Jednym ze sposobów wykorzystania energii odnawialnej jest biomasa. Z 1 ha użytków rolnych zbiera się rocznie ok. 10 t biomasy co porównywalne jest z 5 t węgla kamiennego.

Z punktu widzenia ekologicznego spalanie biomasy jest przyjazne środowisku, gdyż wydzielający się podczas spalania dwutlenek węgla jest asymilowany przez rosnące rośliny, zatem jego zawartość w atmosferze nie ulega zwiększeniu.

Energię z biomasy uzyskuje się poprzez: spalanie biomasy roślinnej ( np. drewna, słomy, itd. ), wytwarzanie oleju napędowego z roślin oleistych, fermentację alkoholową trzciny cukrowej,  ziemniaków, buraków, zbóż, oraz beztlenową fermentację metanową odpadowej masy organicznej.

Jednym z najprostszych sposobów wykorzystania biomasy jest ogrzewanie budynków mieszkalnych. Na rynku istnieje obecnie wiele ofert kotłów na biomasę, a ich paliwem mogą być: brykiety i pellety, zrębki drzewne, drewno kawałkowe oraz trociny, wióry i kora. Każde z nich charakteryzuje się inną wartością opałową jak i zawartością popiołu.

Kotły na paliwo stałe możemy podzielić na kotły z górnym oraz dolnym spalaniem. Proces spalania w tych pierwszych zachodzi bez żadnej kontroli, mają one niską sprawność a znaczna część energii jest tracona. Kotły ze spalaniem dolnym są zautomatyzowane a proces spalania jest automatycznie sterowany. Niestety ten rodzaj kotłów jest dużo droższy od kotłów ze spalaniem górnym, dodatkowo niektóre jego osprzęty jak wentylator oraz regulator muszą być wspomagane prądem elektrycznym.

Do spalania pelletów, trocin oraz zrębków, a także groszku służą tzw. kotły retortowe. Są one w pełni zautomatyzowane i mogą współpracować z automatyką pogodową.  Paliwo dostarczane jest co kilka dni w zależności od  wielkości kotła.

 

 

Kocioł retortowy

Innym typem kotłów na biomasę są kotły zgazowujące. Ich sprawność jest na poziomie ok. 85%. Cały proces spalania odbywa się w kilku etapach :
I – suszenie i odgazowanie paliwa, odbywa się to w komorze zgazowania a efektem końcowym jest powstanie gazu drzewnego,
II – przy temperaturze ponad 1000°C odbywa się spalanie zupełne, zachodzi ono pod wpływem połączenia się gazu drzewnego z powietrzem wtłaczanym za pomocą wentylatora nadmuchowego,
III – spalanie całkowite, dotyczy paliwa, które nie zostało spalone w etapie II
IV – przejście spalin do wymiennika, gdzie następuje oddanie ciepła.
Temperatura w jakiej dochodzi do spalania gazu drzewnego to ok. 1200°C. Paliwo dostarczane jest co 8 do 12 godzin, przy dużej pojemności komory zgazowania zdarza się że nawet raz na dobę.

 

kocioł zgazowujący, kocioł na zgazowanie

 

Kocioł zgazowujący drewno

Aby kocioł działał z odpowiednią dla niego sprawnością oraz efektywnością musi zostać określona jego moc. Przy termomodernizacji budynku musi ona być tak dobrana, by cała instalacja mogła osiągać założone wcześniej parametry. Ponieważ wydajność kotła na biomasę jest trudno dostosować do zmieniającego się zapotrzebowania na ciepło, dlatego najczęściej zaleca się w tych instalacjach zastosowanie zbiornika akumulacyjnego. Magazynuje on ciepło wytwarzane przez kocioł, które jest wykorzystywane podczas jego wyłączenia. Pojemność zbiornika określa się na podstawie mocy kotła. Przyjmuje się, że na każdy kW mocy przypada 50 -70 l pojemności zbiornika. Charakter pracy zbiornika z kotłem jest cykliczny.
Instalacja oparta na biomasie wymaga nie tylko kotłowni ale również pomieszczenia, w którym będzie można gromadzić paliwo. Powinno być ono dostępne dla dostawcy i ze względu na bezpieczeństwo oddzielone od kotłowni. Składowisko musi spełniać wymagania m.in. przeciwpożarowe.

Istnieje wiele rozwiązań doprowadzania paliwa do kotła. W przypadku małej powierzchni składowiska stosuje się system z podajnikiem ślimakowym elastycznym. Jeżeli paliwo znajduje się w znacznej odległości od kotłowni stosuje się system pneumatyczny. Istnieją również rozwiązania dla kotłowni znajdującej się poniżej składowiska. Wówczas montuje się układy z silosami i nagarniaczami wachliwymi  i piórowymi.

Obecnie koszty związane z zakupem kotłów na biomasę jak i późniejszą ich eksploatacją są niestety duże. Jednak w dobie ciągle wzrastających cen energii pochodzących ze źródeł konwencjonalnych jest to technologia jak najbardziej poszukiwana i nabiera co raz to większego znaczenia. 

Autor: Joanna Szeremeta

Źródła:
www.info-ogrzewanie.pl
www.budujemydom.pl
www.biomasa.org.pl