Biogāzes ģeneratori var pārvērst organiskos atkritumus elektriskajā un siltumenerģijā. Tas galvenokārt ir saistīts ar pilnīgu funkcionālo sistēmu, kas sastāv no bioķīmiskas gāzes ražošanas, gāzes attīrīšanas, enerģijas pārveidošanas un enerģijas reģenerācijas. Šīs apakšsistēmas darbojas sinerģiski, apvienojot fizikālos, ķīmiskos un termodinamiskos principus, veidojot stabilu un efektīvu enerģijas pārveidošanas pamatu.
Pirmais funkcionālais pamats ir biomasas anaerobā pārstrāde un gāzes ražošana. Organiskie materiāli, piemēram, mājlopu un mājputnu kūtsmēsli, virtuves atkritumi, labības salmi un sadzīves dūņas, tiek pakļauti hidrolīzei, paskābināšanai un metanoģenēzei slēgtā reaktorā mezofilos (35–38 grādi) vai augstas temperatūras (55–58 grādi) apstākļos mikrobu kopienu ietekmē. Šis process galu galā ražo biogāzi, kas galvenokārt sastāv no metāna (CH₄) ar oglekļa dioksīdu (CO₂) un nelieliem piemaisījumiem. Šis process pārvērš ķīmisko enerģiju, kas uzkrāta cietās vai šķidrās organiskās vielās, degošas gāzes termiskajā potenciālā, nodrošinot degvielas avotu elektroenerģijas ražošanai.
Otrs pamats ir gāzes attīrīšana un stabila piegāde. Jēlnafta biogāze satur kaitīgas sastāvdaļas, piemēram, sērūdeņradi, mitrumu, cietās daļiņas un siloksānus. Tieša iekļūšana sadegšanas sistēmā var izraisīt iekārtas koroziju, saindēšanos ar katalizatoru un pārmērīgas emisijas. Attīrīšanas procesā tiek izmantoti atsērošanas torņi, kondensāta separatori, makrodaļiņu filtri un aktīvās ogles adsorbcijas ierīces, lai pakāpeniski noņemtu piemaisījumus, nodrošinot gāzes sastāva un spiediena atbilstību iekārtas sadegšanas prasībām un veidojot nepārtrauktu un vadāmu gāzes padeves sistēmu, kas garantē turpmāko energobloku stabilu darbību.
Trešais pamatslānis ir siltumenerģijas pārvēršana mehāniskajā enerģijā elektroenerģijā. Attīrītā biogāze tiek sajaukta ar piemērotu gaisa daudzumu un nonāk gāzes iekšdedzes dzinēja vai gāzturbīnas sadegšanas kamerā sadegšanai. Izdalītā augstas -temperatūras, augsta spiediena-gāze liek virzulim vai turbīnai griezties, pabeidzot siltumenerģijas pārvēršanu mehāniskajā enerģijā. Šī mehāniskā enerģija tiek pārnesta uz ģeneratoru caur kloķvārpstu vai galveno vārpstu, izvadot elektrisko enerģiju ar elektromagnētiskās indukcijas palīdzību. Šis process ir biogāzes ģeneratora enerģijas pārveidošanas pamatā, un tā efektivitāti ierobežo sadegšanas organizācija, siltuma apmaiņas vadība un slodzes saskaņošanas līmeņi.
Ceturtais pamatslānis ir siltuma atgūšana un enerģijas kaskādes izmantošana. Augstas -temperatūras izplūdes gāzes no iekšdedzes dzinēja kopā ar cilindra čaulas dzesēšanas ūdeni pārvadā lielu daudzumu zemas-pakāpes siltumenerģijas. Šo siltumenerģiju var reģenerēt caur siltummaini un izmantot anaerobā bioreaktora apkurei un izolācijai, nodrošinot karsto ūdeni ražošanai un mājsaimniecības vajadzībām, vai centralizētai apkurei. Tas ievērojami uzlabo sistēmas primārās enerģijas izmantošanas līmeni, pārveidojot elektroenerģijas ražošanu no izolēta enerģijas izvades punkta par centrmezglu visaptverošai enerģijas piegādei.
Piektais pamatu slānis ir kontroles un drošības nodrošināšanas sistēma. Automātiskā spiediena regulēšana, plūsmas uzraudzība, aizdedzes kontrole, režģa sinhronizācija un drošības izslēgšanas-ierīces nodrošina iekārtas drošu darbību mainīga gāzes sastāva, slodzes izmaiņu vai ārkārtas situāciju apstākļos. Centrālā uzraudzības sistēma nodrošina datu iegūšanu, attālo pārvaldību un kļūdu agrīnu brīdināšanu.
Tāpēc biogāzes ģeneratora funkcionālais pamats ir daudzpakāpju, kooperatīva sistēma, kas sastāv no bioķīmiskas gāzes ražošanas, gāzes attīrīšanas, jaudas pārveidošanas, atkritumsiltuma izmantošanas un inteliģentas kontroles. Katrs posms ir savstarpēji atkarīgs un neaizstājams, kopā nodrošinot efektīvu un stabilu atkritumu pārvēršanu tīrā enerģijā.