امکان‌ سنجی محرومیت زدایی توسط تولید انرژی با پنل‌های فتوولتاییک در مناطق محروم ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، معماری و انرژی، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 استادیار، معماری و انرژی، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

هدف این پژوهش بررسی امکان محرومیت‌زدایی به کمک تولید انرژی توسط پنل‌های فتولتاییک در محروم‌ترین روستاهای ایران است. در مرحله‌ی اول نقشه‌ی محرومیت و نقشه‌‌ی پتانسیل مناطق مختلف ایران از نظر میزان دریافت نور خورشید و نصب پنل‌های فتوولتاییک بررسی شد. 79 روستا با محرومیت بسیار زیاد و محرومیت زیاد شناسایی شدند. اکثر این مناطق در بخش جنوبی و جنوب شرقی واقع شده بودند که با توجه به تحقیقات گذشته و نقشه‌ی پتانسیل نصب فتولتاییک از دریافت تابش خوبی برخوردار بودند. بنابراین برای شناسایی دقیق‌تر این مناطق و اولویت‌بندی آن‌ها برای سیاست‌گذاری در بخش انرژی، مناطق گفته شده توسط الگوریتم بدون نظارت یادگیری ماشین کی-میانگین به چهار دسته تقسیم شدند و خصوصیات هر دسته از نظر میزان فقر و تولید انرژی محاسبه شد. طبق نتیجه‌ی خوشه‌بندی انجام شده، الویت‌ها و بهترین مناطق برای محرومیت‌زدایی با تولید انرژی و ایجاد کسب ‌وکارهای مبتنی بر آن شناسایی شدند. همچنین درآمد هر روستا در دو حالت با استفاده از پنل‌های فتولتاییک 5 کیلووات برای هر خانوار (نصب بر روی بام) و ایجاد نیروگاه یک مگاواتی(که در زمین‌های بایر اطراف روستا ها مکان‌یابی شدند) با توجه به تعرفه‌های موجود محاسبه شد. با توجه به نتایج بدست آمده، اغلب روستاهای استان سیستان و بلوچستان در اولویت تولید انرژی با پنل‌های فتوولتاییک هستند. به عنوان مثال بخش بمپشت، با شاخص محرومیت 0.540 و با تولید انرژی9.37 مگاوات در سال از یک نیروگاه خورشیدی، بالاترین رتبه را بین روستاها جهت محرومیت‌زدایی توسط تولید انرژی از طریق پنل‌های فتولتائیک کسب کرده است.

کلیدواژه‌ها


[1]   G. Najafi, B. Ghobadian, R. Mamat, T. Yusaf, W. Azmi, Solar energy in Iran: Current state and outlook, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 49, pp. 931–942, 2015. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.04.056
[2]   S. Gorjian, B. Ghobadian, Solar Thermal Power Plants: Progress and Prospects in Iran, Energy Procedia, Vol. 75, pp. 533–539, 2015. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.07.447
[3]   P. Alamdari, O. Nematollahi, A. A. Alemrajabi, Solar energy potentials in Iran: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 21, pp. 778–788, 2013. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.12.052
[4]   H. Zhang, K. Wu, Y. Qiu, G. Chan, S. Wang, D. Zhou, X. Ren, Solar photovoltaic interventions have reduced rural poverty in China, Nature Communications, Vol. 11, No. 1, 2020. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15826-4
[5]   J. Lee, M. M. Shepley, Benefits of solar photovoltaic systems for low-income families in social housing of Korea: Renewable energy applications as solutions to energy poverty, Journal of Building Engineering, Vol. 28, pp. 101016, 2020. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.101016
[6]   H. Wirawan, Y. M. Gultom, The effects of renewable energy-based village grid electrification on poverty reduction in remote areas: The case of Indonesia, Energy for Sustainable Development, Vol. 62, pp. 186–194, 2020.
[7]   I. Mikkonen, L. Gynther, K. Matschoss, G. Koukoufikis, I. Murauskaite-Bull, A. Uihlein, Social innovations for the energy transition, pp. 50-60, Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2020. https://doi.org/10.2760/555111
[8]   Z. Wang, J. Li, J. Liu, C. Shuai, Is the photovoltaic poverty alleviation project the best way for the poor to escape poverty? A DEA and GRA analysis of different projects in rural China, Energy Policy, Vol. 137, pp. 111105, 2020. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2019.111105
[9]   B. Bai, S. Xiong, X. Ma, Y. Tian, Effectiveness evaluation of photovoltaic poverty alleviation project in China: From a capital perspective, Journal of Cleaner Production, Vol. 284, pp. 124684, 2020. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124684
[10] H. Zhang, K. Wu, Y. Qiu, G. Chan, S. Wang, D. Zhou, X. Ren, Solar photovoltaic interventions have reduced rural poverty in China, Nature Communications, Vol. 11, No. 1, 2020. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15826-4
[11] A. Biernat-Jarka, P. Trębska, S. Jarka, The Role of Renewable Energy Sources in Alleviating Energy Poverty in Households in Poland, Energies, Vol. 14, No. 10, pp. 2957, 2021. https://doi.org/10.3390/en14102957
[12] Aftab Project Report, Accessed 15 Aug 2017; (in Persian) https://www.iribnews.ir/fa/news/1764501/
[13] Jahad Roshanayee Plan, Accessed 14 March 2021; (in Persian) http://rahsunco.com/loan
[14] Bargh Omid, Accessed 8 December 2020; (in Persian) http://bargh-omid.ir/home-36/handmade-shoes-2/
[15] Pishgaman Solar Energy, Accessed 1 Jan 2018; (in Persian) http://solarpishgaman.ir/about-us/
[16] Atlas of Underprivileged areas of Iran, Accessed 2018; (in Persian) http://barakatfoundation.com/fa/p/844735C6-F739-4B63-AC6F-7952110AB508
[17] Google Map Website, https://www.google.com/maps
[18] Global Solar Atlas, Accessed 10 March 2021; https://globalsolaratlas.info/map?c=11.609193,8.4375,3
[19] A. K. Jain, M. N. Murty, P. J. Flynn, Data clustering, ACM Computing Surveys, Vol 31, No. 3, pp. 264–323, 1999. https://doi.org/10.1145/331499.331504
[20] G. Hamerly, C. Elkan, Alternatives to the k-means algorithm that find better clusterings, Proceedings of the Eleventh International Conference on Information and Knowledge Management(CIKM), Virginia, USA, pp. 600-607, 2002. https://doi.org/10.1145/584792.584890 
[21] B. Everitt, Cluster analysis, Quality and Quantity, Vol. 14, No. 1, pp. 75–100, 1980. https://doi.org/10.1007/bf00154794
[22] V. Paul Breşfelean, M. Breşfelean, N. Ghişoiu, C. Comes, Data Mining Clustering Techniques In Academia, Proceedings of the Ninth International Conference on Enterprise Information Systems, Funchal, Madeira, Portugal, pp. 407-410, 2007. https://doi.org/10.5220/0002370404070410 
[23] E, Bayazidi, B, Oladi, Questionnare data analysis with the help of IBM SPSS 25, pp. 100-112, Tehran: Mehregan Ghalam, 2014. (in Persian)
[24] M. G. Omran, A. P. Engelbrecht, A. Salman, An overview of clustering methods, Intelligent Data Analysis, Vol. 11, No. 6, pp. 583–605, 2007. https://doi.org/10.3233/ida-2007-11602
[25] Omran, M. G., Engelbrecht, A. P., & Salman, A. An overview of clustering methods. Intelligent Data Analysis, 11(6), 583–605, 2007b. https://doi.org/10.3233/ida-2007-11602
[26] A. W. F. Edwards, L. L Cavalli-Sforza, A Method for Cluster Analysis, Biometrics, Vol. 21, No. 2, pp. 362-340, 1965. https://doi.org/10.2307/2528096
[27] C. Yuan, H. Yang, Research on K-Value Selection Method of K-Means Clustering Algorithm, J, Vol 2, No. 2, pp. 226–235, 2019. https://doi.org/10.3390/j2020016
[28] A. Dinno, Nonparametric Pairwise Multiple Comparisons in Independent Groups using Dunn’s Test, The Stata Journal: Promoting Communications on Statistics and Stata, Vol. 15, No. 1, pp. 292–300, 2015. https://doi.org/10.1177/1536867x1501500117
[29] Solar resource maps of Iran, Accessed 10 Jan 2022; https://solargis.com/maps-and-gis-data/download/iran
[30] K. G . Firouzjah, Assessment of small-scale solar PV systems in Iran: Regions priority, potentials and financial feasibility, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol 94, pp. 267–274, 2018. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.06.002
[31] M. Azizkhani, A. Vakili, Y. Noorollahi, F. Naseri, Potential survey of photovoltaic power plants using Analytical Hierarchy Process (AHP) method in Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 75, pp. 1198–1206, 2017. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.103
[32] Subsidy Targeting Organization, Accessed 10 March 2021; https://www.hadafmandi.ir/fa 
[33] Elbow Method-Yellowbrick v1.4 documentation, Accessed 10 March 2019; https://www.scikit-yb.org/en/latest/api/cluster/elbow.html
[34] M. Rahimi, F. Pazand, A. A. Abdullahi, Potential measurement of solar power plants in Sistan and Baluchestan province using AHP model and fuzzy logic, Journal of Geography and Development, Vol. 49, pp. 23–36, 2014. (in Persian)
[35] Renewable Energy and Energy Efficiency Organization, Accessed 10 Jan 2022; https://www.satba.gov.ir/fa/guidance/guidance/
[36] Gorjian, S., Zadeh, B. N., Eltrop, L., Shamshiri, R. R., & Amanlou, Y. Solar photovoltaic power generation in Iran: Development, policies, and barriers. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 106, pp. 110–123, 2019. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.02.025
[37] A report on the application of PV cells in households, Accessed 10 March 2022; (in Persian) https://iransolarmag.com/residential-solar-power-plant-development-challenges-in-iran/