Wind power plants site selection using Boolean model and ArcGIS (Case study: Mazandaran Province)

Subject Areas : Climatology

Reyhaneh Bairamvand ¹ , Sadroddin Motevalli ² , GholamReza Janbaz Ghobadi ³ , Khabat Derafshi ⁴

1 - Doctoral student of Climatology, Department of Geography, Noor Branch, Islamic Azad University, Noor, Iran
2 - Associate Professor, Department of Geography, Noor Branch, Islamic Azad University, Noor, Iran
3 - Assistant Professor, Department of Geography, Noor Branch, Islamic Azad University, Noor, Iran
4 - Assistant Professor of Geomorphology, Natural Heritage Department, Cultural Heritage and Tourism Research Institute, Tehran, Iran

Received: 2022-10-11 Accepted : 2022-12-26 Published : 2022-11-22

Keywords: Site Selection, Mazandaran Province, Wind power plant, Boolean,

Abstract :

Recently, Mazandaran Province has needed more energy. Considering the capabilities of this province in generating renewable energy, recognizing the potentials of clean energy generation and consumption, especially wind energy, should be a priority in the plans of managers and researchers. A descriptive, analytical and field approach is used in this study. The spatial capability of wind power plants in Mazandaran Province was evaluated using spatial and quantitative data. In order to initially estimate the energy that can be obtained from wind flow in the province, the necessary calculations were performed on wind direction and velocity information over a period of 12 years. Then, based on the group of experts, documentary and library studies, scientific resources in this field and available data, four climatic, economic, environmental-social and topographical factors, have been selected as the most important indicators to determine suitable areas for the establishment of wind power plants in Mazandaran Province. These four criteria include 18 sub-criteria and after weighting and overlapping, the final zoning map was prepared using the Boolean model. According to the final map, the central strip of the province within the boundaries of Noor, Amol and Babol counties, the northern parts of Noor and Sari counties, the south of Savadkooh and Qaemshahr counties, as well as the central and southern parts of Behshahr county, are more suitable areas than other parts of Mazandaran Province for establishing wind power plants.

References:

1- احمدی، محمود. داداشی رودباری، علی. (1394): توان‌سنجی نیروگاه‌های بادی با روش FAHP در منطقه سمنان، فصل‌نامه علمی پژوهشی و بین‌المللی انجمن جغرافیای ایران، دوره جدید، سال سیزدهم، شماره 47، صص. 81-98.

2- اسدی، مهدی. خورشید دوست، علی‌محمد. (1398). مکان‌یابی نیروگاه‌های بادی در استان آذربایجان شرقی با استفاده از روش AHP، جغرافیا و برنامه‌ریزی، سال بیست و سوم، شماره 70، صص. 101-122.

3- اسفندیاری، علی. رنگرزی، کاظم. صابری، عظیم. فتاحی مقدم، مهدی. (1390). پتانسیل سنجی احداث نیروگاه‌های خورشیدی با بررسی پارامترهای اقلیمی در استان خوزستان با استفاده از GIS، همایش ملی ژئوماتیک، تهران.

4- آقاجانی، حسین. فتاحی مقدم، مهدی. اکبری، هدی. فتاحی، رضا. (1394). مکان‌یابی توربین‌های بادی مبتنی بر ارزیابی فضایی زیست‌محیطی (نمونه موردی: استان خراسان رضوی)، نشریه انرژی ایران، سال هجدهم، شماره 1، صص. 85-100.

5- انتظاری، علیرضا. امیر احمدی، ابوالقاسم. عرفانی، عاطفه. برزویی، اکرم. (1391). ارزیابی پتانسیل انرژی باد و امکان‌سنجی احداث نیروگاه بادی در سبزوار، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، سال سوم، شماره‌های 9 و 10، صص. 33-46.

6- تناکیان، ساناز. پیری صحراگرد، حسین. امیری، میثم. (1397). مکان‌یابی مناطق برای ساخت نیروگاه‌های بادی به کمک روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (مطالعه موردی: دشت سیستان)، مهندسی اکوسیستم بیابان، سال هفتم، شماره 19، صص. 1-16.

7- جانباز قبادی، غلامرضا. (1398). پتانسیل سنجی انرژی باد جهت تعیین مکان بهینه برای احداث توربین‌های بادی در استان مازندران، آمایش جغرافیایی فضا، سال سوم، شماره 34، صص. 209-224.

8- رضایی بنفشه، مجید. جهانبخش، سعید. دین‌پژوه، یعقوب. اسمعیل‌پور، مرضیه. (1393). امکان‌سنجی استفاده از انرژی باد در استان‌های اردبیل و زنجان، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، سال سوم، شماره 46، صص. 261-274.

9- صادقی، زین‌العابدین. دلال‌باشی اصفهانی، زهرا. حری، حمیدرضا. (1392). اولویت‌بندی عوامل مؤثر بر مکان‌یابی نیروگاه‌های انرژی‌های تجدید پذیر (انرژی خورشیدی و انرژی باد) استان کرمان با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تکنیک‌های تصمیم‌گیری چند معیاره، پژوهش‌های برنامه‌ریزی و سیاستگذاری انرژی، سال یکم، شماره 2، صص. 93-110.

10- عزیزی، قاسم. فرید مجتهدی، نیما. شعبان‌زاده، فائزه. نگاه، سمانه. عابد، حسن. (1396). رفتارشناسی باد در ایستگاه‌های البرز غربی تحت تأثیر واداشت‌های محیطی، جغرافیا و برنامه‌ریزی، سال بیست و یکم، شماره 62، صص. 203-222.

11- گندمکار، امیر. (1389). تعیین گستره افقی باد سیستان با استفاده از تحلیل خوشه‌ای، فصل‌نامه جغرافیایی طبیعی، شماره دهم، صص. 67-76.

12- مریانجی، زهره. حسینی، سید اکبر. عباسی، حامد. (1396). ناحیه‌بندی و پیش‌بینی پتانسیل انرژی باد در استان همدان با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی، اطلاعات جغرافیایی (سپهر)، سال بیست و ششم، شماره 104، صص. 185-104.

13- نوراللهی، یونس. اشرف، سید محمدعلی. زمانی، محسن. (1390). پتانسیل سنجی انرژی باد برق منطقه‌ای باختر با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی، نشریه انرژی ایران، سال چهاردهم، شماره 37، صص. 2-22.

14- نوریان، فرشاد؛ شکوهی علی(1383). مکان‌یابی کاربری اراضی شهری با استفاده از دستگاه‌های اطلاعات جغرافیایی فازی ( Fuzzy-GIS )، همایش ژئوماتیک، آبان 1383، تهران، صص11.

 

15- Allouhi, A. Zamzoum, O. And Islam, M.R. 2017. Evaluation Of Wind Energy Potential In Morocco’s Coastal Regions. Renewable And Sustainable Energy Reviews, Vol. 72. Pp. 311-324.

16- Anthrax: General Information [Online] Http://Www.Windpowerworks. Net, Available 30.12.08.

17- Baban, S.M.J. And Parry, T. 2001. Developing And Applying A GIS-Assisted Approach To Locating Wind Arms In The UK. Renewable Energy, Vol. 24. Pp. 59-71.

18- Brower, M. 1992. Cool Energy, Revised Edition, Renewable Solution To Environment Problems. Cambridge. MA, The MIT Press, 200pp.

19- Caralis, G. Perivolaris, Y. Rados, K. And Zervos A. 2008. On The Effect Of Spatial Dispersion Of Wind Power Plants On The Wind Energy Capacity Credit In Greece. Environmental Research Letter, Vol. 3. Pp. 3-15.

20- Chen, W. Castruccio, S. And Genton, M.G. 2018. Current And Future Estimates Of Wind Energy Potential Over Saudi Arabia. Journal Of Geophysical Research: Atmospheres, Vol. 123. Pp. 6443-6459.

21- Clarke A. 1991. Wind Energy Progress And Potential. Energy Policy, Vol. 19. Pp. 742-755.

22- Depeng, Y. Yongbing, L. Runguo, Z. And Xian, W. 2006. Regularities Of Wind-Erosion Of Different Land-Use Types In Yongding River Sandy Land, Beijing. Frontiers Of Forestry In China, Vol. 1. Pp. 208-213.

23- Ilkilic, C. And Aydin, H. 2015. Wind Power Potential And Usage In The Coastal Regions Of Turkey. Renewable And Sustainable Energy Reviews, Vol. 44. Pp. 78-86.

24- International Energy Agency. 2003. Renewables For Power Generation Status And Prospects. Paris, France: IEA, 194pp.

25- International Energy Agency. 2006. Renewable Energy: RD And D Priorities. Insight From IEA Technology Programs. Paris, France: IEA, 224pp.

26- Kruyt, B. Dujardin, J. And Lehning, M. 2018. Improvement Of Wind Power Assessment In Complex Terrain: The Case Of COSMO-1 In The Swiss Alps. Front. Energy Res. Vol. 6. 102. DOI: 10.3389/Fenrg.2018.00102.

27- Kuswandari, R. 2004. Assessment Of Different Methods For Measuring The Sustainability Of Forest Management. International Institute For Geo-Information Science And Earth Observation Enschede, Netherlands, 143pp.

28- Malczewski, J. 1999. GIS And Multicriteria Decision Analysis. John Wiley And Sons, New York, 408pp.

29- Malczewski, J. 2006. Ordered Weighted Averaging With Fuzzy Quantifiers: GIS-Based Multicriteria Evaluation For Land-Use Suitability Analysis. Applied Earth Observation And Geoinformation, Vol. 8. Pp. 270-277.

30- Morrison, M.L. And Sinclair, K. 2004. Wind Energy Technology, Environmental Impacts Of. Encyclopedia Of Energy, Vol. 6. Pp. 435-448.

31- Negash, T. Mollerstrom, E. And Ottermo, F. 2020. An Assessment Of Wind Energy Potential For The Three Topographic Regions Of Eritrea. Energies, Vol. 13. No. 1846. Pp. 1-12.

32- Ramirez-Rosado, I.J. Garcia-Garrido, E. Fernandez-Jimeneza, A. Zorzano-Santamaria P.J, Monteiro, C. Miranda, V. 2008. Promotion Of New Wind Farms Based On A Decision Support System. Renewable Energy, Vol. 33. Pp. 558-566.

33- Rehman, S. Natarajan, N. Vasudenvan, M. And Alhems, L.M. 2020. Assessment Of Wind Energy Potential Across Varying Topographical Features Of Tamil Nadu, India. Energy Exploration And Exploitation, Vol. 38. No. 1. Pp. 175-200.

34- Rodriguez-Bachiller, A. And Glasson, J. 2004. Geographical Information Systems And Expert Systems For Impact Assessment Part I: GIS. CRC Press, 408 Pp.

35- Salam, M.A. Yazdani, M.G. And Rahman, Q.M. 2018. Investigation Of Wind Energy Potentials In Brunei Darussalam. Frontiers In Energy. Available At: Https://Doi.Org/10.1007/S11708-018-0528-4 (Accessed 26 August 2019).

36- Strantzali, E. And Aravosis, K. 2016. Decision Making In Renewable Energy Investments: A Review. Renewable And Sustainable Energy Reviews, Vol. 55. Pp. 885-898.

37- Tester, J.W. Drake, E.M. Driscoll, M.J. Golay, M.W. And Peters, W.A. 2005. Sustainable Energy. Second Edition, Choosing Among Options, Cambridge, MA: The MIT Press, 1056pp.

38- Wrixon, G.T. Rooney, A.M.E. And Palz, W. 1993. Renewable Energy-2000. Springer-Verlag, Berlin, Germany, 126pp.