Математическая зависимость процесса когенерации биогаза в электрическую энергию при психрофильном режиме : Mathematical dependence of cogeneration process of biogas into electrical energy in psychrophilic regime

• Main Authors: Савватеева Ирина Аркадьевна, Друзьянова Варвара Петровна
• Format: Report
• Language: unknown
• Published: Дальневосточный аграрный вестник 2021
• Subjects: анаэробный процесс; биогазовые технологии; биогаз; когенерация; психрофильный режим; летние фермы; автономное электричество; независимое автономное производство; биоэнергетические установки; anaerobic process; biogas technologies; biogas; cogeneration; psychrophilic regime; summer farms; autonomous electricity; independent autonomous production; bioenergy installations; Sakha; Republic of Sakha; Yakutia; Саха; Якути*; Якутия
• Online Access: https://dx.doi.org/10.24412/1999-6837-2021-4-182-190; https://cyberleninka.ru/article/n/matematicheskaya-zavisimost-protsessa-kogeneratsii-biogaza-v-elektricheskuyu-energiyu-pri-psihrofilnom-rezhime

В Республике Саха (Якутия) по состоянию на 1 января 2021 г. находится 297 труднодоступных населённых пунктов с численностью населения 542,5 тыс. чел. Все необходимые элементы жизнеобеспечения доставляются лишь в холодные месяцы, когда открывается зимняя дорога. Но даже в этот сезон транспортировка осуществляется в недостаточном объёме, особенно следует отметить недостаток моторного топлива. Частично эту проблему можно решить, внедрив биогазовую технологию. Производство и использование биогаза может стать существенным вкладом в дело повсеместной организации мелких летних ферм. Оно позволит увеличить объемы удоев молока, а также даст возможность создать новые рабочие места в сельской местности (логистика, инженерные услуги, строительство зданий и сооружений). Проведённые теоретические исследования позволили наметить пути решения изложенной отраслевой задачи путем разработки новых технологических решений, позволяющих освоить децентрализованные угодья. Существующие в данное время зарубежные и российские биогазовые технологии исключают возможность их применения в природно-климатических условиях ведения производства в аграрном секторе Якутии, так как они рассчитаны для крупных животноводческих хозяйств, имеют значительную цену и работают в мезофильном режиме, то есть требуют подключения к центральной электрической сети. Главным критерием использования биогаза как топлива является возможность создания энергонезависимого автономного производства. Биогаз используют как альтернативное топливо в системах отопления помещений, как моторное топливо в двигателях внутреннего сгорания. Его преобразуют в электроэнергию и применяют в приготовлении пищи. Якутскими учеными, ввиду холодного климата региона, исследован и апробирован анаэробный процесс в психрофильном режиме работы установок. При этом впервые разработаны динамическая и математическая модели анаэробного процесса при психрофильном режиме работы биогазовых установок : In the Republic of Sakha (Yakutia), as of January 1, 2021, there are 297 hard-toreach settlements with a population of 542.5 thousand people. All the necessary life support elements are delivered only in the cold months, when the winter road opens. But even in this season, transportation is carried out in insufficient volume, especially the lack of motor fuel should be noted. Part of this problem can be solved by introducing biogas technology. The production and use of biogas can become a significant contribution to the widespread organization of small summer farms. It will increase the volume of milk yields, as well as provide an opportunity to create new jobs in rural areas (logistics, engineering services, construction of buildings and structures). The theoretical studies carried out made it possible to outline ways to solve the stated industry problem by developing new technological solutions that allow the development of decentralized lands. The currently existing foreign and Russian biogas technologies exclude the possibility of their application in the natural and climatic conditions of production in the agricultural sector of Yakutia, since they are designed for large livestock farms, have a significant price and operate in mesophilic mode, that is, they require connection to the central electric grid. The main criterion for using biogas as a fuel is the possibility of creating a non-volatile autonomous production. Biogas is used as an alternative fuel in indoor heating systems, as motor fuel in internal combustion engines. It is converted into electricity and used in cooking. Yakut scientists, due to the cold climate of the region, investigated and tested the anaerobic process in the psychrophilic mode of the installations. At the same time, dynamic and mathematical models of the anaerobic process in the psychrophilic mode of operation of biogas plants were developed for the first time