Modelling of environmental-energy efficiency Of the biogas installation with heat supplying Of the biomass fermentation process

Abstract

У роботі відзначено чинники прибутковості та екологічності біоконверсії. Як один з основних чинників запропоновано враховувати зниження витрат теплової енергії на зброджування органічних відходів під час їх утилізації. Наголошено на доцільності використання відновлюваних джерел енергії для термостабілізації процесу зброджування, особливо в термофільному режимі зброджування органіки. Як приклад наведено енергоефективну біогазову установку зі структурно-технологічною схемою. Вона отримує теплову енергію для підвищення своєї ефективності від сонячного колектора й теплового насоса. Запропоновано оцінювати енергоефективність біогазової установки з урахуванням вартості продуктів біоконверсії та витрат на забезпечення цього процесу. Запропоновано математичну модель для обґрунтування еколого-економічної ефективності біогазової установки з мінімальними витратами енергії на термостабілізацію процесу зброджування біомаси. Модель ґрунтується на теорії нечітких множин, яка використовує лінгвістичні змінні. Лінгвістичні змінні враховують вплив кількісних і якісних чинників на цільову функцію.

The determinants of profitability and environmental friendliness of bioconversion are noted in the paper. As one of the major factors the reduction of thermal energy costs for the fermentation of organic wastes in their utilization is proposed to take into consideration. The expediency of using renewable energy sources for thermal stabilization of the fermentation process, especially in the thermophilic mode of organic fermentation, is emphasized. The energy efficiency biogas installation with structural and technological scheme is given as an example. It receives thermal energy to increase its efficiency a solar collector and a heat pump. It is proposed to evaluate the energy efficiency of a biogas plant taking into account the cost of bioconversion products and the costs of providing this process. A mathematical model was proposed to substantiate the environmental-economic efficiency of a biogas installation with the minimum energy costs for the thermal stabilization of the biomass fermentation process. The model is based on fuzzy set theory which uses linguistic variables. Linguistic variables take into account the influence of quantitative and qualitative factors on the objective function.