1
گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم
2
گروه مهندسی انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قم
10.22034/jrenew.2026.247104
چکیده
جزیره کیش، منطقهای استراتژیک در خلیج فارس، در حال حاضر برای تأمین آب و برق خود به شیرینکنهای اسمز معکوس و نیروگاههای فسیلی وابسته است. با توجه به افزایش قیمت سوختهای فسیلی و چالشهای زیستمحیطی، این پژوهش به ارزیابی فنی-اقتصادی یک سامانه هیبریدی مبتنی بر انرژیهای تجدیدپذیر (خورشیدی و بادی) پرداخته که علاوه بر تأمین پایدار آب و برق 40 هزار نفر، از پساب شیرینکن برای تغذیه واحد الکترولیز کلر-آلکالی استفاده میکند. هدف، تولید همزمان برق مازاد، گاز کلر، کاستیک مایع 50% و هیدروژن بهعنوان محصولات ارزشمند فرعی است. دادههای آبوهوایی از پایگاههای NCC Tide، PVsyst و Wind Atlas استخراج شد. نتایج نشان داد که به دلیل اختلاف ارتفاع جزر و مد پایین (~1.29 متر)، استفاده از انرژی جزرومدی در این منطقه از نظر اقتصادی توجیهپذیر نیست. بر اساس بهینهسازی انجامشده در متلب، نصب 14 توربین بادی 12 مگاواتی و 25/59 مگاوات نیروگاه خورشیدی بدون نیاز به سیستم ذخیرهسازی، کافی است تا تقاضای سالانه آب و برق جزیره بهطور کامل تأمین شود. در تحلیل اقتصادی سادهشده (بدون در نظر گرفتن هزینههای عملیاتی)، هزینه سرمایهگذاری اولیه 36/17 هزار میلیارد تومان و سود سالانه 85/5 هزار میلیارد تومان برآورد شد که دوره بازگشت سرمایه را به 30 ماه میرساند. با احتساب هزینههای عملیاتی (شامل نمک، تعمیرات و نگهداری)، جریان نقدی خالص سالانه به 4,837 میلیارد تومان کاهش یافت، اما تحلیل مالی با نرخ تنزیل 18% همچنان NPV مثبت (8,537+ میلیارد تومان) و IRR بالای 27% را نشان میدهد.
[1]M. Jaccard, Sustainable fossil fuels: the unusual suspect in the quest for clean and enduring energy. Cambridge University Press, 2006.
[2]J. Saldaña, M. Yurukcu, N. Boppana, S. Arbabi, J. Henry, and S. Ziyanak, Conventional and Fossil Fuels, in Energy Transition in the Oil and Gas Industry,pp. 70-111: CRC Press, 2025.
[3]U. Bello, C. M. Agu, D. A. Ajiya, A. A. Mahmoud, L. Udopia, N. M. Lawal, A. A. Abdullahi, and M. Muhammad, renewable energy: A review on its potentials and production strategies, Journal of Chemical Reviews, Vol. 4, No. 3, p. 114015, 2022.
[4]Q. Hassan, P. Viktor, T. J. Al-Musawi, B. M. Ali, S. Algburi, H. M. Alzoubi, A. K. Al-Jiboory, A. Z. Sameen, H. M. Salman, and M. Jaszczur, The renewable energy role in the global energy Transformations, Renewable Energy Focus, Vol. 48, p. 100545, 2024.
[5]H. Dargahi and M. Bahrami Gholami, The GHGs emissions determinants in selected OECD and OPEC countries and the policy implications for Iran:(Panel data approach), Iranian Energy Economics, Vol. 1, No. 1, pp. 73-99, 2011.
[6]S. Karimian and S. S. Saham, Wind Energy potential evaluation and customizing a H-rotor Turbine based on Tehran, Zahedan and Manjil climate, Journal of Solid and Fluid Mechanics, Vol. 12, No. 5, pp. 267-281, 2022.
[7]J. Yoon, H. J. Kwon, S. Kang, E. Brack, and J. Han, Portable seawater desalination system for generating drinkable water in remote locations, Environmental Science & Technology, Vol. 56, No. 10, pp. 6733-6743, 2022.
[8]R. A. Almasri and S. Narayan, A recent review of energy efficiency and renewable energy in the Gulf Cooperation Council (GCC) region, International Journal of Green Energy, Vol. 18, No. 14, pp. 1441-1468, 2021.
[9]I. E. Atawi, A. Q. Al-Shetwi, A. M. Magableh, and O. H. Albalawi, Recent advances in hybrid energy storage system integrated renewable power generation: Configuration, control, applications, and future directions, Batteries, Vol. 9, No. 1, p. 29, 2022.
[10] A. Badakhanian and A. Maleki, Optimization of a Hybrid Renewable Energy System for Power and Hydrogen Production, Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran, Vol. 42, No. 3, pp. 319-339, 2023.
[11] M. Temiz and I. Dincer, A unique ocean and solar based multigenerational system with hydrogen production and thermal energy storage for Arctic communities, Energy, Vol. 239, p. 122126, 2022.
[12] A. Bedakhanian, A. Maleki, and S. Haghighat, Utilizing the multi-objective particle swarm optimization for designing a renewable multiple energy system on the basis of the parabolic trough solar collector, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 47, No. 86, pp. 36433-36447, 2022.
[13] J. Jiang, B. Ming, Q. Huang, J. Chang, P. Liu, W. Zhang, and K. Ren, Hybrid generation of renewables increases the energy system's robustness in a changing climate, Journal of Cleaner Production, Vol. 324, p. 129205, 2021.
[14] L. Khani, F. Jabari, M. Mohammadpourfard, and B. Mohammadi-Ivatloo, Design, evaluation, and optimization of an efficient solar-based multi-generation system with an energy storage option for Iran’s summer peak demand, Energy Conversion and Management, Vol. 242, p. 114324, 2021.
[15] L. Evans, I. Ashton, and B. Sellar, Tidal turbine power performance assessments following IEC TS 62600-200 using measured and modelled power outputs, Renewable Energy, Vol. 212, pp. 138-150, 2023.
[16] I. Q. A'yun and D. Anggrayni, Determinants of CO2 Emission: Evidence from United States, Journal of Economics Research and Social Sciences, Vol. 7, No. 2, pp. 175-191, 2023.
[17] M. Kadiri, R. Ahmadian, B. Bockelmann-Evans, W. Rauen, and R. Falconer, A review of the potential water quality impacts of tidal renewable energy systems, Renewable and sustainable energy reviews, Vol. 16, No. 1, pp. 329-341, 2012.
[18] Z. Sadeghi, M. Ranjbar, and M. Iranmanesh, The comparison of tidal power plants with solar and combined cycle power plants in the southern coast of Iran, Environmental Progress & Sustainable Energy, Vol. 40, No. 5, p. e13670, 2021.
[19] T. O'Doherty, D. M. O'Doherty, and A. Mason-Jones, Tidal Energy Technology, in Wave and Tidal Energy,pp. 105-150, 2018.
[20] S. Falahat, J. Nycander, F. Roquet, and M. Zarroug, Global calculation of tidal energy conversion into vertical normal modes, Journal of Physical Oceanography, Vol. 44, No. 12, pp. 3225-3244, 2014.
[22]Wind turbine models, GE Vernova GE Haliade-X 12 MW, Accessed 2024;https://en.wind-turbine-models.com/turbines/1809-ge-vernova-ge-haliade-x-12-mw.
[23] W. Tong, Fundamentals of wind energy. WIT press Southampton, UK, 2010.
[24] R. J. Barthelmie and L. Jensen, Evaluation of wind farm efficiency and wind turbine wakes at the Nysted offshore wind farm, Wind Energy, Vol. 13, No. 6, pp. 573-586, 2010.
[25] S. Eriksson, H. Bernhoff, and M. Leijon, Evaluation of different turbine concepts for wind power, renewable and sustainable energy reviews, Vol. 12, No. 5, pp. 1419-1434, 2008.
[26] R. R. Tan, K. B. Aviso, D. C. Foo, J.-Y. Lee, and A. T. Ubando, Optimal synthesis of negative emissions polygeneration systems with desalination, Energy, Vol. 187, p. 115953, 2019.
[27] Y. Cohen, R. Semiat, and A. Rahardianto, A perspective on reverse osmosis water desalination: Quest for sustainability, AIChE Journal, Vol. 63, No. 6, 2017.
[28] T. M. Mogashane, J. P. Maree, M. Mujuru, and M. M. Mphahlele‐Makgwane, Technologies that can be Used for the Treatment of Wastewater and Brine for the Recovery of Drinking Water and Saleable Products, Recovery of byproducts from acid mine drainage treatment, pp. 97-156, 2020.
[29] P. Millet, Chlor-alkali technology: fundamentals, processes and materials for diaphragms and membranes, in Handbook of Membrane Reactors,pp. 384-415: Elsevier, 2013.
[30] F. Hine, B. Tilak, and K. Viswanathan, Chemistry and chemical engineering in the chlor-alkali industry, Modern Aspects of Electrochemistry: Volume 18, pp. 249-302, 1986.
[31] R. Derakhshanalavijeh and J. M. C. Teixeira, Cost overrun in construction projects in developing countries, Gas-Oil industry of Iran as a case study, Journal of Civil Engineering and Management, Vol. 23, No. 1, pp. 125-136, 2017.
[32] H. Yahyazadeh, Legal Analysis of Renewable Energy in reference to the Iranian Legal System, Renewable Energy Law and Policy Review, Vol. 10, No. 1, pp. 31-38, 2020.
[33]Iran Energy Exchange, Accessed 2025; https://iee.ir/.
[35] X. Wang, A. Palazoglu, and N. H. El-Farra, Operational optimization and demand response of hybrid renewable energy systems, Applied Energy, Vol. 143, pp. 324-335, 2015.
[36] L. Keča, N. Keča, and D. Pantić, Net Present Value and Internal Rate of Return as indicators for assessment of cost-efficiency of poplar plantations: a Serbian case study, International Forestry Review, Vol. 14, No. 2, pp. 145-156, 2012.
چراغی, کیوان, صدیقی, مهدی, و محمدی, مجید. (1405). مدلسازی و تحلیل اقتصادی سامانه هیبریدی انرژیهای تجدیدپذیر برای تولید همزمان برق، آب شیرین و محصولات کلر آلکالی در جزیره کیش. نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو, 13(2), 61-72. https://doi.org/10.22034/jrenew.2026.247104
MLA
چراغی, کیوان, صدیقی, مهدی, و محمدی, مجید. "مدلسازی و تحلیل اقتصادی سامانه هیبریدی انرژیهای تجدیدپذیر برای تولید همزمان برق، آب شیرین و محصولات کلر آلکالی در جزیره کیش", نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو, 13, 2, 1405, 61-72. doi: 10.22034/jrenew.2026.247104
HARVARD
چراغی کیوان, صدیقی مهدی, محمدی مجید. (1405). 'مدلسازی و تحلیل اقتصادی سامانه هیبریدی انرژیهای تجدیدپذیر برای تولید همزمان برق، آب شیرین و محصولات کلر آلکالی در جزیره کیش', نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو, 13(2), pp. 61-72. doi: 10.22034/jrenew.2026.247104
CHICAGO
کیوان چراغی, مهدی صدیقی و مجید محمدی, "مدلسازی و تحلیل اقتصادی سامانه هیبریدی انرژیهای تجدیدپذیر برای تولید همزمان برق، آب شیرین و محصولات کلر آلکالی در جزیره کیش," نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو, 13 2 (1405): 61-72, doi: 10.22034/jrenew.2026.247104
VANCOUVER
چراغی کیوان, صدیقی مهدی, محمدی مجید. مدلسازی و تحلیل اقتصادی سامانه هیبریدی انرژیهای تجدیدپذیر برای تولید همزمان برق، آب شیرین و محصولات کلر آلکالی در جزیره کیش. نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو. 1405;13(2):61-72. doi: 10.22034/jrenew.2026.247104
