COMPUTATIONAL MODEL OF AN ELECTRIC POWER GENERATION SYSTEM BASED ON BIOGAS OBTAINED FROM CATTLE MANURE (MODELO COMPUTACIONAL DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA BASADO EN BIOGÁS OBTENIDO A PARTIR DEL ESTIERCOL DE GANADO)

Abstract This paper proposes a model to estimate the electricity produced by biogas obtained from cattle manure. The amount of biofuel was obtained using the anaerobic digestion model No-1 (ADM1), while the electricity generation system is composed for a gas-microturbine, a synchronous generator, a rectifier/inverter, a controller and a lowpass filter. The proposed generation model was simulated using Matlab/Simulink®. The test scenario uses data from the municipality of Puerto Berrio (department of Antioquia), which is one of the regions of Colombia with the highest average livestock density (258 animals per farm). According to the simulations, a typical farm in Puerto Berrio can produce 9.3 m3/day of manure. For this waste, a 590 m3 is need, which can generate 123 m3/day of biogas with a methane concentration of almost 50%. Finally, the biogas produced during 100 days is capable of supply 2952 kWh. Keywords : ADM1, biogas, cow manure, gas-microturbine, MATLAB/Simulink®. Resumen Este articulo propone un modelo para estimar la electricidad producida por biogas obtenido del estiercol de ganado. La cantidad de biocombustible se obtiene usando el modelo de digestion anaerobica No-1 (ADM1), mientras que el sistema de generacion de electricidad esta compuesto por una microturbina, un generador sincrono, un rectificador/inversor, un controlador y un filtro paso-bajo. El modelo de generacion propuesto se simulo usando Matlab/Simulink®. El escenario de prueba emplea datos del municipio de Puerto Berrio (departamento de Antioquia), el cual es una de las regiones de Colombia con mayor densidad promedio de ganado (258 animales por granja). Segun las simulaciones, una granja tipica en Puerto Berrio puede producir 9.3 m3/dia de estiercol. Para este residuo, se necesita un biodigestor de 590 m3 que puede generar 123 m3/dia de biogas con una concentracion de metano cercana al 50%. Finalmente, el biogas producido durante 100 dias es capaz de suministrar 2952 kWh. Palabras Clave : ADM1, biogas, estiercol de vaca, MATLAB/Simulink®, microturbina de gas.