Mae gan gynhyrchydd bio-nwy, fel set gyflawn o offer sy'n trosi bio-nwy a gynhyrchir o eplesu anaerobig biomas yn ynni trydanol, ddyluniad strwythurol sy'n effeithio'n uniongyrchol ar ei effeithlonrwydd gweithredol, sefydlogrwydd a pherfformiad amgylcheddol. Yn gyffredinol, mae'n cynnwys uned paratoi a phuro nwy, system cyflenwi nwy, uned cynhyrchu pŵer, dyfais adfer gwres gwastraff, uned drydanol a rheoli, a system amddiffyn diogelwch. Mae'r cydrannau hyn yn gweithio gyda'i gilydd i gyflawni'r broses gyfan o drawsnewid o nwy crai i ynni trydanol cymwys.
Yr uned paratoi a phuro nwy yw pen blaen y system gyfan. Mae'r uned hon yn bennaf yn cynnwys treuliwr anaerobig, dyfais droi, dyfais rheoli gwresogi a thymheredd, a phiblinellau casglu nwy. Mae'r treuliwr anaerobig fel arfer yn defnyddio strwythur dur neu goncrit caeedig, gan gynnal amgylchedd tymheredd canolig (35-38 gradd ) neu dymheredd uchel (55-58 gradd ) yn fewnol i hwyluso methanogenesis effeithlon gan ficro-organebau. Mae'r ddyfais troi yn sicrhau cyswllt digonol rhwng y deunydd a micro-organebau, tra bod y ddyfais gwresogi a rheoli tymheredd yn cynnal tymheredd adwaith sefydlog. Mae'r bio-nwy crai a gynhyrchir yn cael ei gludo trwy biblinellau i'r uned buro i gael gwared ar amhureddau niweidiol fel hydrogen sylffid, lleithder, mater gronynnol, a siloxanes. Mae offer puro fel arfer yn cynnwys twr desulfurization (proses sych neu wlyb), gwahanydd cyddwysiad, hidlydd gronynnol, a dyfais arsugniad carbon wedi'i actifadu i sicrhau bod cyfansoddiad a glendid y nwy sy'n mynd i mewn i'r uned cynhyrchu pŵer yn bodloni gofynion yr uned.
Mae'r system cyflenwi nwy yn gyfrifol am ddosbarthu'r bio-nwy wedi'i buro yn sefydlog i'r siambr hylosgi. Mae'r system hon yn cynnwys cywasgydd neu chwythwr nwy, falf rheoli pwysau, dyfais mesur llif, a falf cau diogelwch. Mae'r falf rheoleiddio pwysau yn addasu'r pwysedd cyflenwad nwy yn awtomatig yn ôl newidiadau yn y llwyth uned a'r pwysedd nwy i sicrhau hylosgiad sefydlog; mae'r ddyfais mesur llif yn monitro'r cyflenwad nwy mewn amser real, gan ddarparu sail ar gyfer paru a rheoli llwyth; gall y falf cau diogelwch dorri'r cyflenwad nwy i ffwrdd yn gyflym pan fydd yn canfod gollyngiadau nwy, pwysedd annormal, neu ddiffodd fflam i atal y ddamwain rhag gwaethygu.
Yr uned cynhyrchu pŵer yw craidd y generadur bio-nwy. Ar hyn o bryd, y dull prif ffrwd yw defnyddio set generadur injan hylosgi mewnol nwy, gyda thyrbinau nwy neu beiriannau Stirling a ddefnyddir mewn ychydig o achosion. Mae'r injan hylosgi mewnol nwy yn cynnwys silindr, piston, mecanwaith gwialen cysylltu, trên falf, a system danio. Rhaid addasu dyluniad y siambr hylosgi i werth caloriffig isel a nodweddion cyfansoddiad cyfnewidiol tanwydd bio-nwy. Mae'r system danio yn defnyddio tanio electronig ynni uchel yn bennaf i sicrhau tanio dibynadwy hyd yn oed gyda newidiadau mewn crynodiad nwy. Mae crankshaft yr injan hylosgi mewnol wedi'i gysylltu â rotor y generadur trwy gyplu, gan drosi mudiant cilyddol yn ynni mecanyddol cylchdro, sydd wedyn yn cael ei drawsnewid yn ynni trydanol gan y generadur. Mae gan rai modelau turbochargers nwy gwacáu i gynyddu dwysedd aer cymeriant ac allbwn pŵer.
Mae'r ddyfais adfer gwres gwastraff yn defnyddio'r gwres sy'n cael ei gludo gan y nwy gwacáu tymheredd uchel o'r injan hylosgi mewnol a dŵr oeri leinin y silindr, gan ei drawsnewid yn ynni gwres y gellir ei ddefnyddio trwy gyfnewidwyr gwres. Mae'r cyfnewidydd gwres nwy gwacáu yn adennill y rhan fwyaf o'r gwres synhwyrol o'r nwy gwacáu ar gyfer gwresogi ac inswleiddio treulwyr anaerobig neu wresogi ardal; mae'r cyfnewidydd gwres dŵr leinin silindr yn tynnu gwres o'r dŵr oeri i'w ddefnyddio fel dŵr poeth ar gyfer cynhyrchu domestig neu wresogi prosesau, gan wella effeithlonrwydd ynni cyffredinol y system yn sylweddol.
Mae'r uned drydanol a rheoli yn cynnwys offer switsh allbwn y generadur, rheolydd foltedd awtomatig, dyfais rheoli cysylltiad grid, a system fonitro ganolog. Mae'r rheolydd foltedd awtomatig yn cynnal foltedd allbwn sefydlog, ac mae'r ddyfais rheoli cysylltiad grid yn sicrhau cydamseriad a chysylltiad diogel â'r grid pŵer neu lwythi annibynnol. Mae'r system fonitro ganolog, sy'n seiliedig ar PLC neu gyfrifiadur diwydiannol, yn casglu ac yn arddangos data amser real ar bwysau nwy, tymheredd, cyfradd llif, cyflymder uned, allbwn pŵer, a dangosyddion allyriadau. Mae hefyd yn cynnwys larymau nam, diffodd awtomatig, a galluoedd cyfathrebu o bell.
Mae system amddiffyn diogelwch wedi'i hintegreiddio ym mhob uned, gyda synwyryddion gollyngiadau nwy llosgadwy, synwyryddion fflam, synwyryddion tymheredd, dyfeisiau amddiffyn pwysau, a botymau atal brys. Ar ôl canfod cyflwr peryglus, mae'r system yn gweithredu mesurau brys ar unwaith fel cau nwy, diffodd ac awyru i sicrhau diogelwch personél ac offer.
Ar y cyfan, mae dyluniad y generadur bio-nwy yn adlewyrchu integreiddio disgyblaethau lluosog: o adweithiau biocemegol i bŵer thermol, ac yna i awtomeiddio trydanol a diogelu diogelwch, mae cysylltiad agos rhwng pob agwedd. Mae'r strwythur a ddyluniwyd yn wyddonol nid yn unig yn sicrhau allbwn pŵer effeithlon a sefydlog ond hefyd yn darparu cefnogaeth dechnegol ddibynadwy ar gyfer defnyddio adnoddau a chynhyrchu gwastraff organig yn lân.