امکان سنجی استقرار پنل های خورشیدی در استان آذربایجان شرقی با ارزیابی تابش ورودی و پارامترهای اقلیمی

محورهای موضوعی : GIS

شهرام روستایی ¹ , مجتبی پیرنظر ² , آرش زندکریمی ³ , بختیار فیضی زاده ⁴ , ندا موسوی کجاباد ⁵

1 - استاد، دانشکده جغرافیا و برنامه‌ریزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
2 - دانشجوی کارشناسی ارشد، سنجش از دور، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
3 - کارشناس ارشد، سنجش از دور، سازمان فضایی ایران
4 - استادیار، گروه سنجش از دور، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
5 - دانشجوی کارشناسی ارشد، سنجش از دور، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

تاریخ دریافت : 1394/11/24 تاریخ پذیرش : 1395/04/31 تاریخ انتشار : 1395/08/11

کلید واژه: آذربایجان شرقی, مکان یابی بهینه, تصمیم گیری چندمعیاره, پنل خورشیدی,

چکیده مقاله :

روند کاهشی منابع تجدیدناپذیر یکی از مشکلات فزاینده موجود در بحث انرژی است؛ این مسئله بیانگر اهمیت استفاده از انرژی‌های جایگزین با اثرات مخرب زیست محیطی کمتر و قابلیت تجدیدپذیری است. استان آذربایجان شرقی با توجه به پتانسیل‌های بالای توپوکلیماتیک یکی از مناطق مناسب برای تولید برق از انرژی خورشیدی می‌باشد. در این مطالعه با توجه به توانایی مدل‌های تصمیم‌گیری چند معیاره (MCDA) در یکپارچه‌سازی داده‌ها و انتخاب گزینه برتر از میان گزینه-های مختلف از مدل تحلیل شبکه (ANP) جهت تجزیه و تحلیل داده‌ها استفاده شده ‌است. در این راستا بعد از مشخص نمودن ضرایب هر کدام از لایه‌ها و تلفیق لایه‌های اطلاعاتی و اعمال ضرایب حاصل از اجرای مدل، نقشه‌ی نهایی امکان‌سنجی استقرار پنل‌های خورشیدی در سطح استان آذربایجان شرقی تهیه شده است. داده‌های مورد استفاده در این پژوهش شامل پارامترهای اقلیمی در بازه 28 ساله از 13 ایستگاه سینوپتیک استان، نقشه رقومی ارتفاع و تصویر سنجنده‌ی OLI ماهواره‌ای Landsat8 سال 2014 منطقه می‌باشد که در قالب معیارهای اقلیمی، زیرساخت‌، عوامل فنی و فیزیکی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‌اند. نتایج حاصل از پژوهش نشان می‌دهد که سطح وسیعی از استان از لحاظ استقرار تجهیزات نیروگاه‌های خورشیدی در وضعیت بسیار خوبی قرار دارند و در بین بخش‌های مختلف استان، مناطق جنوب شرقی، مرکزی و شمال‌غربی بیشترین مطلوبیت‌ را دارند. نتایج پژوهش حاضر برای شناسایی مناطق مستعد نصب پنل‌های خورشیدی از اهمیت بالایی برخوردار بوده و نقشه‌های تولید شده نیز برای سازمان‌های اجرایی (وزارت نیرو، اداره کل توزیع برق و ...) از ارزش کاربردی بالایی برخوردار هستند.

چکیده انگلیسی:

The present study focused on feasibility assessment of establishing solar panels sites within the East Azerbaijan. The research’s methodology was established based on GIS spatial decision making systems. It should be mentioned that decreasing nonrenewable sources' process has been considered as one of the serious challenges. Thus, using solar energy is a solution to deal with this challenge. The high topoclimatic and physical properties of the East Azerbaijan tends to establish solar panels for producing electricity. In order to evaluate the possibility of establishing solar systems, within this research we aim to apply GIS-multi criteria decision making models for integrating the data and selecting to potential sites for solar panels. To achieve this, the prior options from different options of analyses network model (ANP) was applied for analyzing the criteria. As part of methodology, the Landsat satellite was used for extracting land use/cover. The SRTM dataset also employed for exploring the elevation, slope, aspect and solar shining. The climate dataset were used for monitoring climatological parameters such as raining, temperature, humidity, number of dusty days, number of cloudy days and sunny hours within the period of 1986 to 2014. Finally the solar panel suitability maps achieved by compounding the informative layers and multiplying those criteria were accessed from executing the model. The results indicated that 48.61% of the study area has very high suitability for solar panels programs. While the northern parts of East Azerbaijan province includes very low potentiality for producing solar based energy.

منابع و مأخذ:

1- اسفندیاری،علی؛ رنگزن،کاظم؛ صابری،عظیم؛ فتاحی­مقدم، مهدی (1390). ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞﺳﻨﺠﯽ احداث ﻧﯿﺮوﮔﺎهﻫﺎی ﺧﻮرﺷﯿﺪی ﺑﺎ ﺑﺮرﺳﯽ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی اﻗﻠﯿﻤﯽ در اﺳﺘﺎن ﺧﻮزﺳﺘﺎن ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از GIS. همایش ژئوماتیک، اردیبهشت1390.

2- اﺷﺮف، محمدعلی؛ ﻧﻮراﻟﻠﻬﻲ، یونس؛ زﻣﺎﻧﻲ، محسن (1390). ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺳﻨﺠﻲ اﻧﺮژی ﺑﺎد ﺑﺮق ﻣﻨﻄﻘﻪ‌ای ﺑـﺎﺧﺘﺮ ﺑـﺎ اﺳـﺘﻔﺎده از ﺳﻴﺴﺘﻢ اﻃﻼﻋﺎت ﺟﻐﺮاﻓﻴﺎﻳﻲ GIS، ﻧﺸﺮﻳﻪ اﻧﺮژی اﻳﺮان، دوره 14. ﺷﻤﺎره 1: صص 2-22.   

3- اﺻﻐﺮﭘﻮر، محمدجواد (1389)، ﺗﺼﻤﻴﻢ­ﮔﻴﺮی­ﻫﺎی ﭼﻨﺪ ﻣﻌﻴﺎره. ﭼﺎپ ﻫﺸﺘﻢ. اﻧﺘﺸﺎرات داﻧﺸﮕﺎه ﺗﻬﺮان. ﺗﻌﺪاد ﺻﻔﺤﻪ 398.

4- اکرامی، عطیه؛ صادقی، مهدی (1385). ارزیابی اقتصادی توسعه نیروگاه های خورشیدی با توجه به ملاحظات زیست محیطی. علوم و تکنولوژی محیط زیست ، دوره دهم، شماره دو، صص 43-50.

5- ﺣﯿﺪری، مصطفی (1388) ﻣﮑﺎنﯾﺎﺑﯽ ﺳﺎﺧﺖ ﻧﯿﺮوﮔﺎهﻫﺎی ﺧﻮرﺷﯿﺪی در اﯾﺮان، نشریه مبدل گرمایی،شماره 34: صص 38 -49.

6- داداش­پور، هاشم؛ خدابخش، حمیدرضا؛ رفیعیان، مجتبی (1391). تحلیل فضایی و مکان­یابی مراکز اسکان موقت با استفاده از تلفیق فرآیند تحلیل شبکه­ای (ANP) و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS). مجله جغرافیا و مخاطرات­محیطی، شماره اول، بهار 1391، ص 131-111.

7- صادقی، زین العابدین؛ دلال­باشی اصفهانی، زهرا؛ حری، حمیدرضا (1392)، اولویت­بندی عوامل موثر بر مکان­یابی نیروگاه‌های انرژی­های تجدیدپذیر(انرژی خورشیدی و انرژی باد) استان کرمان با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)  و تکنیک­های تصمیم­گیری چند معیاره. مجله پژوهش­های برنامه­ریزی و سیاست­گذاری انرژی سال یکم، شماره 2، تابستان 1392، صص 93-110.

8- ﻋﻠﯿﺰاده، امین؛ ﮐﻤﺎﻟﯽ، غلامعلی؛ ﻣﻮﺳﻮی، فرهاد؛ ﻣﻮﺳـﻮی ﺑـﺎﯾﮕﯽ، محمد (1379)، ﻫـﻮا و اﻗﻠـﯿﻢ ﺷﻨﺎﺳـﯽ، اﻧﺘـﺸﺎرات داﻧﺸﮕﺎه ﻓﺮدوﺳﯽ ﻣﺸﻬﺪ، ﺗﻌﺪاد ﺻﻔﺤﻪ 289.   

9- ﻋﻠﯿﺠﺎﻧﯽ، بهلول (1383)، آب و ﻫﻮای اﯾﺮان، اﻧﺘﺸﺎرات داﻧﺸﮕﺎه ﭘﯿﺎم ﻧﻮر، ﺗﻌﺪاد ﺻﻔﺤﻪ 222.

10- فرقانی، علی؛ ساعدپناه، بیژن؛ آخوندی، علیرضا (1392). درآمــدی بــر تــدوین نقشــه­ی راه نیروگــاه خورشیدی در ایران. دوفصلنامه توسعه تکنولوژی صنعتی شماره بیست و یک. صص: 87-106.

11- گندمکار، امیر؛ رحیمی، اعظم (1393) پتانسیل­سنجی احداث نیروگاه­های خورشیدی با بررسی پارامترهای اقلیمی در استان اصفهان با استفاده از GIS. اولین کنفرانس بین المللی مهندسی محیط زیست. تهران، مرکز راهکارهای دستیابی به توسعه پایدار.

12- ﻣﻮﻗﺮی، علیرضا؛ ﻃﺎوﺳﯽ، تقی (1392). اﻣﮑﺎنﺳﻨﺠﯽو ﭘﻬﻨﻪﺑﻨﺪی ﻣﮑﺎنﻫﺎی ﻣﺴﺘﻌﺪ ﺟﻬﺖ اﺳﺘﻘﺮار ﭘﻨﻞﻫﺎی خورشیدی با تکیه بر فراسنج­های اقلیمی در استان سیستان و بلوچستان. ﻣﺠﻠﻪ ﭘﮋوﻫﺶﻫﺎی ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ رﯾﺰی و ﺳﯿﺎﺳﺘﮕﺬاری اﻧﺮژی. سال یکم. شماره 1: صص 99- 114.

13- یوسفی،حسین؛ ﻧﻮراﻟﻬﻲ، ﻳﻮﻧﺲ؛ ﺳﻠﻄﺎن ﻣﺤﻤﺪی،مجید، ارﺟﻤﻨﺪی،رضا (1391). ﻛﺎرﺑﺮد ﻣﻨﻄﻖ ﻓﺎزی و FTOPSIS ﺟﻬﺖ ﻣﻜﺎﻧﻴﺎﺑﻲ ﻧﻴﺮوﮔﺎه ﺧﻮرﺷﻴﺪی ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از GIS (ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻣﻮردی اﺳﺘﺎن ﺗﻬﺮان). نشریه انرژی ایران،دوره 15. شماره چهار.صص 1-24.

14- Azoumah, Y., Ramde. E.W., Tapsoba G., S. Thiam., (2010). Siting guidelines for concentrating solar power plants in the Sahel: Case study of Burkina Faso. Solar Energy, pp:  1545–1553.

15- Benghanem. M., (2011). Optimization of tilt angle for solar panel: Case study for Madinah, Saudi Arabia Applied Energy 88, pp:1427–1433.

16-British Petrol Company. Statistical review of world energy; June 2011. <http://www.bp.com/assets/bp 

17- Broesamle. H., Mannstein. H., Schillings. C., Trieb. F., (2001). Assessment of solar electricity potentials in North Africa based on satellite dataand a geographic information system. Solar Energy 70 (1), pp: 1–12.

18- Chen, Y., Khan, S., and Paydar. Z., (2007). Irrigation intensification or extensification assessmentusing spatial modeling in GIS. Modelling and Simulation Society of Australia and NewZealand, pp: 1321–1327.

19- Chung-Ling, C.J., (2009). Concentrating Solar Thermal Power: A Viable Alternative in China’s Energy Supply. Master’s Thesis, Lauder Institute, China.

20- Dawson. L., Schlyter. P., (2012). Strategic scale site suitability for concentrated solar thermal power in Western Australia. Energy Policy. pp: 91–101.

21- Drobne. S., and A.Lisec, (2009). Multi-attribute decision analysis in GIS: weighted linear combination and ordered weighted averaging. Informatica, Vol 33, pp: 459–474.

22- Feizizadeh. B., Blaschke. T., (2014). An uncertainty and sensitivity analysis approach for GIS-based multicriteria landslide susceptibility mapping. International Journal of Geographical Information Science. Published online, pp: 1-29.

23- Fluri. T. P., (2009). The potential of concentrating solar power in South Africa. Energy Policy, Vol: 37, 5075–5080.

24- Janke. R. j (2010). Multicriteria GIS modeling of wind and solar farms in Colorado. Renewable Energy, pp: 2228-2234.

25- Jason, J. R., (2010). Multicriteria GIS modeling of wind and solar farms in Colorado, journal homepage: www. elsevier.com /locate/renene, Renewable Energy, Vol: 35, pp: 2228-2234.

26- Jiang. H., and Eastman J.R., (2000). Application of fuzzy measures in multi-criteria evaluation in GIS. International Journal of Geographical Information Sciences, Vol: 14, pp: 173–184.

27- Joerin. F., Theriault, M., and Musy, A., (2001). Using GIS and outranking multicriteria analysis forlanduse suitability assessment. International Journal of Geographical Information Science, Vol: 15, pp: 153–174.

28- Hang Q., Jun. Z., Xiao. Y., Junkui, C., (2008). Prospect of concentrating solar power in China–the sustainable future. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol: 12 (9), pp: 2505–2514.

29- Karnatak. H.C., Saran. S., Bhatia. K., Roy. P. S., (2007). Multicriteria spatial decision analysis in web GIS environment. Geoinformatica, Vol:11, pp: 407–429.

30- Kucuksari. S., Amirreza Khaleghi. M., Hamidi. M., Zhang. Y., Szidarovszky. F., Bayraksan. Guzin., Son.Y.J (2014). An Integrated GIS, optimization and simulation framework for optimal PV size and location in campus area environment. Applied Energy 113, pp: 1601–1613.

31- Muneer. T., (2006), Discourses on solar radiation modeling. Renewable and sustainable energy review, Issuet 4, pp: 551-602.

32- Nazli. Y.  A., (2009). GIS Based Site Selection Approach For  Wind And  Solar  Energe Systems: A Case Study From Western Turkey. A Thsis Submited To The Graduated School Of  Natural And  Applend Scincesof Middeleast Technical University, pp: 1-138.

33- Polo. J., Bernardos. A., Navarro. A.A., Fernandez-Peruchena, C.M., Ramírez. L., Guisado. M. V, Martínez. S (2015). Solar resources and power potential mapping in Vietnam using satellite-derived and GIS-based information. Energy Conversion and Management. pp: 348–358.

34- Ramde. E.W., Azoumah, Y., Rungundu. A., Tapsoba. G (2011). Solar Thermal Power Plants in West Africa: Site selection and potential assessment. Journees Scientifiques Conference. 4 – 8 Avril. Campus 2iE Ouagadougou.

35- Saaty. T. L,. (1999). Fundamentals of the Analytic Network Process, Proceedings of ISAHP 1999, Kobe, Japan.