پتانسیل‌سنجی زیست‌محیطی انرژی تجدیدپذیر باد، استان اردبیل برای تأسیس توربین بادی 5/2 مگاواتی ثامن(928AV) با استفاده از نرم‌افزار GIS

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری گروه جغرافیای طبیعی، اقلیم‌شناسی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران. *(مسوول مکاتبات)

2 استادیار گروه جغرافیای طبیعی، اقلیم‌شناسی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

چکیده

گستردگی نیاز انسان به منابع انرژی همواره از مسایل اساسی مهم در زندگی بشر بوده و تلاش برای دست‌یابی به یک منبع تمام نشدنی انرژی از آرزوهای دیرینه انسان بوده است. افزایش مصرف سوخت­های فسیلی و نیاز روز افزون به آن با افزایش جمعیت شدت یافته است، و باید انرژی جایگزینی برای این سوخت­ها باید پیدا کرد. تعیین مکان مناسب برای احداث توربین­های بادی نیازمند توجه به معیارها و عوامل مختلفی می­باشد. در این پژوهش مطالعه­ای ابتدا داده­های اقلیمی برای دوره آماری مشخص از سازمان آب و هواشناسی اخذ گردید و داده­های هواشناسی برای وزن­دهی به واحد مورد نیاز درآمده سپس از روش IDW و در نرم­افزار ArcGIS که برای نواحی کوهستانی مناسب می­باشد، برای پهنه­بندی استفاده شد و پس از تحلیل عوامل و عناصر اقلیمی و جغرافیایی، نتیجه حاصل از پژوهش برای تاٌسیس توربین بادی 5/2 مگاواتی 928AV ثامن برای 4 ایستگاه استان اردبیل (مشکین­شهر، پارس‌آباد، خلخال و اردبیل) اولویت پتانسیل عالی برای ایستگاه اردبیل تخصیص یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 

 

 

 

 


 

 

فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 46، پاییز 97

 

پتانسیل‌سنجی زیست‌محیطی انرژیتجدیدپذیر باد، استان اردبیل برای تأسیستوربین بادی 5/2 مگاواتی ثامن(928AV) با استفاده از نرم‌افزار GIS

 

وحید صفریان زنگیر [1]*

Safariyan.vahid@gmail.com

بتول زینالی [2]

 

تاریخ دریافت: 19/08/1395

تاریخ پذیرش:15/10/1395

 

چکیده

گستردگی نیاز انسان به منابع انرژی همواره از مسایل اساسی مهم در زندگی بشر بوده و تلاش برای دست‌یابی به یک منبع تمام نشدنی انرژی از آرزوهای دیرینه انسان بوده است. افزایش مصرف سوخت­های فسیلی و نیاز روز افزون به آن با افزایش جمعیت شدت یافته است، و باید انرژی جایگزینی برای این سوخت­ها باید پیدا کرد. تعیین مکان مناسب برای احداث توربین­های بادی نیازمند توجه به معیارها و عوامل مختلفی می­باشد. در این پژوهش مطالعه­ای ابتدا داده­های اقلیمی برای دوره آماری مشخص از سازمان آب و هواشناسی اخذ گردید و داده­های هواشناسی برای وزن­دهی به واحد مورد نیاز درآمده سپس از روش IDW و در نرم­افزار ArcGIS که برای نواحی کوهستانی مناسب می­باشد، برای پهنه­بندی استفاده شد و پس از تحلیل عوامل و عناصر اقلیمی و جغرافیایی، نتیجه حاصل از پژوهش برای تاٌسیس توربین بادی 5/2 مگاواتی 928AV ثامن برای 4 ایستگاه استان اردبیل (مشکین­شهر، پارس‌آباد، خلخال و اردبیل) اولویت پتانسیل عالی برای ایستگاه اردبیل تخصیص یافت.

کلمات کلیدی: پتانسیل‌سنجی، زیست‌محیطی، توربین بادی، ArcGIS.

 

 


 

Human & Environment., No. 46, Autumn 2018

 

 

 

 


Potentiometric environmental, renewable wind energy, Ardabil Province for the establishment of wind turbine 2.5 MW Samen (AV 928) using software ArcGIS

 

Vahid Safarian Zengir[3]*(Corresponding Author)

Safariyan.vahid@gmail.com

Batol Zeynali [4]

 

Abstract

The extent of the human need for energy resources has always been the basic issues important in human lifeand strive to achieve an inexhaustible source of energy has been mankind's oldest dreams.Increased use of fossil fuels and the increasing need to be intensified with the increase in population, and have alternative energy in the fuel must be found.Determine the proper location for the construction of wind turbines attention to the criteria and different factors.In this study of the climatic data were collected for the period specified Meteorological OrganizationAnd meteorological data required for weighting the unit accordingly then IDW and methods in ArcGIS that is suitable for mountainous areas,Zoning was used for the analysis and geographical elements,The results of the study for the establishment of wind turbines 2.5 MW to 4 stations Ardabil Province Samen AV 928 (Meshkinshar, Pars Abad, Khalkhal and Ardabil) allocated priorities excellent potential for the Ardabil station.

Key Words: Potentiometric, Environmental, Wind turbine, ArcGIS.

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

 

امروزه یکی از مهم­ترین مسایل در استفاده از انرژی باد تعیین مکان استفاده از آن می­باشد که تاثیری در کارایی تجهیزات و وسایل تولید برق بادی دارد. انرژی خورشیدی، بادی، آبی، زیست توده، بیوگاز و انرژی زمین گرمایی از عمده­ترین منابع انرژی­های پاک می­باشند. ویوینتاس و همکاران (1) پیشنهاد داده­اند که کم‌ترین فاصله از شهرها باید 1000 متر باشد به دلایل ایمنی و این­که این قبیل ضوابط در کاهش اثرات بصری تاثیرگذار است. هم‌چنین سیستم­های باد انرژی بادی در ویتنام مورد مطالعه قرار گرفته است و به این نتیجه رسیده­اند که ایجاد یک منطقه حایل 2000 متری در اطراف مراکز شهرها برای توسعه انرژی باد با توجه به مساله ایمنی و ملاحظات بصری نامناسب است.

تستر (2) روند جهانی، تمرکز بر روی سیستم­های انرژی پایدار برای حفظ توسعه اقتصادی پیوسته و توسعه پایدار زیست­محیطی می‌باشد. تعریف انرژی پایدار ترکیبی از تأمین انرژی به طور مساوی برای همه مردم و حفاظت از محیط زیست برای نسل­های آینده است. با توجه به این تعریف، سیستم انرژی جدید باید پاسخ­گوی نیازهای جمعیت فعلی و آینده باشد. روسدو و رامیز (3) تأثیرات بصری یکی دیگر از عوارض جانبی توربین­های بادی است که بین افراد متفاوت است. از آنجایی که انرژی باد، انرژی پاکی ایجاد می­کند، بعضی از مردم از دیدن آن­ها لذت می­برند؛ از سوی دیگر، برخی افراد می‌توانند این مساله را مطرح کنند که نصب توربین­های بادی مغایر چشم‌انداز شهری است. سلطانی و همکاران (4) در پژوهشی به بررسی پتانسیل انرژی باد در بندر امیر آباد به منظور امکان‌سنجی تاسیس نیروگاه بادی پرداخته­اند و به این نتیجه رسیده­اند میانگین ضرایب چکالی قدرت باد در ارتفاع 50 متری برابر با 97/97 وات بر متر مربع نتیجه شد که در کلاس باد جزء مناطق باد پتانسیل ضعیف می­باشد. بیش­ترین چکالی مربوط به ماه ژولای با 10/142 وات بر متر مربع و کم­ترین آن متعلق به ماه اکتبر با حدود 62 وات بر متر مربع می­باشد. زامبلی و همکاران (5) در تحقیقی تحت عنوان "سیستم پشتیبانی تصمیم­گیری GIS برای مدیریت جنگل­های منطقه­ای برای بررسی در دسترس بودن منابع زیست توده برای تولید انرژی تجدیدپذیر"، یک روش جدید را به منظور ارزیابی منابع زیست‌توده در دسترس در جنگل برای تولید انرژی در منطقه آلپ توسعه دادند. روش به کاربسته شده دراین تحقیق ترکیبی ازPostgreSL; PostGIS; GRASS  می­باشد. اسفندیاری و همکاران (6) در تحقیقی تحت عنوان "پتانسیل سنجی احداث نیروگاه های خورشیدی با بررسی پارامترهای اقلیمی در استان خوزستان با استفاده از GIS به نتایج زیر دست یافتند: در این تحقیق در ابتدا به بررسی عوامل مؤثر بر انرژی خورشیدی پرداخته شده و با تلفیق آن­ها در محیط GIS، مناطق مستعدتر در استان خوزستان شناسایی شدند. این مهم با تحلیل ساعات آفتابی به­عنوان مهم­ترین پارامتر در بهره‌برداری از انرژی خورشیدی و پارامترهای مؤثر بر ساعات آفتابی شامل ابرناکی، روزهای گرد و خاک، رطوبت نسبی، ارتفاع و بارش سالانه، در محیط GIS تحقق یافت. نهایتاً نقشه­های مربوطه در محیط GIS  تهیه و وزن­دهی شده و با تلفیق نقشه­های مذبور به روش وزنی، نقشه نهایی که نشان دهنده مناطق با پتانسیل مناسب جهت بهره‌برداری از انرژی خورشید است بدست آمد. عبدی و همکاران (7) در تحقیقی به امکان­سنجی احداث نیروگاه بادی 10 مگاواتی مراوه تپه پرداخته­اند و به این نتیجه رسیده­اند نرخ بازه داخلی سرمایه گذاری در حالت ششم از بهترین وضعیت یرخورداری است و در صورتی که وزارت نیرو چنین شرایطی را برای سرمایه گذار فراهم سازد بخش خصوصی برای مشارکت در این طرح  که دوره بازگشت سرمایه قریب به 7 سال به دنبال دارد، ترغیب خواهد شد. تای‌جی و یوئن (8) مصرف سوخت‌های فسیلی بدون در نظر گرفتن اثرات منفی آن­ها بر روی محیط زیست در حال افزایش است. در صورتی که روند جاری ادامه یابد، تا سال 2030 تقاضای جهانی برای انرژی دو برابر خواهد شد. نیمی از افراد متقاضی انرژی در هند و چین ساکن خواهند بود. در حال حاضر، حدود دو سوم انرژی بالقوه در مسیر تولید، توزیع، ذخیره و مصرف هدر می‌رود پیش­بینی می­گردد که تقاضا برای تمامی سوخت­ها افزایش یابد. صادقی و همکاران (9) در پژوهشی به اولویت‌بندی عوامل موثر بر مکان‌یابی نیروگاه‌های انرژی­های تجدیدپذیر(انرژی خورشیدی و انرژی باد) استان کرمان با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تکنیک تصمیم­گیری چند معیاره باپرداخته­اند و به این نتیجه رسیده­اند شهرستان سیرجان به­عنوان مناسب­ترین مکان جهت احداث نیروگاه خورشیدی و شهرستان رفسنجان به عنوان مناسب‌ترین مکان جهت احداث نیرو گاه بادی شناسایی شد. آقاجانی و همکاران (10) در پژوهشی به مکان‌یابی توربین‌های بادی مبتنی بر ارزیابی فضایی زیست محیطی (نمونه موردی: استان خراسان) پرداخته­اند و به این یافته رسیدن که توان سیستم اطلاعاتی جغرافیایی در مدل­سازی و همچنین کمک به برنامه‌ریزی محیطی با قابلیت ترکیب معیارهای کمی و کیفی در مقیاس­های مختلف به خوبی قابل مشاهده است. مکان یابی و تحلیل با روش AHP و تصمیم‌گیری چند معیاره به برنامه­ریزان کمک می­کند تا بر اساس داده‌های مکانی، تصمیم‌گیری بهتری بویژه در موضوع انرژی­های تجدیدپذیری در راستای توسعه پایدار داشته باشند.

مواد و روش‌ها

منطقه مورد مطالعه

استان اردبیل یکی از استان­های ایران است که در شمال غربی این کشور در منطقه آذربایجان واقع شده‌است. مساحت این استان ۱۷۹۵۳ کیلومتر مربع (حدوداً 09/1)درصد از مساحت کل کشور می‌باشد. مرکز این استان، شهر اردبیل است، که 4 شهرستان استان، شهرستان اردبیل، خلخال، پارس آباد و مشکین شهر که در این پژوهش مطالعه شده قسمتی استان اردبیل می­باشد، که شامل 4 ایستگاه می­باشد. در شکل (1) موقعیت منطقه و ایستگاه­های مورد مطالعه در سطح کشور قابل مشاهده است.


 

 


شکل 1- موقعیت جغرافیایی منطقه و ایستگاه­های مورد مطالعه در سطح کشور


 

روش تحقیق

 

در ابتدا داده­های سمت و سرعت باده­های سه ساعته (8) برداشت در روز) ایستگاه­های سینوپتیک منطقه مورد بررسی از سازمان هواشناسی کشور اخذ گردید. با توجه به متفاوت بودن پایه آماری ایستگاه­های منتخب دوره آماری 2010-2000 برای تمامی ایستگاه‌های منتخب انتخاب گردید.

اطلاعات باد سینوپتیک 4 ایستگاه استان اردبیل بعد از اصلاح دوره آماری وارد محیط اکسل شد. در تمام ایستگاه‌های مورد مطالعه برداشت­های با سرعت 0 الی 7 گره حذف شدند و برداشت­های با سرعت ≥8 گره برای مطالعه باقی ماندند. علت این امر در نظر گرفتن حداقل سرعت لازم برای به راه انداختن توربین بادی (8 گره) می­باشد. بنابراین ارقام کم­تر از 8 گره مورد نظر قرار نگرفتن. بسیاری از محققین در تحقیقات خود سرعت لازم برای شروع حرکت یک توربین بادی را 4 متر بر ثانیه دانسته­اند. که در زیر به برخی از این منابع اشاره می‌شود:

گندمکار (11) در تحقیق خود سرعت 4 متر در ثانیه را برای راه اندازی توربین بادی مناسب دانسته است. البته در برخی از منایع به صورت محدودی به سرعت باد 3 متر در ثانیه نیز اشاره شده است. بادهای با سرعت 4 تا 25 متر بر انیه برای به­کارگیری توربین بادی مناسب می­باشد امانی و شمعچی (12). پتانسیل انرژی بادی در سرعت متوسط کم­تر از 5/4 متر برثانیه ضعیف، 5/4 متر برثانیه مرزی، 5/4 -7/6 متر بر ثانیه خوب تا خیلی خوب و برای سرعت­های بالاتر از 7/6 متر برثانیه عالی ارزیابی می­شود نعمت­الهی و همکاران (13). اما بیش‌تر منابع داخلی و خارجی سرعت باد 4 متر در ثانیه را برای استفاده از توربین بادی اشاره کرده­اند.

مشخصات فنی توربین­های بادی 5/2 مگاواتی ثامن (928AV) تحت لیسانس شرکت آوانتیس انرژی آلمان

قابلیت­های کل توربین

توربین­های 928AV قدرت خروجی 5/2 مگاوات، برای رژیم بادی کلاس IIA ساخته شده است که دارای ژنراتور بدون گیربکس متوسط و پره­هایی با طول 45/3 متر می­باشد. این توربین در سرعت با m/s 3 آغاز به تولید انرژی کرده و در سرعت­های باد بالاتر از m/s 11 به حداکثر تولید انرژی که همان kw 2860 با قدرتrpm  16و بازده 95% می­ باشد. شرایط خروجی انرژی تا سرعت m/s 25 ثابت بوده و در سرعت­های بالاتر از m/s 25 به‌صورت خودکار برای جلوگیری از وارد آمدن صدمه به توربین، آن را متوقف می­کند. شکل (2) با این حال، توربین­های یادشده می­توانند در برابر فشار زیاد توفان­های احتمالی و نیز بار اضافه بر پره­ها و ناسل، استقامت داشته باشند که این امر باعث می­شود این توربین انتخاب منحصربه­فردی برای محل‌های کنار دریا (با سرعت باد بالا)، بیابانی، آب و هوای مرطوب نمکی و غبارآلود و شنی و نیز نزدیک بخارات اگزوز موتورهای دیزلی باشد. مزیت دیگر توربین­ها، کم بودن ساعات خروج از مدار و هزینه­های تعمیرات و نگهداری و بالا بودن ضریب دسترسی و منافع حاصله می‌باشد.


 

 


شکل 2- توربین 5/2 مگاواتی ثامن 928 AV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در ارتباط با مکان­یابی توربین­های بادی، گام اول شناسایی و کمی‌سازی اهداف زیست محیطی است. سپس داده­های مربوط با اهداف زیست محیطی، مرزها و مکان­های بالقوه و هم­چنین پتانسیل باد جمع آوری و در  GISبه منظور به دست آوردن لایه­های داده­های فضایی مورد استفاده در روند مکان­یابی، پردازش گردید و داده­های آب و هواشناسی در دوره­های که در جدول (1) ذکر شد از سایت آب و هواشناسی به­صورت میانگین سالیانه اخذ شد در مرحله بعد، اهداف زیست­محیطی شناسایی شده است. برای تولید نقشه پتانسیل مکانی استفاده از انرژی باد در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی، ابتدا پس از اخذ داده­ها و لایه­های سیستم اطلاعات جغرافیایی داده­های باد را با واحد نات به واحد های کیلومتر بر ساعت و سپس به واحد متر بر ثانیه تبدیل گردید که برای این کار از فرمول شماره یک زیر استفاده شد.

رابطه (1)                                            Knot*1.8/3.6

سپس با استفاده از نرم­افزار ArcGIS، داده­های لایه­ها را برای امکان­سنجی و درون­یابی از روش IDW که مساعد منطقه کوهستانی است، استفاده شد سپس از لایه­های توپوگرافی لایه TIN را تهیه بعد از این لایه، لایه DEM را بدست آورده سپس لایه جهت شیب منطقه که در احداث یا تاسیس توربین اهمیت اساسی دارد حساب شد و بعد برای وزن­دهی لایه­ها مقدار میانگین سرعت باد (که قبلا به واحد متر بر ثانیه تبدیل شده بود)، سریع­ترین سرعت باد، تعداد روزهای گرد و غبار، و تعداد روزهای طوفان تندری به سیستم اطلاعات جغرافیایی وارد شد تا اهمیت و ارزش لایه­های و مکان یابی ایستگاه مناسب برای تاسیس توربین تهیه گردید سپس برای تحلیل داده­ها نمودارهای داده­های درصد باد غالب، ضریب پایداری باد(نمودار راداری)، میانگین سرعت باد، سریع­ترین سرعت باد، (نمودار راداری)، تعداد روز­های طوفان تندری و تعداد روز­های گرد و غبار رسم گردید.

یافته‌ها

در این پژوهش برآورد انرژی تولیدی سالیانه با توربین بادی در استان اردبیل که 4 ایستگاه اردبیل، پارس­آباد، مشکین شهر و خلخال مورد پژوهش قرار گرفت، داده­های و لایه­های مختلف که از سیستم اطلاعاتی جغرافیا یک سیستم قدرتمند بدست آمد مورد تحلیل قرار گرفت که در شکل (3) جهت شیب منطقه مورد مطالعه که در احداث توربین بادی اهمیت اساسی دارد تهیه گردید.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 


شکل 3- جهت شیب 4 ایستگاه مورد مطالعه

 

 

 

 

 

 

کارکرد توربین بادی مدل 928AV که در سرعت m/s 3 شروع به تولید برق می­کند برای آگاهی از کارکرد آن باید از وضعیت و جهت غالب، برداری و سمت سریع­ترین باد و ضریب پایداری و درصد غالب باد باید دوره­های آماری آن را بدست آمد که در جدول (1) ابتدا میانگین سرعت باد در سه واحد و جهت باد غالب آن و در شکل (4) روند میانگین سرعت باد در 4 ایستگاه مشخص و شکل (5) مسیر وزش باد و شکل (6) که در آن مقدار وزن ایستگاه‌ها از لحاظ میانگین سرعت باد حساب شد و می­توان در اشکال مذکور مشاهده کرد.


 

جدول 1- توزیع جهت باد غالب و سرعت آن در 3 واحد: نات، کیلومتر بر ساعت و متر بر ثانیه

ایستگاه ها

میانگین سرعت باد به نات

کیلومتر بر ساعت

متر بر ثانیه

سمت باد غالب

اردبیل

4/7

7/13

8/3

90

باد شرقی

خلخال

5/4

33/8

31/2

90

باد شرقی

پارس آباد

4

4/7

05/2

90

باد شرقی

مشکین شهر

4/4

14/8

26/2

225

باد جنوب غربی

 

شکل 4-نمودار میانگین سرعت باد 4 ایستگاه

 

 


شکل 5- مسیر وزش باد غالب ایستگاه­ها (مآخذ: نتایج تحقیق)

 


شکل 6-میانگین سرعت باد (m/s)4 ایستگاه مورد مطالعه(مآخذ: نتایج تحقیق)

 

 

همان­طور که ذکر گردید باید از کلیه ویژگی­های باد برای احداث توربین به‌دست آورد که برای این کار در جدول (2) توزیع جهت سریع‌ترین باد غالب، مقدار تاریخ وقوع آن و سرعت باد در دو واحد کیلومتر بر ساعت و متر بر ثانیه آورده شده، شکل (7) سرعت سریع‌ترین باد 4 ایستگاه، و در شکل (8) مسیر وزش سریع­ترین باد ایستگاه­ها و شکل (9) سرعت سریع­ترین باد (m/s) ذکر شده و قابل مشاهده می­باشد. و هم­چنین در جدول (3) توزیع ضریب پایداری، درصد غالب و جهت برداری باد قابل ذکر و در شکل (10) درصد باد غالب 4 ایستگاه، شکل (11) ضریب پایداری باد 4 ایستگاه که در نمودار راداری می‌باشد و شکل (12) مسیر وزش برداری باد ایستگاه­ها را قابل مشاهده می‌باشد.


 

جدول 2- توزیع جهت سریع­ترین باد غالب، تاریخ وقوع آن و سرعت باد در دو واحد کیلومتر بر ساعت و متر بر ثانیه

ایستگاه ها

سرعت سریع­ترین باد

کیلومتر بر ساعت

متر بر ثانیه

تاریخ وقوع آن

سمت سریع­ترین بادغالب

اردبیل

72

34/133

03/37

10 روز از سال

270

باد غربی

خلخال

47

04/87

17/24

90 روز از سال

210

باد جنوب غربی

پارس آباد

45

34/83

14/23

89 روز از سال

130

باد جنوب شرقی

مشکین شهر

78

45/144

12/40

4 روز از سال

180

باد جنوبی

 

شکل 7-نمودار سرعت سریع­ترین باد 4 ایستگاه

 

 


شکل 8- مسیر وزش سریع­ترین باد ایستگاه­ها (مآخذ: نتایج تحقیق)

 

 


شکل 9-سرعت سریع­ترین باد (m/s) 4 ایستگاه مورد مطالعه

 

جدول 3- توزیع ضریب پایداری، درصد غالب و جهت برداری باد

ایستگاه‌ها

سمت برداری

ضریب پایداری باد

درصد باد غالب

اردبیل

119

باد جنوب شرقی

4/25

2/23

خلخال

133

باد جنوب شرقی

4/24

18

پارس آباد

103

باد شرقی

45

2/17

مشکین شهر

206

باد جنوب غربی

8/56

8/11


 

 

 

 

شکل 10-نمودار درصد باد غالب 4 ایستگاه

 


 

 

شکل 11-نمودار ضریب پایداری باد 4 ایستگاه

 

 


شکل 12- مسیر وزش برداری باد ایستگاه­ها

 


برای استفاده از توربین بادی و جلوگیری از خسارات وارده و حاصل از باد‌های اضافی لازم است از عوامل زیست محیطی هم‌چون تعداد روزهای گرد و غباری که در شکل (13) وزن حاصل از این داده؛ شکل (14) مقدار روند آن و در جدول (4) مقادیر تعداد روزهای گرد و غباری به­دست آمده است و تعداد روزهای طوفان­های تندری در شکل (15)، در شکل (16) و جدول (4) می­توان مقادیر و تاثیرات این مقدار داده(تعداد روزهای طوفان تندری را مشاهده کرد و لازم به ذکر است که این مدل از توربین­ها وقتی سرعت باد به سرعت m/s 25 برسد خودکار برای جلوگیری از وارد آمدن صدمه به توربین، آن را متوقف می­کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


جدول 4- توزیع فراوانی روز­های گرد و غباری و طوفان­های تندری

ایستگاه‌ها

تعداد روز های با طوفان تندری

تعداد روزهای توام با طوفان گرد و خاک

اردبیل

7/13

6/4

خلخال

5/19

3/0

پارس آباد

12

2/2

مشکین شهر

1/16

6/1

 

 


شکل 13- نمودار تعداد روزهای توام با طوفان گرد و خاک 4 ایستگاه

 


شکل 14-تعداد روزهای گرد و غباری (m/s) 4 ایستگاه مورد مطالعه

 


شکل 15- نمودار تعداد روزهای طوفان تندری 4 ایستگاه

 

 


شکل 16-تعداد روزهای طوفان تندری (m/s)4 ایستگاه مورد مطالعه

بحث و نتیجه گیری

 

این پژوهش روش ارزیابی چند معیاره زیست محیطی(عوامل و عناصر جغرافیایی و اقلیمی)، در محیطGIS  برای تعیین و تخمین پتانسیل مکان‌های مطلوب احداث  توربین­های بادی در استان اردبیل در شمال غرب کشور را ارایه می­کند. به طور خاص، این مطالعه کاربردی از روش‌های idw و slope و extract mask وزن دهی داده‌های زیست محیطی و جغرافیایی و اقلیمی برای تولید طیف گستردهای از گزینه­های تصمیم‌گیری برای مسایل مکان­یابی توربین‌های بادی مناسب ارایه کرده است. در این پژوهش از معیارهایی شامل، شیب، ارتفاع، پتانسیل سرعت باد (ارتفاع 60 متری از سطح زمین)، مناطق اسکان، روزهای گرد وغبار و تعداد روزهای طوفان­های تندری در مکان­یابی مکان­های احداث مزارع توربین­های بادی استفاده شده است. با توجه به یافته‌های این تحقیق، توان سیستم اطلاعات جغرافیایی در مدل‌سازی و هم‌چنین کمک به برنامه‌ریزی محیطی با قابلیت ترکیب معیارهای کمی و کیفی در مقیاس‌های مختلف به خوبی قابل مشاهده است. تا بر اساس داده­های مکانی، تصمیم­گیری بهتری بویژه در موضوع انرژی‌های تجدیدپذیر در راستای توسعه پایدار داشته باشند، و محل احداث توربین بادی 5/2 مگاواتی 928AV ثامن در 4 ایستگاه مذکور در 3 کلاس عالی و خوب و ضعیف قرار گرفت که ایستگاه اردبیل در اولویت اول و دو ایستکاه مشکین‌شهر و خلخال در کلاس دوم و ایستکاه پارس‌آباد در کلاس ضعیف قرار گرفت.

منابع

1)      Voivontas D, Assimacopoulos D, Mourelatos A, Comorians J. Renewable Energy. 1998. “Evaluation of renewable energy potential using a GIS decision support system”; 13-3:333- 44.

2)      Tester J.W, Drake E.M, Driscoll M.J, Golay M.W, Peters W.A. 2005. Sustainable energy; choosing among options. Cambridge, MA: The MIT Press.

3)      Ramirez-Rosado I.J, Garcia-Garrido E, Fernandez-Jiménez A, Zorzano-Santa-maria P.J, Monteria C, Miranda V. Renewable Energy. 2008. “Promotion of new wind farms based on a decision support system”; 33: pp.558-66.

4)    سلطانی، باقر، غلامیان، اصغر، فراهانی، کسری، 1389، بررسی پتانسیل انرژی باد در بندر امیر آباد به منظور امکان­سنجی تاسیس نیروگاه بادی، نشریه انرژی ایران، دره 13، شماره 3، پاییز 1389.

5)      Zambelli, P & Lora, C & Spinelli, R & Tattoni, C & Vitti, A & Zatelli, P & Ciolli, M. (2012), "Title of the journal Paper", A GIS Decision Support System for Regional Forest Management to Assess Biomass Availability for Renewable Energy Production, Environmental Modeling & Software, Vol. 38, PP. 203-213.

6)    اسفندیاری، علی، رنگزی، کاظم، صابری، عظیم و مهدی فتاحی مقدم (1390)، پتانسیل سنجی احداث نیروگاههـای خورشیدی با بررسی پارامترهای اقلیمـی در اسـتان خوزسـتان بـا اسـت فاده از GIS، همـایش ملـی ژئوماتیـک 90. اصغرپور، م (1390)، تصمیم‌گیری‌های چند معیاره، انتشارات دانشگاه تهران چاپ دهم.

7)    عبدی، حمدی، حسین­زاده، تقی، ذاکری­فر، رزم­آرا، عباسیه کهن، حسن، هاشمی، ابراهیم؛ 1390، امکان­سنجی احداث نیروگاه بادی 10 مگاواتی مراوه تپه، نشریه انرژی ایران، دوره 14، شماره 1. بهار 1390.

8)       تای – چی. و، یوئن.ب، (1392)، برنامه­ریزی شهر اکولوژیک، سیاست­ها، تجارب و طراحی، رهنما، محمد رحیم، انتشارات جهـاد دانشگاهی مشهد.

9)    صادقی، زین العابدین، دلال باشی، زهرا، حری، حمیدرضا؛ 1392، اولویت­بندی عوامل موثر بر مکان­یابی نیروگاه­های انرژی­های تجدیدپذیر(انرژی خورشیدی و انرژی باد) استان کرمان با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) و تکنیک تصمیم­گیری چند معیاره،مجله پژوهش‌های برنامه­ریزی و سیاستگذاری انرژی سال یکم، شماره 2، تابستان 1392، صص 110-93.

10)  آقاجانی،حسین، فتاحی­مقدم، مهدی، اکبری، هدی، فتاحی، رضا، 1394، مکان­یابی توربین‌های بادی مبتنی بر ارزیابی فضایی زیست محیطی (نمونه موردی: استان خراسان)، نشریه انرژی ایران، دوره 18، شماره 1، بهار 1394.

11)   گندمکار، امیر، 1388، ارزیابی انرژی باد در کشور ایران، مجله جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، سال 20، شماره پیاپی 36، صص 100-86.

12)  امانی، ابوالفضل، حسینی­شمعچی، عباس، 1389، بررسی انرژی پتانسیل باد در ایستگاه­های حوضه آبریز رودخانه ارس جنوبی، مجله علمی پژوهشی فضای جغرافیایی، سال 10، شماره 29، صص 26-1.

13)  .نعمت­الهی، امید، علمداری، پوریا، عالم­رجبی، علی­اکبر، 1390، تحلیل آماری استفاده از انرژی باد در استان آذربایجان شرقی مطالعه موردی: اهر، پنجمین همایش ملی و نمایشگاه تخصصی مهندسی محیط­زیست، تهران.

 

 



1- دکتری گروه جغرافیای طبیعی، اقلیم‌شناسی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران. *(مسوول مکاتبات)

2- استادیار گروه جغرافیای طبیعی، اقلیم‌شناسی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

1-PhD of group physical geography, climatology, Faculty of Literature and Human Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.*(Corresponding Author)

2-Assistant Professor of group physical Geography, Climatology, Faculty of Literature and Human Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.

1)      Voivontas D, Assimacopoulos D, Mourelatos A, Comorians J. Renewable Energy. 1998. “Evaluation of renewable energy potential using a GIS decision support system”; 13-3:333- 44.

2)      Tester J.W, Drake E.M, Driscoll M.J, Golay M.W, Peters W.A. 2005. Sustainable energy; choosing among options. Cambridge, MA: The MIT Press.

3)      Ramirez-Rosado I.J, Garcia-Garrido E, Fernandez-Jiménez A, Zorzano-Santa-maria P.J, Monteria C, Miranda V. Renewable Energy. 2008. “Promotion of new wind farms based on a decision support system”; 33: pp.558-66.

4)    سلطانی، باقر، غلامیان، اصغر، فراهانی، کسری، 1389، بررسی پتانسیل انرژی باد در بندر امیر آباد به منظور امکان­سنجی تاسیس نیروگاه بادی، نشریه انرژی ایران، دره 13، شماره 3، پاییز 1389.

5)      Zambelli, P & Lora, C & Spinelli, R & Tattoni, C & Vitti, A & Zatelli, P & Ciolli, M. (2012), "Title of the journal Paper", A GIS Decision Support System for Regional Forest Management to Assess Biomass Availability for Renewable Energy Production, Environmental Modeling & Software, Vol. 38, PP. 203-213.

6)    اسفندیاری، علی، رنگزی، کاظم، صابری، عظیم و مهدی فتاحی مقدم (1390)، پتانسیل سنجی احداث نیروگاههـای خورشیدی با بررسی پارامترهای اقلیمـی در اسـتان خوزسـتان بـا اسـت فاده از GIS، همـایش ملـی ژئوماتیـک 90. اصغرپور، م (1390)، تصمیم‌گیری‌های چند معیاره، انتشارات دانشگاه تهران چاپ دهم.

7)    عبدی، حمدی، حسین­زاده، تقی، ذاکری­فر، رزم­آرا، عباسیه کهن، حسن، هاشمی، ابراهیم؛ 1390، امکان­سنجی احداث نیروگاه بادی 10 مگاواتی مراوه تپه، نشریه انرژی ایران، دوره 14، شماره 1. بهار 1390.

8)       تای – چی. و، یوئن.ب، (1392)، برنامه­ریزی شهر اکولوژیک، سیاست­ها، تجارب و طراحی، رهنما، محمد رحیم، انتشارات جهـاد دانشگاهی مشهد.

9)    صادقی، زین العابدین، دلال باشی، زهرا، حری، حمیدرضا؛ 1392، اولویت­بندی عوامل موثر بر مکان­یابی نیروگاه­های انرژی­های تجدیدپذیر(انرژی خورشیدی و انرژی باد) استان کرمان با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) و تکنیک تصمیم­گیری چند معیاره،مجله پژوهش‌های برنامه­ریزی و سیاستگذاری انرژی سال یکم، شماره 2، تابستان 1392، صص 110-93.

10)  آقاجانی،حسین، فتاحی­مقدم، مهدی، اکبری، هدی، فتاحی، رضا، 1394، مکان­یابی توربین‌های بادی مبتنی بر ارزیابی فضایی زیست محیطی (نمونه موردی: استان خراسان)، نشریه انرژی ایران، دوره 18، شماره 1، بهار 1394.

11)   گندمکار، امیر، 1388، ارزیابی انرژی باد در کشور ایران، مجله جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، سال 20، شماره پیاپی 36، صص 100-86.

12)  امانی، ابوالفضل، حسینی­شمعچی، عباس، 1389، بررسی انرژی پتانسیل باد در ایستگاه­های حوضه آبریز رودخانه ارس جنوبی، مجله علمی پژوهشی فضای جغرافیایی، سال 10، شماره 29، صص 26-1.

13)  .نعمت­الهی، امید، علمداری، پوریا، عالم­رجبی، علی­اکبر، 1390، تحلیل آماری استفاده از انرژی باد در استان آذربایجان شرقی مطالعه موردی: اهر، پنجمین همایش ملی و نمایشگاه تخصصی مهندسی محیط­زیست، تهران.