszkalny

8. Rozporządzenie ministra rolnictwa i rozwoju wsi w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle rolnicze i ich usytuowanie z dnia 25 marca 2013 r. (t.j. z dnia 16 stycznia 2014) § 7. Odległości komór fermentacyjnych i zbiorników biogazu rolniczego powinny wynosić co najmniej: 1) 20 m od pomieszczeń przeznaczonych na pobyt ludzi oraz od budynków inwentarskich, 2) 20 m od budynków innych niż określone w pkt 1 niepowiązanych technologicznie z instalacją służącą do otrzymywania biogazu rolniczego, 3) 5 m od granicy działki sąsiedniej, 4) 15 m od składu węgla i koksu, 5) 15 m od komór fermentacyjnych i zbiorników biogazu rolniczego, będących elementem odrębnych instalacji służących do otrzymywania biogazu rolniczego, 6) 15 m od silosów na zboże i pasze, 7) 5 m od innych obiektów budowlanych nie będących budynkami. § 6. – odległości otwartych i zamkniętych zbiorników na produkty pofermentacyjne

9. Mikrobiogazownia rolnicza w StudzionceMoc kogeneratora: 30 kW(w czasie budowy)

10. Kurnik Kanały zrzutowe odchodów Chlewnia Zrzut gnojowicy Zbiornik wstępny

11. Otwór wrzutowy do zbiornika wstępnego nakrywany klapą

12. Maszynownia w wydzielona z garażu maszyn rolniczych 1 3 2 1 1 4 1. maszynownia, 2. kogenerator 3. chłodnica awaryjna 4. tłumik

13. Kogenerator 30 kW 1 2 3 4 1 - silnik spalinowy, 2 - prądnica, 3, 4 - wymienniki ciepła

14. Mikrobiogazownia w Szewni Przydomowa biogazownia wytwarza gaz na potrzeby gospodarstwa domowego. Do komory fermentacyjnej raz na dobę wrzuca się ok. 50 kg ulegających fermentacji płodów rolnych bądź ich odpadów (buraki, zboże, słoma, liście). Z takiej ilości powstaje na godzinę około 1 m3 biogazu. - moc 20 kWt - hydrolizer o objętości = 1,7 m3- fermentor o objętości = 8 m3- zbiornik biogazu o objętości = 10 m3

16. Inne (transportowalne) rozwiązania • Modułowe, mobilne (bez fundamentu) instalacje mikrobiogazowni, produkowane w różnych opcjach mocy, wykorzystujące odchody zwierzęce, kiszonki i odpady produkcji rolnej do wytwarzania biogazu • Przeznaczone dla małych gospodarstw rolno-hodowlanych oraz przedsiębiorstw przetwórstwa rolnego, spożywczego • Otrzymany biogaz może być spalany bezpośrednio w piecu lub jako paliwo gazowe zasilać silnik spalinowy kogeneratora • Moc generatora dla jednej komory 10-40 kW

17. Mikrobiogazownia kontenerowa (Instytut Maszyn Przepływowych + Politechnika Śląska) 3 2 1 4 1 - komora fermentacyjna, 2 - zasyp, 3 - przelew syfonowy, 4 - właz rewizyjny

18. Transport mikrobiogazowni 3 1 2 1 - komora fermentacyjna, 2 - miejsce na kogenerator i podest obsługi, 3 - zasyp do załadunku substratów

19. Kontenerowa mikrobiogazownia rolnicza KMR 7 Wnętrze komory: układ przelewowy, pompa wirnikowa, instalacja ogrzewania

20. Główne parametry techniczne prostopadłościenny, spawany, szczelny zbiornik ze stali węglowej, o wewnętrznych wymiarach: 2,5 x 2,5 x 12,0 m (wymiary kontenera morskiego) kubatura zbiornika: 75 m3, pojemność czynna ok. 60 m3 zewnętrzne ocieplenie z blachy trapezowej, z warstwą wełny mineralnej zintegrowany z komorą fermentacyjną zbiornik biogazu (na dachu komory) wewnętrzna instalacja ogrzewania przelewowy system usuwania masy pofermentacyjnej nowatorskie rozwiązanie systemu przemieszania masy fermentującej (bez mieszadła) możliwość zintegrowania komory z układem kogeneracyjnym (na podeście obsługi) produkcja biogazu od 3,5 do 5 m3 na godzinę (zawartości metanu ok. 55%)

21. Przepust gazowy do zamontowania zbiornika (worka) na gaz Montaż zadaszenia mikrobiogazowni Zamontowany zbiornik biogazu, widoczne zadaszenie komory

22. Przykładowy zestaw substratów, możliwe uzyski biogazu i energii

23. Mikrobiogazownia kontenerowa ITP/o. Poznań (producent Mega Bełżyce)

24. Inne opcje tego rozwiązania dają możliwość uzyskania mocy 25-36 kW

25. Przykładowy zestaw substratów, możliwe uzyski biogazu i energii

26. Fermentacja sucha odchodów, odpadów i produktów ubocznych z rolnictwa oraz biodegradowalnych odpadów stałych Fermentacja w pomieszczeniach typu garażowego, hermetycznie zamkniętych, odgrzewanych i zraszanych tak zwanym „perkolatem” najczęściej w temperaturze mezofilnej Etapy przebiegu procesu: • 1 faza: aerobowa – tlenowa napowietrzanie substratu - samoczynne nagrzewanie •2 faza: anaerobowa – beztlenowa z perkolacją - wytwarzanie biogazu •3 faza: aerobowa – tlenowa higienizacja, osuszanie

27. Etapy przebiegu procesu

28. Mobigas – mobilne biogazownie kontenerowe Ekoinnowacje (Koszęcin na Śląsku)

29. KOSUBSTRATY ODPADY CELOWE ROŚLINY • odchody zwierząt • młóto z browarów • wywar z gorzelni • wytłoki owocowe • wytłoki warzywne • makuchy rzepakowe • frakcja glicerynowa • odpady z rzeźni • kukurydza • trawy • burak • słonecznik • żyto i pszenżyto • koniczyna i lucerna • sorgo • inne

30. Logistyka zbioru i dostaw substratów • Dostępność substratów • Odległość (transport) • Przechowywanie, składowanie • Wstępna obróbka (higienizacja, homogenizacja) • Gwarancja ilości i składu chemicznego • Odpady z wybranych działów specjalnych rolnictwa • W gospodarstwach agroturystycznych – resztki ze stołówki/kuchni

31. Wydajność odchodów zwierzęcych w produkcji biogazu

32. Produkcja biogazu z surowców odpadowych

33. Produkcja biogazu z surowców odpadowych Przeterminowana karma dla psów

34. Wydajność biogazu z różnych roślin

35. ENERGIA SŁONECZNA Średnioroczne sumy promieniowania słonecznego całkowitego padającego na obszarze Polskina jednostkę powierzchni poziomej (MJ/m2) na podstawie pomiarów IMGW

36. Bardzo dobre parametry izolacyjne przegród zewnętrznych umożliwiają ograniczenie strat energii Promieniowanie słoneczne ogrzewa pomieszczenia wylot powietrzawlot świeżego powietrza z filtrem Centrala wentylacyjna Rekuperator Gruntowy wymiennik ciepła BUDYNKI PASYWNE Przykład budynku mieszkalnego z pasywnymi systemami ogrzewania słonecznego – Dom pasywny

37. KOLEKTORY SŁONECZNE

38. PRZYKŁAD – GOSPODARSTWO AGROTURYSTYCZNE Budynek mieszkalny o powierzchni użytkowej 150 m2 posiadający dwie kondygnacje – parter i poddasze. Instalacja słoneczna zaopatruje w ciepłą wodę gospodarstwo agroturystyczne, zamieszkałe na stałe przez 6 osób oraz dysponujące 4-6 miejscami noclegowymi, a także basen znajdujący się na terenie posesji

39. Instalacja wykonana w 2004 roku • 8 płaskich kolektorów słonecznych • Powierzchnia czynna jednego kolektora - 1,82 m2 • Izolacja - wełna mineralna o grubości 55 mm • Zbiornik na wodę (wymiennik ciepła) o pojemności 400 l • Wymiennik basenowy (przeznaczony do podgrzewania wody basenowej) • Nośnik energii - glikol • Dogrzewanie grzałką elektryczną Fragment instalacji (od lewej zbiornik, zespół pompowo-sterownikowy, zestaw przyłączeniowy podgrzewacza, zespół naczynia przeponowego)

40. Czujnik temperatury Odpowietrzenie KolektorKS 2000 Zawór mieszający Grzałka elektrycznaCzujnik temp. Zespół pompowo-sterowniczy Zawór trójdrogowy Zasilanie zimną wodą Zasobnik CW Czujnik temp. Wymiennik ciepła Ø 1” Ø 2” Zawór spustowy Pompa basenowaFiltr basenowy Schemat instalacji solarnej dla ogrzewania c.w.u. i wody w basenie

41. EFEKTY GOSPODARSTWA AGROTURYSTYCZNEGO • W wyniku zmiany sposobu ogrzewania ciepłej wody użytkowej i wody w basenie, z ogrzewania elektrycznego na zasilane kolektorami słonecznymi w okresie od wiosny do jesieni włącznie (siedmiu miesięcy), nastąpiło zmniejszenie zużycia energii elektrycznej na ogrzewanie wody sięgające 99% (z bojlera elektrycznego 2 kW do 15 W pompy) • W skali całego roku oszczędność ta wynosi ok. 58%

42. OGNIWA FOTOWOLTAICZNE

43. KOTŁOWNIA NA SŁOMĘ

49. URZĄDZENIE DO PRODUKCJI GRANULATU

50. Spalanie ziarna owsa lub innej drobnej biomasy