Wizyta studentów VI semestru PUE na nowoczesnym i ekologicznym wysypisku śmieci w Gliwicach

Dnia 8 marca 2007 grupa studentów VI semestru o specjalności PUE odwiedziła wysypisko śmieci w Gliwicach przy ulicy Rybnickiej. Wycieczkę zorganizował dr inż. Andrzej Latko. Była ona częścią zajęć z przedmiotu Niekonwencjonalne źródła energii i miała na celu zapoznanie się z technologią składowania odpadów na nowoczesnym wysypisku śmieci oraz sposobami pozyskiwania z nich biogazu będącego źródłem energii elektrycznej.

Wejście studentów na teren wysypiska

Gliwickie wysypisko komunalne otwarto w 2000 r. Zajmuje ono obszar 15.2 ha, właścicielem jest gmina Gliwice, a zarządza nim Zakład Budżetowy Gminy Gliwice "Wysypisko komunalne". Wysypisko składa się z kilku komór, w których składuje się odpady. Pierwsza i zarazem największa z nich została przejęta po wcześniejszych właścicielach, którzy nie zakładali odsysania biogazu ze składowanych odpadów, dlatego też nie była ona przygotowywana pod tym kątem. Na dodatek nie ma żadnych informacji o składowanych w niej odpadach. Aby przystosować ją do odzysku biogazu, wykonano na jej powierzchni glinianą warstwę uszczelniającą, odwiercono 68 studni, połączono je gazociągami z kolektorem zbiorczym oraz połączono kolektor ze stacją ssaw. Komora ta charakteryzuje się bardzo nierównomiernym stężeniem biogazu, ponieważ podczas jej tworzenia nie uwzględniono, iż może ona być w przyszłości jego źródłem i sposób rozmieszczenia odpadów prawdopodobnie był dość chaotyczny.

W drugiej komorze wysypiska planowano już odsysanie biogazu i budowano ją pod tym kątem. Posiada ona 24 studnie, w których, dzięki odpowiedniemu układaniu i rozmieszczaniu odpadów, stężenie biogazu jest w przybliżeniu równomierne. Jest ona obecnie zamykana, wkrótce składowanie odpadów będzie się odbywać w komorze trzeciej, która jest już przygotowana do użytkowania.

Druga komora wysypiska

Przygotowana do użytku trzecia komora z widocznymi studniami

Nowe komory budowane są w następujący sposób (w uproszczeniu):

• Wykonanie wykopu,
• Wykonanie drenowania z ujęciem odcieków, co pozwala na monitorowanie szczelności komory,
• Wykonanie szczelnego podłoża przy pomocy grubych folii,
• Zainicjowanie obsypywanych studni wykonanych w postaci pionowych rur z kielichowym łączeniem stopniowo przedłużanych w trakcie zasypywania komory,
• Warstwowe układanie równomiernie rozdrobnionych i walcowanych odpadów,
• Stosowanie warstw obojętnych (np. gruz budowlany),
• Stopniowe wykonywanie wokół komory skarpy uszczelniającej i wzmacniającej,
• Uszczelnienie zamkniętej komory wierzchnią warstwą glinianą,
• Wykonanie ujęć biogazu i połączenie z kolektorem zbiorczym,
• Połączenie kolektora zbiorczego ze stacją ssaw.

Zadaniem stacji ssaw w całym systemie jest wytworzenie podciśnienia, dzięki któremu gaz jest odsysany z komór wysypiska i pompowany do agregatów kogeneracyjnych pod stałym ciśnieniem.

Kontenery jednostek kogeneracyjnych

Agregat kogeneracyjny składa się z silnika spalinowego na biogaz oraz generatora synchronicznego. Na wysypisku zainstalowane są dwie takie jednostki. Każda z nichk posiada moc 300 kW, jednak przeważnie pracują z mocą 200 kW.

Produkcja biogazu z istniejšcych ujęć jest na poziomie 1400-1700 m³/h.

Ważne jest, żeby produkcja biogazu odbywała się na możliwie stałym poziomie, aby nie niszczyć złoża i utrzymywać stężenie CH₄ w biogazie na możliwie stałym poziomie (39-43%).

Stacja ssaw

Silnik spalinowy zasilany biogazem

Obok stacji ssaw wybudowano specjalną pochodnię, w której biogaz jest spalany podczas ewentualnego postoju agregatów. Zapobiega się w ten sposób emisji szkodliwego gazu do otoczenia oraz zapewnia się jednocześnie stały pobór biogazu ze składowiska, co jest jednym z warunków jego poprawnej eksploatacji.

Agregaty są połączone z systemem elektroenergetycznym SN poprzez transformatory 400 kVA, znajdujące się w budynku pomiędzy stacją ssaw a kontenerami agregatów. Każdy z generatorów posiada swój odrębny transformator (system blokowy).

Pochodnia, w której spalany jest nieużyty biogaz

Szafy sterowania

Całym procesem produkcji energii zarządzają zautomatyzowane sterowniki znajdujące się w jednym z kontenerów, przy czym każdy generator posiada swój odrębny sterownik. Umożliwia on monitorowanie pracy generatorów, odczyt wszystkich istotnych parametrów, takicj jak wydawana moc, napięcie, prąd, ciśnienie biogazu, jego parametry, temperatura cylindrów i wiele innych. Ponadto system informuje o stanach awaryjnych i ich przyczynach. Wszystkie te informacje są zapisywane w historii, którą można w dowolnej chwili odczytać. Dodatkową zaletą systemu jest możliwość jego zdalnego kontrolowania za pomocą komputera i modemu.

Wizyta trwała ok. 1,5 godziny, w tym czasie zdążyliśmy się zapoznać z całym procesem wytwarzania energii elektrycznej z biogazu oraz sposobami eksploatowania wysypiska w taki sposób, aby nie było ono szkodliwe dla środowiska. Poszerzyliśmy jednocześnie swoją wiedzę praktyczną w wielu dziedzinach, takich jak np. maszyny elektryczne i napęd elektryczny, automatyka, elektroenergetyka, energoelektronika, fizyka, biologia oraz telekomunikacja.

Na koniec pragniemy podziękować władzom wysypiska za udostępnienie i przedstawienie obiektu.

Paweł Popenda