Odborné články
Trendy v řízení provozu bioplynové stanice
Standardní součástí bioplynových stanic jsou řídicí systémy. Téměř každý dodavatel technologie přitom dodává svůj vlastní systém. Je to pochopitelné i z marketingového hlediska, ale zejména pro zajištění vzdálené komunikace s monitorovacím centrem dodavatele. I když řídicí systémy sledují obvykle stejné parametry, provedení a úroveň bývají různé.
Většina řídicích systémů bioplynových stanic (BPS) funguje na některé standardní technologické platformě a liší se více méně jen zobrazovací částí a možnostmi ovládání obsluhou. Je to dáno tím, že řízení chodu jednotlivých částí BPS je zajištěno tzv. průmyslovým počítačem, zatímco zobrazovací program běží na standartním PC. Největší rozdíl však nebývá v úrovni zobrazení, ale ve vybavenosti technologie pro analýzu a následné řízení provozu.
Inovace systémů
Ty
nejjednodušší řídicí systémy v podstatě umí „jen“ v časovém intervalu
spínat čerpadla, míchadla, dávkovače a další mechanické prvky. Na monitoru pak
najdeme jen záznam o době činnosti jednotlivých prvků.
Starší
systémy jsou sice jednoduché, spolehlivé a nenáročné na údržbu, na druhé straně
však od nich nelze očekávat reálnou informaci o provozu stanice. Pokud je v provozu
BPS vše „v pořádku“, většinou stačí. Jestliže však do BPS například vstupují
jiné substráty, než jsou v projektu, nebo obsluha požaduje maximální výkon, jsou
zpravidla nedostatečné a měly by být rozšířeny.
V prvé
fázi se řídicí systém musí rozšířit o monitorovací zařízení, které dodává
přesnou informaci o dávkování a toku surovin a dalších substancí
v technologickém procesu. Z těchto dat už je možné lépe analyzovat a
optimalizovat provozní stavy, je možné sledovat reakci na změnu a lépe tak vyhodnocovat
celý provoz BPS.
Dalším
krokem k dokonalejšímu řízení je zpětné zjišťování provozních parametrů
jednotlivých klíčových prvků. Je například možné zpětně sledovat průběh
zatížení elektromotorů u různých pohonů. Z těchto informací lze pak vyčíst
například zvýšené zahuštění substrátu ve fermentoru, opotřebení čerpadel a
míchadel či jiné změny oproti běžnému chování. Právě změna parametrů je pro
řízení a analytiku provozu nebo procesu základní informací. Často totiž nejde ani
tak o výši parametrů stanovenou měřením či rozborem. Důležitější je trend
sledovaného parametru a jeho skoková změna.
Provozní analýza
U
každé BPS čas od času – i přes relativně stabilní chování obsluhy a bez změny
dávkování surovin – dojde k poklesu produkce plynu nebo k rozkolísání
výkonu. Pokud řídicí systém nemá dostatečné analytické a servisní funkce, jsou
tyto provozní abnormality těžko zvládatelné nebo je jejich náprava zdlouhavá.
Proces pracuje nestabilně, neefektivně a část vstupního materiálu se nevyužije.
Některé systémy se snaží takové servisní úkony provádět a umí například podle
výkonu přidávat nebo ubírat dávku vstupních substrátů. Některé systémy jsou
dovybaveny základní analýzou procesu a měří obsah volného metanu, pH, FOS/TAC,
atd. Podle výsledků analýz se pak snaží udržet provoz v kondici.
Stabilita
fermentačního procesu je ale multikriteriální a najít správnou reakci na
vybočení jednoho parametru je obtížné. Dodavatelé analytických technologií to
řeší a vyvinuli již několik generací automatických analytických systémů, které
mají napravit chyby provozovatelů a stanovit optimální podmínky pro tvorbu a
využití bioplynu. Cílem je získat co nejvíce informací o substrátu, a to jak
vstupním, tak ve fermentoru, případně v nádrži na digestát. Čím více
informací je k dispozici, tím je reakce řídicího systému lepší a provoz
tak může být skutečně automatický. Stačí nainstalovat automatické dávkovací
zařízení pro vstupní substrát – a kromě kontroly a servisu nebude nutná další obsluha.
Nové metody
Největší problém analytických systémů bývá v kvalitě a objektivitě vstupních informací. Výsledky rozboru substrátů z různých laboratoří se totiž mohou významně lišit, zejména pole použité analytické metody, případně pracovního postupu. Podobně rozdílná data však skýtají i různé automatické systémy. Filtrace planých poplachů je pak obtížná. Vývojoví pracovníci proto intenzivně pracují na nových metodách analýzy.
Jednou z perspektivních je metoda spektrofotometrická, která pracuje na základě analýzy odrazu záření blízkého infračervené oblasti (NIRS). Vhodnou interpretací zjištěných hodnot je pak možné definovat modely chování BPS a dosáhnout automatizace provozu. Jaké výstupy je možné z takového měření získat, zobrazuje graf. Data sice mají nevyrovnaný průběh a v některých časových pásmech chybí, ale z dlouhodobého hlediska již vytvářejí zjistitelný trend, což umožňuje více méně správné rozhodování. V praxi jde zatím o ojedinělé instalace, ale rozvoj technologií je překotný, a tak můžeme očekávat další pokrok.
Článek byl publikován v časopisu Energie 21 5/2015.
Autor úvodní fotografie: Jiří Trnavský
Tweet
Článek: Tisknout s obrázky | Tisknout bez obrázků | Poslat e-mailem
Související články:
Nová povinnost k instalacím pro kotle na biomasu
Sláma jako substrát pro bioplynové stanice zpracovávající hnůj a její výtěžnost
Jarošovice: Kombinace kompostárny a bioplynové stanice
Již i v Česku bude automobily pohánět biometan
Kuchyňské drtiče gastroodpadu
Rozdělení pracovních příležitostí v odvětví obnovitelných zdrojů energie
Zobrazit ostatní články v kategorii Bioodpady a kompostování, Bioplyn, Obnovitelné zdroje energie, Spalování biomasy
Datum uveřejnění: 3.11.2015
Poslední změna: 4.11.2015
Počet shlédnutí: 60196
Citace tohoto článku:
MORAVEC, Adam: Trendy v řízení provozu bioplynové stanice. Biom.cz [online]. 2015-11-03 [cit. 2024-11-01]. Dostupné z WWW: <https://biom.cz/cz-pestovani-biomasy-obnovitelne-zdroje-energie-bioplyn-spalovani-biomasy/odborne-clanky/trendy-v-rizeni-provozu-bioplynove-stanice>. ISSN: 1801-2655.