Prototype development of an improved biomass cookstove that produces electricity for rural domestic use.

Fecha
2021-12
Título de la revista
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Universidad EARTH
Resumen

Se construyó un sistema de soplado de aire que se incorporó como accesorio a una estufa de leña portátil como una mejor alternativa a las estufas alimentadas con leña, de producción local y con ventilador manual, en las zonas rurales de Ghana. La estufa se diseñó y construyó utilizando material metálico reciclado para reducir el coste de producción y hacer que el producto fuera asequible para el usuario. La estufa se construyó con el objetivo de satisfacer un modelo y un concepto basados en las necesidades locales de mejora de las estufas, teniendo en cuenta el diseño de los modelos ya existentes, por lo que, con gran confianza, dicha estufa será aceptada por la población local. También se integró en la estufa un generador eléctrico que produce electricidad a partir de un dispositivo generador termoeléctrico (TEG) para generar 9 W de electricidad a partir del calor residual, con el fin de proporcionar energía para la baja demanda de energía de la mayoría de los hogares rurales de Ghana. Esta forma de producción de electricidad es sencilla, asequible y limpia, por lo que la población local puede permitírsela y acceder a ella. Se probaron diferentes TEGs para medir su producción de energía en base a su efecto termoeléctrico para seleccionar el mejor para ser montado en la estufa. El sistema de soplado de aire que se incorporó a este diseño ayudó a reducir el 58% de las emisiones de gas que se producen durante la cocción para combatir el problema de la contaminación del aire interior que afecta a la salud e incluso se cobra la vida de los usuarios de las estufas de biomasa. La potencia de fuego y la eficiencia del consumo de combustible de las estufas tradicionales son muy bajas y por lo tanto consumen una gran cantidad de combustible de biomasa y por esta razón, se diseñó una estufa con cámara de combustión cerrada para concentrar el calor en la estufa y transferir el máximo calor a la olla. El AirJet (el sistema de inyección de aire) que se integró aumentó la eficiencia de la potencia de fuego en un 27 % en comparación con las estufas sin el sistema y proporcionó una combustión sin humo más limpia. El sistema monitorio de emisiones de laboratorio (LEM) y la prueba de ebullición del agua (WBT) se utilizaron para analizar la emisión de humo y el rendimiento de la estufa, como el consumo de combustible, el tiempo para ebullición de agua y la producción de material partículado (PM), comparando los resultados de la estufa recién construida (estufa Bakkari) con otras dos estufas de fabricación industrial.


An air blower system was built and incorporated as a cookstove accessory into a portable wood cookstove as a better alternative to a manually fanned and locally produced, wood fed cookstove in rural Ghana. The improved cookstove was designed and built using recycled metal material to reduce the cost of production and to make the product affordable for users. One objective of the stove design and construction was to base the improved on the already existing models, and so that such a stove would be accepted by the local people. An electric generator that produces electricity from a thermoelectric generator (TEG) device was also integrated in the stove to generate 9 W electricity from the residual heat of cooking in order to provide energy for the low power demand of most rural homes in Ghana. This form of electricity production is simple, affordable and clean way of power generation so, the local people are able to both afford it and have access to electricity. Different TEGs were tested to measure their power output based on their thermoelectric effect to select the best one to be used in the stove. The air blowing system which was incorporated in this design helped reduce 58 % of the smoke and gas emissions that occurred during cooking, in order to combat the problem with indoor air pollution that has impacted the health and lives of biomass cookstove users. The fuel consumption and efficiency of traditional cookstoves are very low and therefore consume high amounts of biomass fuel. For this reason, a stove with a closed combustion chamber to concentrate heat into the stove to transfer the maximum amount of heat to the pot was designed. The air injection system, called the AirJet, was integrated to increase the fuel efficiency by 27 %, compared to traditional stoves, and provided a cleaner smokeless burning of biofuel. The laboratory emission monitoring system (LEM) and the water boiling test (WBT) were used to analyze smoke emissions and stove efficiency performance measures such as fuel consumption, time to boil water and measure fine particulate matter (PM) production of the newly constructed stove (the Bakkari stove) compared to two other industrial manufactured traditional African cookstoves.

Descripción
Palabras clave
ESTUFAS, BIOMASA, BIOENERGIA, GHANA
Citación