بهینه‌سازی انتخاب مکان نیروگاه خورشیدی با استفاده از رویکرد ترکیبیGIS - AHP: مطالعه موردی استان آذربایجان غربی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی صنایع،دانشکده مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران.

چکیده
منابع انرژی تجدیدپذیر رویکردی نوین در استراتژی توسعه انرژی محسوب می‌شوند. در این خصوص، سامانه‌های فتوولتائیک (PV)با توسعه جهشی و سیر نزولی هزینه‌ها از اهمیت بسیاری برخوردارند. راندمان و سودآوری سیستم‌های PV منوط به موضع‌گیری مدون تجهیزات PVمی‌باشد. پژوهش پیش‌رو، درپی استخراج مدل تناسب اراضی برای احداث نیروگاه PV با سلول‌های سیلیکونی با نگرش به پارامترهای اکولوژیکی، تکنولوژیکی و توپولوژیکی، در استان آذربایجان غربی است. هدف اصلی مقاله، ارائه رویکردی نوین برای انتخاب مکان نیروگاه‌های خورشیدی با ترکیب روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره و سیستم اطلاعات جغرافیایی می‌باشد. بدین منظور، پس از بسط معیارهای کلیدی و شناسایی محدودیت‌های اثرگذار، الگوریتم تحلیل سلسله مراتبی در سیستمهای اطلاعات جغرافیایی تلفیق شد. حاصل این تلفیق، حصول نتایج دقیق‌تر ناشی از به‌کارگیری داده‌های اقلیم‌شناسی و توپوگرافی واقعی و ضریب تاثیر هر معیار در نگاشت نهایی می‌باشد. در ادامه، دو رویکرد وزن-های بیشتر و وزن‌های برابر مطرح گردید و نتایج با روش پایه مقایسه شد. در راستای سهولت تبیین نتایج، شاخصی تحت عنوان شاخص تناسب زمین (LSI) تعریف شد که مناطق بالقوه را در 5 دسته، گروه‌بندی کرد. بر اساس شاخص LSI، مناطق با پتانسیل بیشتر جهت استقرار سامانه‌های PV، از رتبه بالاتری برخوردارند. نتایج مدل حاکی از آن است که بالغ بر 22درصد از پهنه مطالعاتی از سیستم‌های PV پشتیبانی می‌کنند. همچنین، مناطق با پتانسیل بالا (LSI > 3) عمدتاً نوار شرقی و بخش مرکزی استان را در بر می‌گیرد. تجزیه برآیند الحاقی پایگاه‌های داده‌، امکان دستیابی به مساحت بیشتر با توسعه زیرساخت‌های موجود را تصدیق می‌کند. انطباق نتایج رویکردها بر صحت نتایج حاصله تاکید دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • - مراجع

    • Key world energy statistics (IEA), International Energy Agency, Washington DC, 2003.
    • Michaelides, Energy the environment and sustainability, 1nd edition, CRC press, 2018.
    • Daroń, M. Wilk, Management of energy sources and the development potential in the energy production sector—A comparison of EU countries, Energies, Vol. 14, No. 3, pp. 685, 2021.
    • Sodhi, L. Banaszek, C. Magee, M. Rivero-Hudec, Economic Lifetimes of Solar Panels, Procedia CIRP, Vol. 150, pp. 782-787, 2022.
    • Domínguez, R. Geyer, Photovoltaic waste assessment in Mexico, Resources, Conservation and Recycling, Vol. 127, pp. 29-41, 2017.
    • EC Kutlu, Technical potential of rooftop solar photovoltaic for Ankara: A preliminary study, Master's thesis, Middle East Technical University, turkey, 2020.
    • RedweikC. CatitaM. Brito, Solar energy potential on roofs and facades in an urban landscape, Solar Energy, Vol. 97, pp. 332-341, 2013.
    • Kabir, P. Kumar, S. Kumar, AA. Adelodun, KH. Kim, Solar energy: Potential and future prospects. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 82, pp. 894-900, 2018.
    • ColakT. MemisogluY. Gercek, Optimal site selection for solar photovoltaic (PV) power plants using GIS and AHP: A case study of Malatya Province, Turkey. Renewable energy, Vol. 149, pp. 565-576, 2020.
    • NematollahiKC. Kim, A feasibility study of solar energy in South Korea. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 77, pp. 566-579, 2017.
    • Akçay, A. Mehmet, Optimal site selection for a solar power plant in Turkey using a hybrid AHP-TOPSIS method, Celal Bayar University Journal of Science, Vol. 14, No. 4, pp. 413-420, 2018.
    • Nazari, A. AslaniR. Ghasempour, MA Nazari, A AslaniR Ghasempour, Analysis of solar farm site selection based on TOPSIS approach. International Journal of Social Ecology and Sustainable Development (IJSESD), Vol. 9, No. 1, pp. 12-25, 2018.
    • Sánchez-Lozano, MS. García-Cascales, MT. Lamata, Evaluation of suitable locations for the installation of solar thermoelectric power plants, Computers & Industrial Engineering, Vol. 87, pp. 343-355, 2015.
    • Sindhu, V. Nehra, S. Luthra, Investigation of feasibility study of solar farms deployment using hybrid AHP-TOPSIS analysis: Case study of India, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 73, pp. 496-511, 2017.
    • Türk, A. KoçG. Şahin, Multi-criteria of PV solar site selection problem using GIS-intuitionistic fuzzy based approach in Erzurum province/Turkey, Scientific Reports, Vol. 11, No. 1, 5034, 2021.
    • Ozdemir, G. Sahin, Multi-criteria decision-making in the location selection for a solar PV power plant using AHP, Measurement, Vol. 129, pp. 218-226, 2018.
    • Goh, C. Li, D. Zhang, W. Dai, CS. Lim, TA. Kurniawan, KC. Goh, Application of choosing by advantages to determine the optimal site for solar power plants, Scientific Reports, Vol. 12, 4113, 2022.
    • Drechsler, J. Egerer, M. Lange, F. Masurowski, J. Meyerhoff, M. Oehlmann, Efficient and equitable spatial allocation of renewable power plants at the country scale, Nature Energy, Vol. 2, No. 9, pp. 1-9, 2017.
    • Shorabeh, NN. Samany, F. Minaei, HK. Firozjaei, M. Homaee, AD. Boloorani, A decision model based on decision tree and particle swarm optimization algorithms to identify optimal locations for solar power plants construction in Iran, Renewable Energy, Vol. 187, pp. 56-67, 2022.
    • WangTT. Dang, JW. Wang, A combined Data Envelopment Analysis (DEA) and Grey Based Multiple Criteria Decision Making (G-MCDM) for solar PV power plants site selection: A case study in Vietnam, Energy Reports, Vol. 8, pp. 1124-1142, 2022.
    • Wu, B. Zhang, C. Wu, T. Zhang, F. Liu, Optimal site selection for parabolic trough concentrating solar power plant using extended PROMETHEE method: A case in China, Renewable Energy, Vol. 143, pp. 1910-1927, 2019.
    • Wu, C. Wu, J. Zhou, B. Zhang, C. Xu, Y. Yan, F. Liu, A DEMATEL-TODIM based decision framework for PV power generation project in expressway service area under an intuitionistic fuzzy environment, Journal of cleaner production, Vol. 247, 119099, 2020.
    • Alamdari, O. NematollahiAA. Alemrajabi, Solar energy potentials in Iran: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol.21, pp. 778-788, 2013.
    • DoljakG. Stanojević, Evaluation of natural conditions for site selection of ground-mounted photovoltaic power plants in Serbia, Energy, Vol. 127, pp. 291-300, 2017.
    • Zoghi, AH. Ehsani, M. Sadat, M. javad Amiri, S. Karimi, Optimization solar site selection by fuzzy logic model and weighted linear combination method in arid and semi-arid region: A case study Isfahan-IRAN, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 68, pp. 986-996, 2017.
    • Saaty, The Analytic Hierarchy Process Mcgraw Hill, New York, Agricultural Economics Review, Vol.70, 1980.
    • Al GarniA. Awasthi, Solar PV power plant site selection using a GIS-AHP based approach with application in Saudi Arabia, Applied energy, Vol. 206, pp. 1225-1240, 2017
    • Islam, MZ. Rahman, SM. Mominuzzaman, The effect of irradiation on different parameters of monocrystalline photovoltaic solar cell, 3rd International Conference on the Developments in Renewable Energy Technology (ICDRET), IEEE, pp. 1-6, 2014.
    • DeveciU. CaliD. Pamucar, Evaluation of criteria for site selection of solar photovoltaic (PV) projects using fuzzy logarithmic additive estimation of weight coefficients, Energy Reports, Vol. 7, pp. 8805-8824, 2021.

    SK. Natarajan, TK. Mallick, M. Katz, S. Weingaertner, Numerical investigations of solar cell temperature for photovoltaic concentrator system with and without passive 

    • cooling arrangements, International journal of thermal sciences, Vol. 50, No. 12, pp. 2514-2521, 2011.
    • Suri, T. Cebecauer, N. Suriova, B. Schnierer, J. Betak, V. Madlenakova, A. Skoczek, M. Caltik, Solar resource and photovoltaic power potential of Myanmar, World Bank Group United States of America, Vol. 1, 2017. https://policycommons.net/artifacts/1280813/solar-resource-and-photovoltaic-power-potential-of-myanmar/1872855/
    • Kazem, H. A., & Chaichan, M. T. (2019). The effect of dust accumulation and cleaning methods on PV panels’ outcomes based on an experimental study of six locations in Northern Oman. Solar Energy187, 30-38.
    • Ilse, K., Figgis, B., Khan, M. Z., Naumann, V., & Hagendorf, C. (2018). Dew as a detrimental influencing factor for soiling of PV modules. IEEE Journal of Photovoltaics, 9(1), 287-294.
    • Simsek, E., Williams, M. J., & Pilon, L. (2021). Effect of dew and rain on photovoltaic solar cell performances. Solar Energy Materials and Solar Cells, 222, 110908.
    • ElboshyM. AlwetaishiRMH. AlyAS. Zalhaf, A suitability mapping for the PV solar farms in Egypt based on GIS-AHP to optimize multi-criteria feasibility, Ain Shams Engineering Journal, Vol. 13, no. 3, 101618, 2022.
    • Noorollahi, D. Fadai, M. Akbarpour Shirazi, SH. Ghodsipour, Land suitability analysis for solar farms exploitation using GIS and fuzzy analytic hierarchy process (FAHP)—a case study of Iran, Energies, Vol. 9, No. 8, pp. 643, 2016.

     

  • تاریخ دریافت 13 آبان 1402
  • تاریخ بازنگری 12 بهمن 1402
  • تاریخ پذیرش 17 بهمن 1402