minivergister

[MelkboerLuc]

ben al een tijdje op zoek hoe ik het best methaangas kan opvangen van een septische put in een woning.

graag had ik dat gas willen opvangen om er mijn huis mee te verwarmen ipv een cv met aardgas.

Hallo,

Hier ben ik bezig met het bestuderen van een mini-vergister op een melkveebedrijf.

(niet echt passend missschien tussen al deze huiswerk-vragen, maar ik ken hier mijn weg niet te goed en ben hier via Uncle google geraakt)

Bedoeling is om de mest van koeien te verwarmen, te laten vergisten en de methaangas op te vangen.

Pas op, bij mini-vergister spreken we toch over ongeveer 1500-2000 m³ per jaar

Het is perfect mogelijk om daar een Stirling-motor mee te laten draaien die een generator aandrijft die electriciteit produceert. (met bovenstaande cijfers tot 60.000Kwh)

Eerste praktijkvoorbeelden : http://www.enerpedia.be/nl/pocketvergisting

Mijn vraag:

Naast mijn electriciteitsbehoeft verbruik ik ook nog 12.000 liter mazout per jaar voor op korte tijd verwarmen van water in een wekelijks warmtewisselingsproject

Naar analogie van bovenstaande quote vraag ik mij af hoe het praktisch mogelijk is daar een centrale verwarming op aan te sluiten op dat methaangas en desgevallend welke reiniging dit methaangas moet ondergaan (verwijderen CO² of N²?) en welk rendement dit zou kunnen hebben t o v bijvoorbeeld mazout.

Ik veronderstel dan ook dat dit niet kan met de mazout CV ketel, maar dat ik een andere (doorstroom?)brander nodig heb?

[Jan van de Velde]

Verplaatst naar praktische wetenschappen

[Jan van de Velde]

Pas op, bij mini-vergister spreken we toch over ongeveer 1500-2000 m³ per jaar

Het is perfect mogelijk om daar een Stirling-motor mee te laten draaien die een generator aandrijft die electriciteit produceert. (met bovenstaande cijfers tot 60.000Kwh)

2000 m³ gronings aardgas heeft een stookwaarde van om en nabij de 17 500 kWh. Bij dit biogas zal dat (fors) lager zijn, laten we eens zeggen 12 000 kWh. Met een generatorrendement van laten we optimistisch zeggen 40% is ongeveer 5000 kWh elektra per jaar een realistischer inschatting.

[MelkboerLuc]

2000 m³ gronings aardgas heeft een stookwaarde van om en nabij de 17 500 kWh. Bij dit biogas zal dat (fors) lager zijn, laten we eens zeggen 12 000 kWh. Met een generatorrendement van laten we optimistisch zeggen 40% is ongeveer 5000 kWh elektra per jaar een realistischer inschatting.

Dank voor uw antwoord,

ik denk dat er een vegissing in het spel is, ik had het over 2000 m³, maar ik bedoelde dan het vergisten van 2000 m³ mest! en niet het maken van 2000 m³ aardgas

Volgens cijfers van de firma zou 1m³ verwarmde mest met een doorlooptijd van 40 dagen ongeveer 30m³ gas geven, inhoud 60 % methaangas en 40% CO².

Het is een continu proces, er wordt per dag 5 m³ (digestaat of verwerkte )mest uitgepompt en er wordt per dag 5 m³ nieuwe verse mest ingepompt .

maar die 60.000 kW is echt wel bewezen hoor, aandrijving van een soort generator die aangedreven wordt door die Sterling motor.

Blijkens hun cijfers zou dus 1 m³ methaangas resulteren in 1 Kwh.

Heb vandaag de installatie gezien en het is echt wel indrukwekkend.

Ik doe even voort op uw redenering, 2000 m³ Gronings aardgas geeft 17500 Kwh stookwaarde

Ik heb nu een warmtevraag van een cv ketel met warmtevermogen van 210 Kw

17500 / 210 = 83

2000 m³ /83 = 24

Klopt het als ik denk dat ik 24 m³ gas zou nodig hebben per uur in mijn "methaangas" ketel of brander?

Of ben ik helemaal fout ...?

[Fred F.]

De stookwaarde (onderste verbrandingswaarde) van methaan is 36 MJ/m³ = 10 kWh/m³.

Jouw biogas bevat 60 % methaan en 40 % CO2 dus de stookwaarde is 60 % van 10 kWh/m³ = 6 kWh/m³.

Voor 2000 m³ biogas zou dat 12000 kWh stookwaarde zijn zoals Jan van de Velde al eerder aangaf.

Volgens cijfers van de firma zou 1m³ verwarmde mest met een doorlooptijd van 40 dagen ongeveer 30m³ gas geven, inhoud 60 % methaangas en 40% CO².

Maar nu blijkt dat het geen 2000 m³ biogas per jaar is maar 5 m³ mest per dag, dus 5 m³/dag _* 30 m³/m³ _* 365 dagen/jaar = 55000 m³ biogas per jaar (oftewel 6 m³/uur). Dat vertegenwoordigt een stookwaarde van 55000 m³ _* 6 kWh/m³ = 330.000 kWh/jaar.

maar die 60.000 kWh is echt wel bewezen hoor, aandrijving van een soort generator die aangedreven wordt door die Sterling motor.

Blijkens hun cijfers zou dus 1 m³ methaangas resulteren in 1 Kwh.

Dat is inderdaad heel goed mogelijk want dat vergt een Stirling+Generator rendement van slechts 17 %. Over welke firma gaat het hier?

Het rendement van een Stirling is sterk afhankelijk van wat men met de afvalwarmte wenst te doen. Wordt die gewoon verloren naar de atmosfeer omdat men alleen elektriciteit en niet geïnteresseerd is in warmte dan kan het elektrisch rendement misschien wel 40 % zijn, zoals Jan van de Velde schreef. Maar wil men de Stirling niet koelen met koude lucht maar door water op te warmen dan daalt het elektrisch rendement, maar daar krijgt men dan wel veel warmte voor terug. Het hangt ervan af hoe heet je het water wilt hebben hoe ver het elektrisch rendement daalt. Zo'n combinatie van Stirling+Generator+CV is gewoonlijk één apparaat. Over welke firma gaat het hier?

Ik heb nu een warmtevraag van een cv ketel met warmtevermogen van 210 kW

Een CV ketel van 210 kW levert aan warmte 210 kWh/uur. Als die ketel een rendement van 100 % zou hebben (gebaseerd op onderste verbrandingswaarde) heb je dus ook een stookwaarde van 210 kWh/uur aan biogas nodig en dat is 210 kWh/uur / 6 kWh/m³ = 35 m³/uur biogas.

Maar je hebt slechts 6 m³/uur biogas beschikbaar....

Met een state-of-the-art Stirling/Generator/CV moet het mogelijk zijn om 27 % elektrisch rendement plus 48 % thermisch rendement te bereiken, samen 75 % totaal rendement (efficiency). Zie hier, kies Product&Technology (boven) en daarna Basic Statistics (links).

In jouw geval met een beschikbare biogas stookwaarde van 330.000 kWh/jaar zou dat 89000 kWh/jaar ( = 10 kW) elektriciteit en 158000 kWh/jaar ( = 18 kW) warmte per jaar opleveren. Je oude CV-ketel zul je dus nog steeds nodig hebben want die 18 kW stelt weinig voor t.o.v. die 210 kW.

[MelkboerLuc]

héhé, dat is een hele boterham. Dankje wel

Ik heb nu niet meer de tijd om te antwoorden of flink te bestuderen, dat zal voor maandag zijn

Het voordeel van die vergister is dat niet alles in één keer moet, er is een serieuze opslag van methaan

Dus motor en cv kunnen evt gescheiden in tijd werken. Of cv kan een gedeelte van de voorraad wegnemen en dan na een weekje weer opnieuw enz...

Het nu werkende project staat hier

[Fred F.]

Die Biolectric Stirling is dus, net als die eerdergenoemde StirlingBiopower, ook een combineerde productie van electriciteit en warmte (WKK).

Dimensionering (bron: Biolectric)

WKK unit: Stirling principe – 8.5 kW

Groene elektriciteitsproductie: 65.000 kWh/jaar

Groene warmte productie: 200.000 kWh/jaar

Mest: ca. 2.000 m³/jaar

Dit betekent:

electrisch rendement = 18 %

thermisch rendement = 56 %

totaalrendement = 74 %

Het totaalrendement komt overeen met dat van die StirlingBiopower, maar het elektrisch rendement is lager bij een hoger thermisch rendement. Een kWh elektriciteit is echter meer waard dan een kWh warmte.

Het voordeel van die vergister is dat niet alles in één keer moet, er is een serieuze opslag van methaan

Mooi, maar dat verandert niets aan de jaarproductie van biogas.

Dus motor en cv kunnen evt gescheiden in tijd werken. Of cv kan een gedeelte van de voorraad wegnemen en dan na een weekje weer opnieuw enz...

Het ontgaat me wat het voordeel daarvan zou zijn. Het doel van de installatie is toch om zoveel mogelijk euros op te leveren, en dat bereik je door zoveel mogelijk electriciteit te produceren als je die Stirling eenmaal gekocht hebt.

Bovendien zul je bij lange na niet genoeg biogas hebben om een CV-ketel van 210 kW te voeden, dus waarom zou je dan al het gedoe willen om die ketel ook geschikt te maken om naast mazout ook nog wat biogas te verstoken?

[MelkboerLuc]

Dus 10 Kwh per m³ methaangas

Vanwege de onzuiverheid met CO² dus 10 / 0,6 = 16,66 m³ biogas

220/10 = 22 * 16.66 = 330 m³ biogas die ik zou nodig hebben voor een uur stoken.

Dat lijkt mij veel, en onhaalbaar, ik kan mij ook niet voorstellen welke brander ik daarvoor zou nodig hebben

In jouw berekeningen kom je aan 35 m³ per uur?

Dat er maar 6 m³ per uur geproduceerd wordt zou geen probleem mogen zijn, er is toch voorraad genoeg (ongeveer 300 m³?) Indien nodig kan die voorraad nog groter gemaakt worden, eventueel onder druk opgeslagen in een tank?

Wat betreft het rendement van de Stirling motor wordt de restwarmte enerzijds gebruikt voor het opwarmen van de mest, pakweg van 15° tot 40°. Dit moet de methaanproductie in gang zetten en onderhouden. De mestvergister beslaat een 300m³ en de ballon gas die erboven gevormd wordt is mijns inziens even groot.De mest wordt in de vergister rondgepompt, en ondertussen ook door een warmte wisselaar geduwd, i c m die Stirling

Zodoende wordt er ongeveer 64.000 Kwh bruto geproduceerd, waarvan 9000 Kwh gebruikt wordt om de motoren en toevoerpomp en rondpomp aan te sturen+regeltechniek.

Ik weet niet welke motor en generator hiervoor gebruikt wordt, de fabrikant houdt dit wijselijk geheim

Die Biolectric Stirling is dus, net als die eerdergenoemde StirlingBiopower, ook een combineerde productie van electriciteit en warmte (WKK).Dit betekent:electrisch rendement = 18 %thermisch rendement = 56 %totaalrendement = 74 %

Het totaalrendement komt overeen met dat van die StirlingBiopower, maar het elektrisch rendement is lager bij een hoger thermisch rendement. Een kWh elektriciteit is echter meer waard dan een kWh warmte.Mooi, maar dat verandert niets aan de jaarproductie van biogas. Het ontgaat me wat het voordeel daarvan zou zijn. Het doel van de installatie is toch om zoveel mogelijk euros op te leveren, en dat bereik je door zoveel mogelijk electriciteit te produceren als je die Stirling eenmaal gekocht hebt.

Bovendien zul je bij lange na niet genoeg biogas hebben om een CV-ketel van 210 kW te voeden, dus waarom zou je dan al het gedoe willen om die ketel ook geschikt te maken om naast mazout ook nog wat biogas te verstoken?

Ik wens enerzijds electriciteit te produceren, zoveel mogelijk opbrengst, maar in België is er een verschil in installatie boven of onder de 10 Kwpiek. Dus dan blijft het Stirling gedeelte best net onder de 10 Kwpiek.

Daarbij stelde ik mij de vraag of ik nog meer biogas zou kunnen produceren, en àls ik die biogas nuttig zou kunnne gebruiken om die 12000 liter mazout te vervangen, geheel of gedeeltelijk.

Uit bovenstaande antwoorden blijkt dit dus een moeilijke operatie te worden.

[Fred F.]

Dus 10 Kwh per m³ methaangas

Vanwege de onzuiverheid met CO² dus 10 / 0,6 = 16,66 m³ biogas

220/10 = 22 * 16.66 = 330 m³ biogas die ik zou nodig hebben voor een uur stoken.

Ik heb geen idee wat je hier rommelt. Dit is geen fatsoenlijke berekening.

In jouw berekeningen kom je aan 35 m³ per uur?

Voor een CV-ketel die daadwerkelijk op 210 kW draait heb je inderdaad 35 m³/uur biogas nodig waarvan de stookwaarde 6 kWh/m³ is. Als de ketel in de praktijk veel minder doet dan zijn maximale capaciteit dan heb je ook veel minder biogas nodig. Je hebt het over 12000 liter mazout, ik neem aan per jaar, maar dat komt overeen met een stookwaarde van ongeveer 120.000 kWh/jaar, oftewel een vermogen van slechts 14 kW.

Dat er maar 6 m³ per uur geproduceerd wordt zou geen probleem mogen zijn, er is toch voorraad genoeg (ongeveer 300 m³?) Indien nodig kan die voorraad nog groter gemaakt worden, eventueel onder druk opgeslagen in een tank?

De grootte van de voorraad doet totaal niets terzake.

Bij 5 m³/dag mest is de biogas productie 6,3 m³/uur = 150 m³/dag = 1050 m³/week = 4600 m³/maand = 55000 m³/jaar. Dat verandert echt niet door de voorraad te vergroten, dat maakt absoluut niets uit. Vergelijk het met je mazout tank: al maak je die nog zo groot, het heeft geen enkele invloed op je mazout jaarverbruik.

Als je besluit zo'n Stirling te kopen dan gaat al het biogas daarin op en heb je helemaal geen biogas over om je mazoutverbruik te reduceren. Je kunt een kuub biogas immers maar één keer gebruiken: ofwel in de Stirling, ofwel in de CV-ketel.

[MelkboerLuc]

bij de berekening van mijn mazoutverbruik ga je te kort door de bocht, ik verbruik 12.000 liter mazout, die wordt verbruikt op een cv installatie van 210 Kw. Heb ik ergens gezegd dat die cv constant vollen bak aan het werk is ? Neen, die wordt zo 1 of 2 keer in de week gedurende anderhalf uur gebruikt, aan vollen bak. De cv van 210 Kw bestaat eigenlijk uit 2 branders van 120+90 Kw. De rest van de week is er slechts eentje die moet werken om warmte te leveren aan een boiler van 600 liter, maar dit is slechts onderhoud.

Ik snap niet hoe je er bij komt dat ik geen tijdelijke vooorraad gas kan opgebruiken. Als daar 300 m³ gas in voorraad zit en als ik 35m³ per uur nodig zou hebben, dan kan hij toch 9 uur draaien tegen dat de voorraad op is ? Anders snap ik er helemaal geen zak van

[Fred F.]

Als daar 300 m³ gas in voorraad zit en als ik 35m³ per uur nodig zou hebben, dan kan hij toch 9 uur draaien tegen dat de voorraad op is ?

Je kunt enkele uren op de voorraad draaien maar daarna moet je die dagenlang weer aanvullen en in die tijd heb je weinig of geen biogas voor de Stirling.

Om 12.000 liter/jaar mazout te vervangen heb je ongeveer 20.000 m³/jaar biogas nodig.

5 m³/dag mest levert 55.000 m³/jaar biogas, maar als daarvan 20.000 m³/jaar naar de CV-ketel gaat heb je nog maar 35.000 m³/jaar biogas voor de Stirling en dat levert dan nog maar 38.000 kWh electriciteit, oftewel 4,3 kW gemiddeld over het jaar. En dat terwijl die Biolectric Stirling een maximum capaciteit heeft van 8,5 kW, dus dan loopt die Stirling gemiddeld op slechts halve kracht. Merk op dat in deze berekening de grootte van de voorraad niet voorkomt, want die doet op jaarbasis niets terzake.

Nu ga jij natuurlijk zeggen: "ja maar ik kan de Stirling toch best op 8,5 kW laten draaien door mijn voorraad op te maken?" Ja, dat kan een tijdje maar als de voorraad op is moet je die weer aanvullen door de Stirling op zéér lage capaciteit te laten draaien, of uitschakelen, om biogas over te houden voor het opnieuw vullen van de voorraad. Daar schiet je dus niets mee op want de jaarproductie wordt daar niet groter van. Die voorraad dient als buffer om de boel draaiende te houden voor het geval er problemen zijn bij de mestvergisting (verminderde of geen biogas productie) of Stirling (storing of onderhoud), dus zodat de vergisting door kan gaan als de Stirling uitgevallen is, of zodat de Stirling voorlopig op een lagere capaciteit door kan blijven draaien als de mestvergisting niet goed werkt. Eigenlijk moet die voorraad niet bomvol zijn want dan heb je een probleem als de Stirling uitvalt, halfvol geeft je flexibiliteit naar beide kanten.

Het al dan niet vervangen van mazout door biogas is in feite een centenkwestie: weegt de besparing aan mazout kostprijs op tegen de verminderde elektriciteitsopbrengst plus ombouwkosten van de CV-ketel?

[MelkboerLuc]

het was mijn bedoeling om uit te zoeken wat het optimale was: een stuk electriciteit uit gas en daarnaast proberen om de warmtevraag in te vullen met een brander op methaangas.

Als blijkt dat er zoveel verschil is in rendement, en in het voordeel van de electriciteit, dan moet ik niet overwegen om een gasbrander aan te kopen of om te bouwen.

Dat lijkt mij nu wel duidelijk.

Bedankt voor de antwoorden die mijn kennis bijgespijkerd hebben

Of het hele project op mijn bedrijf doorgang zal vinden weet ik nog niet, eerst nog even overleggen met leverancier, boekhouder en mijn Euro-sponsor

Als het kan bezorg ik nog wel even een update

[MelkboerLuc]

updates staan hier

http://www.ecologieforum.eu/viewtopic.php?f=7&t=1966

[Fred F.]

Mooi, ik zal dat hele topic eens doornemen.

[Doffer]

Hoi Luc,

Een interessant topic ben je gestart.

Nog wat kritische vragen:

Wat voeg je naast mest en warmte nog meer toe om biogas te creëren?

denk aan backterien of andere stoffen welke de vergisting in stand houden.

En wat kosten deze toevoegingen om een m3 biogas te produceren?

Je moet wekelijks melk van 3 naar 30*C verwarmen. kun je hiervoor niet de 40*c restwarmte gebruiken uit je stirling motor ipv de ketel op mazout ?

De ketel gebruik je dan alleen nog maar om 70*C drinkwater te maken. hierdoor zul je veel Mazout besparen.

p.s. wanneer teveel aan gas geproduceerd wordt dan laat je dit toch niet onverbrand in de atmosfeer los?

Graag eerst verbranden naar CO2, methaan is 23x zo erg voor het broeikaseffect dan CO2!