ปัญหาทั่วไปของเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพและวิธีแก้ไข

ในกรณีของเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ หนึ่งในปัญหาทั่วไปที่สุดคือการผลิตพลังงานต่ำกว่าที่คาดไว้ ซึ่งมักเกิดจากคุณภาพของก๊าซชีวภาพและการสึกหรอของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ ก๊าซชีวภาพต้องมีปริมาณมีเทนเฉพาะที่ 50% ถึง 70% เพื่อการเผาไหม้อย่างเหมาะสม หากมีเทนในก๊าซชีวภาพที่ใช้ผลิตไฟฟ้าต่ำกว่าเกณฑ์ดังกล่าว มักเป็นเพราะกระบวนการย่อยสลายในถังหมักก๊าซชีวภาพไม่เหมาะสม ซึ่งเกิดจากอุณหภูมิที่ไม่เหมาะสมและการย่อยสลายวัตถุดิบที่ไม่สมดุล

การสึกหรอของชิ้นส่วนเครื่องยนต์อื่นๆ เช่น หัวเทียน หรือหัวฉีดเชื้อเพลิง อาจเป็นสาเหตุหนึ่งได้ ชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่เผาไหม้เชื้อเพลิงเพื่อสร้างพลังงานในเครื่องยนต์สามารถอุดตันด้วยคราบคาร์บอนจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ ซึ่งจะทำให้การเผาไหม้เชื้อเพลิงไม่มีประสิทธิภาพ ในกรณีนี้ ขั้นตอนแรกคือตรวจสอบว่ามีปริมาณมีเทนอยู่หรือไม่ โดยใช้เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ หากมี ให้ปรับอัตราส่วนวัตถุดิบและอุณหภูมิของ digester ให้อยู่ที่ 35°C สำหรับกระบวนการย่อยแบบ mesophilic ส่วนชิ้นส่วนที่สึกหรอ ควรเปลี่ยนหัวเทียนทุกๆ 500 ชั่วโมงของการเดินเครื่อง และทำความสะอาดหัวฉีดเชื้อเพลิงด้วยสารทำความสะอาดมืออาชีพ

การทำงานไม่เสถียรและการหยุดทำงานบ่อยครั้ง

การมีเครื่องผลิตก๊าซชีวภาพที่มักจะหยุดทำงานและเดินเครื่องแบบไม่ต่อเนื่อง อาจสร้างความรำคาญใจอย่างมากสำหรับผู้ที่ต้องการไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง ปัญหานี้อาจเกิดจากปริมาณก๊าซชีวภาพที่ผลิตออกมาไม่สม่ำเสมอ หรือตัวควบคุมแรงดันที่ชำรุด ในถังหมักย่อยสลาย ก๊าซชีวภาพอาจผลิตได้ไม่สม่ำเสมอ และทำให้การผลิตผันผวนได้ หากมีการเติมวัตถุดิบไม่เพียงพอ หรือมีการรั่วซึมในระบบเก็บก๊าซ นอกจากนี้ แรงดันก๊าซที่ลดลงต่ำกว่าเกณฑ์หนึ่งๆ จะทำให้เครื่องปั่นไฟทำงานสะดุดและหยุดทำงาน

อีกสาเหตุหนึ่งของปัญหานี้คือตัวควบคุมแรงดันที่ทำงานผิดปกติ ตัวควบคุมแรงดันสำหรับเครื่องยนต์ก๊าซชีวภาพจะทำหน้าที่ควบคุมปริมาณก๊าซชีวภาพที่อนุญาตให้เข้าสู่เครื่องยนต์ และหากตัวควบคุมแรงดันมีความเสียหาย ทำให้การไหลของก๊าซชีวภาพไม่คงที่ ซึ่งอาจก่อให้เกิดความผิดปกติของระบบ เพื่อแก้ไขปัญหาระบบที่ทำงานไม่เสถียร สิ่งแรกที่ควรทำคือซ่อมแซมจุดรั่วของระบบเก็บก๊าซ และวางแผนการผลิตก๊าซชีวภาพอย่างสม่ำเสมอ เพื่อกำจัดการสะสมวัตถุดิบต้นทาง ซึ่งอาจทำให้การผลิตไม่เสถียร ตรวจสอบชิ้นส่วนควบคุมการไหลของก๊าซชีวภาพ เช่น ตัวควบคุมแรงดัน ว่ามีความเสียหายหรืออุดตันหรือไม่ เพื่อให้ระบบสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง หากตัวควบคุมแรงดันมีความเสียหาย ควรเปลี่ยนเป็นตัวควบคุมแรงดันคุณภาพดีสำหรับระบบก๊าซชีวภาพ เพื่อให้มั่นใจว่าการไหลของก๊าซจะมีความต่อเนื่องและเหมาะสมที่สุด

ระดับการปล่อยมลพิษสูง

ก๊าซชีวภาพเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดกว่าดีเซล แต่เครื่องกำเนิดไฟฟ้ายังคงผลิตมลพิษสูงเกินไป เช่น NOx และ CO ปัญหานี้เกิดจากระบบการเผาไหม้ที่ยังไม่พัฒนาในเครื่องยนต์ก๊าซชีวภาพรุ่นเก่าและการผสมระหว่างอากาศกับเชื้อเพลิงที่ไม่ดี หากหัวเผาก๊าซชีวภาพได้รับอากาศน้อยเกินไป การเผาไหม้จะไม่สมบูรณ์และผลิต CO มากเกินไป ในทางกลับกัน หากมีอากาศมากเกินไปจะทำให้เกิด NOx เนื่องจากอุณหภูมิในห้องเผาไหม้สูงเกินไป

การมีส่วนร่วมในการแก้ปัญหานี้อาจมาจากเครื่องยนต์รุ่นเก่าที่ไม่มีเทคโนโลยีควบคุมการปล่อยมลพิษในปัจจุบัน การควบคุมการปล่อยมลพิษสามารถทำได้ง่ายๆ โดยการปรับอัตราส่วนเชื้อเพลิงกับอากาศให้เหมาะสม เครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพส่วนใหญ่มีวาล์วดูดอากาศ—ควรปรับให้มีอัตราส่วนปริมาตรของก๊าซชีวภาพอยู่ที่ 10:1 เครื่องวิเคราะห์การปล่อยมลพิษสามารถให้ค่าการวัดที่แม่นยำสำหรับระบบ และควบคุมส่วนผสมของเชื้อเพลิงกับอากาศให้อยู่ในระดับที่ทำให้การปล่อยมลพิษต่ำกว่ามาตรฐานท้องถิ่นที่กำหนดไว้ สามารถติดตั้งเครื่องแปลงสารตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalytic converters) ที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับเครื่องยนต์ก๊าซชีวภาพบนเครื่องยนต์รุ่นเก่า เพื่อลดมลสาร มลพิษในรูปของก๊าซสามารถเปลี่ยนให้กลายเป็นไอระเหยของน้ำและ CO2 ที่ไม่เป็นอันตราย การบำรุงรักษาเครื่องยนต์อย่างสม่ำเสมอก็จะช่วยลดการปล่อยมลพิษได้ เช่น การทำความสะอาดทางเดินอากาศหลังจากใช้งานไปแล้ว 200 ชั่วโมง

ความยากลำบากในการเริ่มต้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เมื่ออากาศเปลี่ยนแปลงหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกทิ้งไว้นานๆ ผู้ใช้มักพบปัญหาในการสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากก๊าซชีวภาพ แรงดันก๊าซชีวภาพต่ำ เครื่องยนต์อุณหภูมิต่ำ และแบตเตอรี่หมด เป็นสาเหตุหลักที่พบบ่อยที่สุด ปัญหาการสตาร์ทที่เกิดจากแรงดันก๊าซชีวภาพต่ำนั้นเกิดจากแรงดันไม่เพียงพอ โดยหากไม่มีแรงดันที่เพียงพอ ระบบจะทำงานได้ยากในการส่งก๊าซเข้าสู่ห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ ทำให้การจุดระเบิดแทบเป็นไปไม่ได้

อากาศหนาวส่งผลเสียต่อการเผาไหม้ โดยเฉพาะการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ที่ใช้ก๊าซชีวภาพเมื่อเครื่องยนต์เย็น และการสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ไม่มีประสิทธิภาพ อาจทำให้ดูเหมือนเครื่องยนต์ทำงานแล้วแต่ยังไม่เกิดการเผาไหม้ แบตเตอรี่หมดก็เป็นสาเหตุบ่อยเช่นกัน หากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่ได้ใช้งานมานานหลายสัปดาห์ การแก้ไขปัญหาการสตาร์ทควรเริ่มจากการระบุแหล่งที่มาของปัญหาในระบบก๊าซชีวภาพ หากแรงดันต่ำ ให้ถือว่าต้องปล่อยให้ถังหมักทำงานต่อเนื่อง 24 ถึง 48 ชั่วโมง ในสภาพอากาศหนาว ควรอุ่นเครื่องล่วงหน้า 1 ถึง 2 ชั่วโมงโดยใช้เครื่องทำความร้อนบริเวณฝาสูบ ส่วนกรณีแบตเตอรี่หมด ให้ชาร์จเครื่องชาร์จแบบพกพาประมาณ 4 ถึง 6 ชั่วโมง และตรวจสอบระบบจุดระเบิดเพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้ตามปกติ

ชิ้นส่วนระบบเชื้อเพลิงและการกัดกร่อน

การกัดกร่อนของชิ้นส่วนเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ เช่น ท่อหรือวาล์ว เป็นปัญหาเรื้อรังที่ทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพลดลงอย่างเงียบๆ ก๊าซชีวภาพมีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ปนอยู่ในปริมาณเล็กน้อย เมื่อก๊าซชีวภาพและ H₂S อยู่ในระบบที่ปิดสนิทพร้อมกับความชื้น จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่ทำให้เกิดสภาพกัดกร่อน หากไม่มีการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพตั้งแต่ระยะแรก ผลลัพธ์ที่ตามมาคือ เครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพจะมีปัญหารั่วไหลของ H₂S ที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ซึ่งในที่สุดจะก่อให้เกิดปัญหาในการทำงานของเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพและระบบเชื้อเพลิง รวมถึงต้องเสียค่าใช้จ่ายสูงในการซ่อมแซม

เพื่อลดปัญหาการกัดกร่อน สิ่งแรกที่ควรทำคือติดตั้งระบบกำจัด H₂S จากก๊าซชีวภาพบนท่อส่งก๊าซชีวภาพ ระบบดังกล่าวควรสามารถกำจัดก๊าซ H₂S ให้เหลือต่ำกว่า 20 ppm ก่อนนำก๊าซชีวภาพไปใช้เป็นเชื้อเพลิง ควรมีระบบตรวจสอบการกัดกร่อนจาก H₂S ในเชื้อเพลิงอย่างสม่ำเสมอ ระบบที่อ่อนแอควรระบายน้ำและความชื้นที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อนออก หรือกรณีที่การกัดกร่อนเร่งตัว จำเป็นต้องระบายน้ำที่มี H₂S ซึ่งก่อให้เกิดการกัดกร่อนในระบบออก และทำให้ระบบแห้ง