نقش انرژی خورشیدی در کاهش مصرف انرژی و آلاینده های محیط زیستی در کاربری های مسکونی (مطالعه موردی: شهر تهران)

نوع مقاله: علمی-ترویجی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 گروه جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

نقش انرژی در اقتصاد جهانی اهمیت موضوع انرژی را بیش از پیش نمایان می‌‌سازد. در این راستا توسعه و گسترش نظریات و کاربردهای انرژی منجر به حصول روش‌های جدیدی برای سازگاری مسائل مربوط به انرژی و محیط زیست شده است. بسیاری از محققان به مطالعه‌ی انرژی خورشیدی پرداخته‌اند و آن را جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی می‌دانند. بدین‌ترتیب، استفاده از سیستم‌های خورشیدی به‌ عنوان یکی از اجزاء تشکیل‌دهنده‌ی ساختمان‌ها متداول شده است. شهر تهران با توجه به آمارگیری سال 1393 دارای 10620 ساختمان مسکونی می‌باشد که این ساختمان‌ها مقدار بسیار زیادی انرژی حاصل شده از سوخت‌های فسیلی مصرف می‌نمایند؛ بنابراین استفاده از انرژی خورشیدی می‌تواند بخشی از انرژی مصرفی ساختمان‌های مسکونی شهر تهران را تأمین نماید. در این پژوهش ساختمانی مسکونی به‌طور نمونه در شهر تهران در نظر گرفته شد و میزان انرژی مصرفی آن برای بار حرارتی گرمایشی و آب گرم مصرفی محاسبه گردید. نتایج نشان می‌دهند که این ساختمان به مقدار kW88/559 انرژی برای بار حرارتی گرمایشی و آب گرم مصرف می‌نماید که این مقدار انرژی معادل kw-hr4904111 انرژی ذخیره شده الکتریکی است؛ بنابراین میزان کاهش آلاینده‌های SPM,CO,NOx,SO2,CO2 در اثر صرفه‌جویی انرژی الکتریکی برای ساختمان‌ مسکونی به ترتیب برابر Ton08/28، kg490، kg 4/438، kg 49/0 و kg 96/52 است. استفاده از انرژی خورشیدی باعث صرفه جویی در مصرف سوخت‌های فسیلی می‌شود، همچنین هزینه‌های حاصل از تولید و انتقال آن‌ها نیز کاهش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] ع. اکبری مطلق، و س. ج. حجازی، امکان­سنجی اقتصادی سیستم­ روشنایی خورشیدی LED در جاده­ها ، ششمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه سمنان،  سمنان، ایران، اردیبهشت‌ماه1390.

[2] م. ساکی­پور، ع. ر. کعبی نژادیان، سخاوت جو، م. ص. و س. ع . ا. جعفری موسوی، امکان استفاده از انرژی خورشیدی و کاهش انتشار گازهای گلخانه­ای در اهواز، علوم بهداشتی جندی شاپور، دوره سوم، شماره چهارم، پاییز1390.

[3] A. M. Makarieva, V. G. Gorshkov, B. L. Li, Energy budget of the biosphere and civilization: Rethinking environmental security of global renewable and non-renewable resources, Ecological complexity, Vol. 5, No. 4, pp. 281-288, 2008.

 

 [4] م. موسوی شفائی، ی. نوراللهی، ا. سلطانی­نژاد، ا. رضایان قیه باشی، یوسفی، ح. و ع. ح. رضایان، امنیت انسانی و چالش­های توسعه انرژی­های تجدیدپذیر در ایران، با تأکید بر امنیت زیست‌محیطی، فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط‌زیست، دوره هجدهم، شماره سوم، تابستان1395.

[5] ح. اکبری، ف. هادوی، زمانی، م.  و ی. علیپور، تعیین جهت‌های مناسب استقرار ساختمان جهت دریافت بهینه تابش خورشیدی در شهر زنجان، فصلنامه آمایش محیط، دوره نهم، شماره سی و سوم، تابستان1395.

[6] ع. ح. بحرپیما، انرژی خورشیدی و ساختمان­سازی، چهارمین کنگره بین­المللی جغرافیدانان جهان اسلام، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران، فروردین‌ماه1389.

 [7] م. رحمانی، شکوری گنجوی، ح. و ع. کاظمی، ارائه یک مدل بهینه­سازی چندهدفه برای افزایش کارایی انرژی در ساختمان­های مسکونی، نشریه مدیریت صنعتی، دوره نهم، شماره اول، بهار1396.

[8] J. Ortiga, J. C.  Bruno, A. Coronas, I. E. Grossman, Review of optimization models for the design of polygeneration systems in district heating and cooling networks, In Computer Aided Chemical Engineering, Vol. 24, pp. 1121-1126, 2007.

[9] C. Diakaki, E. Grigoroudis, D. Kolokotsa, Performance study of a multi-objective mathematical programming modelling approach for energy decision-making in buildings, Energy, Vol. 59, pp. 534-542, 2013

[10] E. Asadi, M. G. da Silva, C. H. Antunes, L. Dias, L. Glicksman, Multi-objective optimization for building retrofit: A model using genetic algorithm and artificial neural network and an application, Energy and Building, Vol. 81, pp. 444-456, 2014.

[11] ف. قاسمیان، و ز. شریعتی، انرژی خورشیدی در سیستم گرمایش   ساختمان،  همایش ملی مهندسی عمران و توسعه پایدار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد استهبان، استهبان، ایران، اسفندماه 1389.

[12] ع. خالصی دوست، و ب. بیگانه طلب، کاربرد سیستم ذخیره انرژی جهت  تأمین گرمایش ساختمان به کمک انرژی خورشیدی، نشریه تبدیل انرژی، دوره اول، شماره سوم، زمستان1391.

[13] ع. ر. فاضلی، و ش. حیدری، بهینه‌سازی مصرف انرژی در مناطق مسکونی شهر تهران با استفاده از رویکرد برنامه‌ریزی انرژی روتردام(REAP)، پژوهش‌های برنامه‌ریزی و سیاست‌گذاری انرژی، دوره اول، شماره سوم، پاییز1392.

 [14] ز. خراسانیان، و ن. مبرقعی، تأثیر انرژی‌های تجدید پذیر بر کاهش آلودگی هوا ، اولین همایش ملی انرژی‌های نو و پاک، شرکت هم اندیشان محیط‌زیست فردا، همدان، ایران، اردیبهشت ماه1392.

[15] ا. عبدالهی، برات زاده، م. و. سلیمانی، تأثیر انرژی خورشیدی بر بهینه‌سازی  مصرف برق در ساختمان‌ها (بخش خانگی)، نخستین همایش ملی انرژی ساختمان و شهر، موسسه پژوهشی شبستان،دانشگاه امام محمدباقر(ع) ساری، ساری، ایران، بهمن ماه1394.

[16]  ن. شیخ پور، و ب. مهماندوست، بررسی کاربرد انرژی خورشیدی در سیستم‌های سرمایشی، گرمایشی و تهویه مطبوع ساختمان، همایش ملی انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی‌شهر، اصفهان، ایران، آذرماه1394.

[17] ا.  هاشم پوریان، بررسی کاربرد انرژی خورشیدی در ساختمان‌های سبز،  هشتمین همایش علمی تخصصی انرژی‌های تجدید پذیر، پاک و کارآمد، شرکت هم اندیشان انرژی کیمیا، تهران، ایران، دی ماه1394.

[18] ع. اباذری، و ع. جوکار، واکاوی نقش انرژی‌های نو در راستای کاهش گازهای گلخانه‌ای و حفاظت از محیط‌زیست ، چهارمین کنفرانس بین المللی برنامه ریزی و مدیریت محیط زیست، دانشکده محیط‌زیست دانشگاه تهران، تهران، ایران، اردیبهشت ماه1396.

[19] س. ک. صادقی، سجودی، س. و ف. احمدزاده دلجوان، تأثیر انرژی‌های تجدیدپذیر بر رشد اقتصادی و کیفیت محیط‌زیست در ایران، فصلنامه پژوهش‌های سیاستگذاری و برنامه‌ریزی انرژی، سال سوم، شماره ششم، بهار1396.

 [20] AWEA, AWEA 2008 Annual Rankings Report, American Wind Energy Association, Annual Rankings Report, 2008.

[21] A. Hainoun, M. S. Aldin, S. Almoustafa, Formulating an optimal long-term energy supply strategy for Syria using MESSAGE model, Energy policy, Vol. 38, No. 4, pp. 1701-1714, 2010.

[22] S. M. C. Fairuz, M. Y. Sulaiman, C. H. Lim, S. Mat, B. Ali, O. Saadatian, M. H. Ruslan, E. Salleh, K. Sopian, Long term strategy for electricity generation in Peninsular Malaysia–Analysis of cost and carbon footprint using MESSAGE, Energy policy, Vol 62, pp 493-502. 2013.

 [23] G. Klaassen, K. Riahi, Internalizing externalities of electricity generation: An analysis with MESSAGE-MACRO, Energy Policy, Vol. 35, No. 2, pp. 815-827, 2007.

 [24] A. Laxson, M. M. Hand, N. Blair, High wind penetration impact on us wind manufacturing capacity and critical resources (No. NREL/TP-500-40482), National Renewable Energy Lab.(NREL), Golden, CO (United States), 2006

[25] J. Carlsson, M. D. M. P. Fortes, G. de Marco, J. Giuntoli, M. Jakubcionis, A. Jäger-Waldau, ... & B.   Sigfusson, ETRI 2014-Energy technology reference indicator projections for 2010-2050, European Commission, Joint Research Centre, Institute for Energy and Transport, Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2014.

[26] ب. باصری، درخشانیان، ش. وس. شفیعی، بررسی سیاست‌های بهینه‌سازی مصرف انرژی با استفاده از روش مجزاسازی انرژی (مطالعه موردی شرکت‌های پگاه فارس، تهران و اصفهان)، فصلنامه مطالعات اقتصاد انرژی، دوره هفتم، شماره بیست و پنجم، تابستان1389.

[27] I. Lewis, R. H. Wiser, Fostering a renewable energy technology industry: An international comparison of wind industry policy support mechanisms, Energy policy, Vol. 35, No. 3, pp. 1844-1857, 2007.

[28] Y. I. Topcu, F.   Ulengin, Energy for the future: An integrated decision aid for the case of Turkey, Energy, Vol. 29, No. 1, pp. 137-154, 2004.

[29] M. Rogner, K. Riahi, Future nuclear perspectives based on MESSAGE integrated assessment modeling, Energy Strategy Reviews,Vol. 1, No. 4, pp. 223-232, 2013.