امکان سنجی استفاده از سیستم های فتوولتائیک در صنعت آب و فاضلاب (مطالعه موردی: شرکت آب و فاضلاب تهران)

محورهای موضوعی : آب و محیط زیست

انسیه ازگلی ¹ (مدیریت محیط زیست - دانشکده منابع طبیعی ومحیط زیست - واحد علوم وتحقیقات تهران - دانشگاه آزاد اسلامی)
یونس نوراللهی ² (گروه انرژی‌های نو و محیط زیست، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران)
رضا ارجمندی ³ (دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، گروه مدیریت محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، تهران، ایران)
علی محمدی ⁴ (دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، گروه مدیریت محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، تهران، ایران)

تاریخ دریافت : 1399/05/29 تاریخ پذیرش : 1399/06/29 تاریخ انتشار : 1399/03/20

کلید واژه: انرژی خورشیدی, گازهای گلخانه ای, مدل پیش بینی, مصرف برق, مالیات کربن,

چکیده مقاله :

از آنجاکه شرکت‌های آب و فاضلاب به عنوان یکی از مصرف‌کنندگان بارز انرژی در حوزه صنایع شهری مطرح می‌باشند، سهم قابل توجهی در افزایش تقاضای انرژی الکتریکی و به تبع آن افزایش بار نیروگاه‌های تأمین کننده برق شهرها دارند. هدف این مطالعه، ارائه یک رویکرد نوین ارزیابی در به‌کارگیری انرژی خورشیدی در صنعت آب و فاضلاب می‌باشد. از اینرو، ضمن ارزیابی میزان برق مصرفی مناطق شش‌گانه شرکت آب و فاضلاب تهران به‌عنوان مورد مطالعاتی، ظرفیت‌های نصب و بهره‌گیری از سیستم‌های فوتوولتائیک در این شرکت مورد بررسی قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، توابع هدف عبارتند از هزینه-های مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای؛ همچنین پتانسیل انرژی خورشیدی، نرخ رشد جمعیت و میزان مصرف آب به‌عنوان مهمترین متغیرهای مستقل و مصرف پیش‌بینی شده برق، مالیات کربن و قیمت فروش برق نیز متغیرهای وابسته درنظر گرفته شده‌اند. نتایج این تحقیق که برمبنای استفاده از توسعه مدل رگرسیون می‌باشد، نشان از افزایش میزان مصرف و هزینه‌های برق به ترتیب 5/1 و 3 برابر، در این بازه زمانی دارد. به منظور محاسبه میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای، سه سناریو با جایگزینی 5، 20 و 30 درصد از برق مورد نیاز شرکت بوسیله سیستم‌های فتوولتائیک، پیاده‌سازی و نتایج آن‌ها مقایسه شد. کاهش انتشار CO2 ناشی از تولید 30% از برق مصرفی با انرژی خورشیدی، به میزان 26,712 هزار تن، برآورد شده است. از سوی دیگر، وضع مالیات به میزان بیش از 10 دلار به ازای انتشار هر تن CO2، منجر به تغییر الگوی مصرف و کاهش 5,987,086 دلار هزینه‌های مصرف برق در این صنعت خواهد شد.

چکیده انگلیسی:

Since water and wastewater companies are one of the significant energy consumers in urban industries, there is a substantial share to increase electricity demand and as a result, increasing the power plants load. The purpose of this study is to present a new evaluation approach for using solar energy in the water and wastewater industry. Therefore, while consideration of the energy consumption in the six regions of Tehran Water and Wastewater Company, requirements for the installation and operation of photovoltaic systems in this company has been investigated. In the present study, the objective functions are energy consumption costs and greenhouse gas emissions; Also, solar energy potential, increasing population rate and water consumption are the most important independent variables and forecasted electricity consumption, carbon tax, and electricity sales price are also dependent variables. The results of this study, which can be based on using the regression model, show that the increase in electricity consumption and costs are 1.5 and 3 times in this period, respectively. To calculate the amount of greenhouse gas emissions, the three scenarios are implemented and compared with the replacement of 5, 20, and 30% of the company required electricity by photovoltaic systems. The reduction in CO2 emissions due to the production of 30% of electricity consumption with solar energy, amounted to 26,712 thousand tons. On the other hand, taxing more than $ 10 per ton of CO2 emissions changes the consumption pattern and reduces the cost of electricity consumption in this industry by $ 5,987,086.