بررسی و ارزیابی موقعیت جغرافیایی احداث نیروگاه های فتوولتاییک درکاهش میزان انتشارCO2 با استفاده از نرم افزارRet

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مدیریت محیط زیست، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران.

2 استادیار، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران(مسئول مکاتبات).

3 استادیار، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران

چکیده

افزایش گازهای گلخانه ای و محدودیت منابع فسیلی جهت تامین انرژی یکی از مهم‏ترین چالش های قرن اخیر است. لذا، رویکرد استفاده از منابع تجدیدپذیر با شتاب بیشتری در حال پیشرفت و توسعه است و یکی از منابع تجدیدپذیر مناسب، استفاده از انرژی خورشیدی جهت تامین برق است. در این میان سیستم‏های فتوولتاییک دارای مزایای منحصر به فردی از جمله عدم آلودگی محیط‏زیستی و تولید آلاینده‏های صنعتی، عدم نیاز به شبکه، تولید برق به صورت پراکنده و هزینه پایین تعمیر و نگهداری می باشند . در این تحقیق دو نیروگاه فتوولتاییک با ظرفیت 30 کیلووات در شهر کرمان وساری در نظر گرفته شده است و به کمک نرم افزار Ret Screen  تحلیل اقتصادی و محیط‏زیستی با توجه به شرایط اقلیمی و مناطق تابشی انجام شده است. شهر کرمان در بهترین منطقه تابشی کشور با دریافت انرژی روزانه 2/5kwh/m2/day   و ساری در نامساعدترین شرایط دریافت تابشی، با دریافت میانگین انرژی خورشیدی روزانه9/3 kwh/m2/day   انتخاب شد. نتایج این پژوهش نشان داده است با فعالیت یکساله نیروگاه فتوولتاییک در شهر کرمان از انتشار  36 تن CO2 و  در شهر ساری از انتشار 9تنCO2  جلوگیری می‏شود. همچنین دوره بازگشت سرمایه در شهر کرمان 3/7 سال و در شهر ساری 2/11 سال می باشد. بر اساس این تحقیق موقعیت جغرافیایی منطقه جهت احداث نیروگاه فتوولتاییک بسیار حایز اهمیت می باشد        به نحوی که بازگشت سرمایه در شهر کرمان در حدود 4 سال کم‏تر و میزان کاهش CO2 در آن حدود 4 برابر شهر ساری محاسبه شد.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 

 

 

 

 

فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 32، بهار 94 

 

بررسیو ارزیابی موقعیت جغرافیایی احداث نیروگاه های فتوولتاییک درکاهش میزان انتشارCO2  با استفاده از نرم افزارRet Screen

 

ندا ع نیکنام[1]

سید علیرضا میرزاحسینی[2]*

Mirzahosseini@gmail.com

علی محمدی2

لعبت تقوی2

 

چکیده

افزایش گازهای گلخانه ای و محدودیت منابع فسیلی جهت تامین انرژی یکی از مهم‏ترین چالش های قرن اخیر است. لذا، رویکرد استفاده از منابع تجدیدپذیر با شتاب بیشتری در حال پیشرفت و توسعه است و یکی از منابع تجدیدپذیر مناسب، استفاده از انرژی خورشیدی جهت تامین برق است. در این میان سیستم‏های فتوولتاییک دارای مزایای منحصر به فردی از جمله عدم آلودگی محیط‏زیستی و تولید آلاینده‏های صنعتی، عدم نیاز به شبکه، تولید برق به صورت پراکنده و هزینه پایین تعمیر و نگهداری می باشند . در این تحقیق دو نیروگاه فتوولتاییک با ظرفیت 30 کیلووات در شهر کرمان وساری در نظر گرفته شده است و به کمک نرم افزار Ret Screen  تحلیل اقتصادی و محیط‏زیستی با توجه به شرایط اقلیمی و مناطق تابشی انجام شده است. شهر کرمان در بهترین منطقه تابشی کشور با دریافت انرژی روزانه 2/5kwh/m2/day   و ساری در نامساعدترین شرایط دریافت تابشی، با دریافت میانگین انرژی خورشیدی روزانه9/3 kwh/m2/day   انتخاب شد. نتایج این پژوهش نشان داده است با فعالیت یکساله نیروگاه فتوولتاییک در شهر کرمان از انتشار  36 تن CO2 و  در شهر ساری از انتشار 9تنCO2  جلوگیری می‏شود. همچنین دوره بازگشت سرمایه در شهر کرمان 3/7 سال و در شهر ساری 2/11 سال می باشد. بر اساس این تحقیق موقعیت جغرافیایی منطقه جهت احداث نیروگاه فتوولتاییک بسیار حایز اهمیت می باشد        به نحوی که بازگشت سرمایه در شهر کرمان در حدود 4 سال کم‏تر و میزان کاهش CO2 در آن حدود 4 برابر شهر ساری محاسبه شد.

 

کلمات کلیدی: نیروگاه فتوولتاییک، گازهای گلخانه ای، نرم افزارRet Screen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

 

ایران با داشتن حدود 1% ازجمعیت جهان، حدود 9% از فرآورده‏های نفتی دنیا را مصرف می کند(1). در سال‏های اخیر رشد مصرف انرژی در جهان سالانه 1 تا 2 % و در ایران 5 تا 8% بوده است(2). به عبارت دیگر رشد مصرف انرژی در ایران      بیش از 5 برابر متوسط رشد مصرف انرژی در جهان است(1و3). به طور کلی با احتساب هزینه‏ها، سالانه در حدود               پنج میلیارد دلار انرژی به هدر می رود که این رقم از متوسط صادرات غیرنفتی سالانه کشور در ده سال گذشته بیش‏تر است(4و5). لذا توجه به مصرف انرژی، بهینه سازی         مصرف انرژی که با اعمال مدیریت انرژی در بخش‏های     مصرف کننده انرژی ممکن می گردد حائز اهمیت خواهد بود(6 و 7). بخش برق، از مهم ترین منابع انتشار گازهای گلخانه ای درسطح جهان می‏باشد. طبق محاسبات به عمل آمده، حدود 5/37 % از انتشار کربن در سطح جهان ناشی از فعالیت‏های تولید برق می‏باشد (8 و 9). آمار منتشره در جدول1           بیان کننده میزان  انتشار آلاینده های حاصل از فعالیت      نیروگاه‏های تولید برق در سطح کشور می‏باشد.

 


جدول 1- سهم بخش نیروگاهی در انتشار گازهای آلاینده و گلخانه ای در سال 1390(درصد) (8)

 

بخش

نیروگاهی

نوع آلاینده

NOX

SO2

SO3

CO

SPM

CO2

CH4

N2O

4/34

8/49

1/38

8/1

8/7

2/30

7/7

9/5

 

 

 

 

 

کاهش انتشار گازهای گلخانه‏ای از بخش برق، مستلزم استفاده از الگوهای مختلف انرژی برای تولید برق می باشد(10 و11).     طبق اطلس تابشی کشور ایران، با توجه به قرار گیری ایران      در منطقه گرم و خشک استعداد بالقوه‏ای جهت بهره‏برداری از سیستم‏های برق فتوولتاییک در کشور ما وجود دارد (12، 13، 14 و 15). سهم انرژی دریافتی در مناطق مختلف ایران        در شکل 1 مشخص شده است.

 

 


 


شکل1 - اطلس تابشی کشور و موقعیت مناطق بررسی شده در تحقیق(16)

 

 

در مطالعات متعددی به بحث آلایندگی انواع      نیروگاه‏های فسیلی در شهرهای کشور و  لزوم استفاده از انرژی خورشیدی جهت کاهش انتشار گازهای گلخانه­ای          پرداخته شده است(17) ولی تاکنون مقایسه‏ای بین         شرایط احداث نیروگاه فتوولتاییک در دو شهر متفاوت از نظر دریافت انرژی خورشیدی و بیان اختلاف در دوره بازگشت سرمایه و میزان کاهش گازهای گلخانه‏ای در دو شهر توسط  نرم افزار Ret Screen  صورت نگرفته است. مطالعات بسیاری در خصوص نیروگاهای متصل و منفصل از شبکه در کشور   انجام شده است.

میرزاحسینی و طاهری در تحقیق خود بیان می‏کنند، احداث یک  نیروگاه فتوولتاییک منفصل از شبکه با ظرفیت 12 کیلووات در طی 20 سال از انتشار 247 تن CO2  جلوگیری می‌نماید همچنین نتایج این تحقیق نشان داده است        هزینه بالای احداث نیروگاه های فتوولتاییک منفصـل از شبــکه را می‏توان با انتخاب نوع پانل و باتری مناسب و سیاست های حمایتی دولتی و جهانی کاهش داد(9).

حسنی و جورابیان، درتحقیق دیگر بر روی یک نیروگاه فتوولتائیک یک صد کیلوواتی نتایج مشابه را گزارش کرده‌اند.   براساس یافته‏های این تحقیق که در آن هزینه تولید    هرکیلووات ساعت برق فتوولتائیک مبلغ 2871 ریال              به دست آمده است، با توجه به نرخ تعرفه خرید برق تجدیدپذیر، کاربرد نیروگاه فتوولتائیک صرفه اقتصادی     نخواهد داشت(18).  برهمتی و همکاران (1390) نیز در مقاله خود بیان کرده اند در طول عمر پروژه (در حدود 20 سال)      با نرخ های حال حاضر برق در ایران و هزینه های موجود،       طرح احداث نیروگاه فتوولتاییک در مسیر دانشگاه همدان، توجیه اقتصادی ندارد و تنها در مورد تامین انرژی الکتریکی روشنایی معابر توسط نیروگاه های متمرکز فتوولتاییک          در نقاط صعب العبور که هزینه احداث خطوط توزیع         انرژی الکتریکی بسیار زیاد می باشد، توجیه اقتصادی        وجود خواهد داشت(19).

آذرمینا و همکاران در مطالعه خود در مورد امکان وچگونگی به کارگیری انرژی خورشیدی برای تامین انرژی   یک هتل نمونه در سواحل شمالی ایران،  که جزو           مناطق دورافتاده محسوب نمی‏شود به این نتیجه رسیدند که تامین انرژی الکتریکی با سلول های فتوولتاییک با توجه به قیمت کنونی سوخت های فسیلی توجیه اقتصادی ندارد.      مگر اینکه بنا به دلایل دیگری نظیر کاهش آلودگی‏های    محیط‏زیست، کاهش هزینه های توسعه شبکه سراسری برق، ایجاد تنوع در سیستم تولید برق کشور، توسعه دانش و صنعت انرژی‏های تجدیدپذیر در کشور و ایجاد زیرساخت هایی برای آینده تامین انرژی کشور با حمایت مالی دولت انجام شود(20).

سید حسینی و کلانتر هرمزی در پژوهش خود طراحی روشنایی جاده باغملک به بهبهان را با دو روش روشنایی متصل به شبکه برق سراسری و روشنایی خورشیدی انجام داده‏اند،    در این تحقیق ملاحظه می گردد که در مناطق دور افتاده       از شبکه سراسری برق، با استفاده از روشنـایی خورشیــدی، هزینه‏های زیادی حذف می شود که توجیه اقتصادی این طرح را ممکن می‏سازد(21).

هدف از این مطالعه مقایسه  میزان کاهش انتشار     دی اکسید کربن و دوره بازگشت سرمایه  در دو نیروگاه فتوولتاییک متصل به شبکه با ظرفیت 30 کیلووات در دو شهر کرمان و ساری توسط نرم افزار Ret Screenمی‏باشد، این    نرم افزار، نرم افزاری قدرتمند شامل قسمتی برای ورود   اطلاعات فنی سیستم پیشنهادی، تجزیه و تحلیل انتشار   آلاینده ها و تجزیه و تحلیل مالی پروژه  می باشــد و      توجیـه پذیـری اقتصـادی پروژه‏های انرژی نو را پیش‏بینی     می‏کند(22).

مواد و روش‏ها

بررسی منطقه مورد مطالعه و شرایط اقلیمی: مقدار تابش دریافتی در نقاط مختلف ایران متفاوت است. بیش‏ترین میزان تابش در نقاط مرکزی و کم‏ترین آن در قسمت شمالی کشور است (9 و 14) با آگاهی از مقدار متفاوت تابش در نقاط مختلف کشور، می‏توان گام‏های نخست بهره برداری را در مناطق مستعدتر برداشت. بدین ترتیب در قسمت پرتابش کشور،      شهر کرمان با حدود 7000 مگاژول /متر مربع انرژی خورشیدی و در قسمت کم تابش کشور، شهر ساری با حدود4250 مگاژول/متر مربع انرژی خورشیدی انتخاب شد،  شکل1(23).

شهرکرمان: کرمانشهری است که در طول جغرافیایی       57 درجه و عرض جغرافیایی 3/30 درجه قرار گرفته، ارتفاع   این شهر 1754 متر می باشد،حداقل دمای هوای آن 9/5    درجه سانتی گراد و حداکثر دمای هوای آن 3/28            درجه سانتی گراد است. این شهر از نظر دریافت             انرژی خورشیدی جایگاه مطلوبی دارد به طوری که میانگین اشعه خورشیدی روزانه در این شهر 2/5 kwh/m2/day  برآورد شده است(22).

شهر ساری: ساری شهری است که در طول جغرافیایی        53 درجه و عرض جغرافیایی 6/36 قرار گرفته است. این شهر در ارتفاع 865 متری قرار دارد، حداقل دمای هوا در آن 3/3 و حداکثر دمای هوا در آن 1/26 درجه سانتی گراد می­باشد،      با توجه به اینکه این شهر در قسمت نامطلوب دریافت        انرژی خورشیدی قرار گرفته متوسط دریافت انرژی خورشیدی در آن 9/3kwh/m2/day  می باشد(22). در نمودار 1 میزان دریافت انرژی خورشیدی در ماه‏های مختلف سال در این       دو شهر بیان شده است.


 

نمودار 1- انرژی خورشیدی دریافتی ساری و کرمان در ماه های مختلف سال(kwh/m2/day)(22)

 

 


 

نرم افزار Ret Screen:

 

نرم افزار Ret Screen نرم افزاری قدرتمند برای            تجزیه و تحلیل پروژه‏های تجدیدپذیر است و یک ابزار          نرم افزاری تجزیه و تحلیل پروژه انرژی پاک تحت Excel است که به تصمیم گیرندگان کمک می کند به صورت سریع و       با هزینه اندک، عملی بودن پروژه‏های انرژی قابل تجدید احتمالی، بهره وری انرژی و تولید همزمان برق و حرارت را      از لحاظ فنی و مالی بررسی کنند. ابتدا در صفحه آغاز نرم افزار، نوع پروژه از نوع صنعت برق،  انتخاب می‏شود. در قسمت تکنولوژی، فتوولتاییک از نوع شبکه مجزا و در مرحله بعد انتخاب منطقه آب و هوایی صورت می گیرد، بدین ترتیب        از لیست کشورهای موجود، کشور ایران و از بین شهرهای ایران، دو شهر کرمان و ساری به صورت جداگانه انتخاب شده است.

در قسمت تجزیه و تحلیل انتشار آلاینده‏ها نوع نیروگاه پایه      از نوع سیکل ترکیبی(به علت راندمان بالای نیروگاه های سیکل ترکیبی) و نوع سوخت نیروگاه پایه ، همه انواع سوخت          در نظر گرفته شد (8) و ضریب ضایعات انتقال و توزیع        برای نیروگاه پایه 18% انتخاب گردید (3)، در ادامه با توجه به اطلاعات وارد شده در نرم افزار، میزان کاهش انتشار       گازهای گلخانه‏ای در صورت جایگزینی نیروگاه فتوولتاییک     با نیروگاه سیکل ترکیبی توسط نرم افزار محاسبه شده است.

در بخش مالی پروژه ، اطلاعات مالی پروژه شامل،     نرخ تورم 40 درصد(مربوط به هفت ماه اول سال 92)، (24) عمر پروژه 25 سال، نرخ بدهی 50%، نرخ بهره وام 20% و     مدت بدهی 5 سال، وارد نرم افزار شد و دوره بازگشت سرمایه توسط نرم افزار محاسبه شده است. در این بخش هزینه    سرمایه گذاری برای نیروگاه 30 کیلوواتی فتوولتاییک 150000 دلار(16) و با توجه به ماده 69 قانون برنامه و بودجه سال 92 میزان 190 دلار نیز برای 30 کیلووات تولید برق، به عنوان مشوق در محاسبه شده است. طبق این قانون وزارت نیرو موظف است علاوه بر دریافت بهای برق به ازای هر کیلووات ساعت برق فروخته شده مبلغ سی(30)‌ریال به ‌عنوان عوارض برق در قبوض مربوطه درج و از مشترکین برق به‌استثنای مشترکین خانگی روستایی دریافت نماید و عین وجوه دریافتی صرفاً بابت حمایت از توسعه و نگهداری شبکه‌های روستایی و تولید برق تجدیدپذیر و پاک هزینه می‌شود(25).

اطلاعات  فنی نیروگاه فتوولتاییک

در بخش عامل ظرفیت نیروگاه، برای شهر کرمان که بهترین موقعیت دریافت انرژی خورشیدی را در ایران دارا است، راندمان 20% و برای شهر ساری که از نظر دریافت انرژی خورشیدی موقعیت مناسبی ندارد راندمان 5% انتخاب شده است(22).      در مورد مدل پنل های انتخابی از پایگاه محصولات نرم افزار، پنلی کانادایی مشابه تولیدات داخلی شرکت آریاسولار          با مشخصات مندرج در جدول 4 انتخاب شد، تعداد پنل لازم جهت تولید 30 کیلووات برق 200 عدد برآورد شده است(22).


 

جدول 4- ویژگی های فنی پنل انتخابی

کشور سازنده پنل

نوع پنل

توان

راندمان

مساحت

کانادا

مونو- سیلیسیم

150وات

13%

28/1 مترمربع

 

 

نتایج

 

نرم افزارRet Screen  با محاسبه میزان انتشار در هر          دو سیستم فعلی (سیکل ترکیبی) و پیشنهادی(فتوولتاییک) میزان کاهش یا افزایش انتشار در صورت جایگزینی        سیستم پیشنهادی را مشخص می‏کند و با محاسبه دوره بازگشت سرمایه در هر دو شهر منتخب توسط نرم افزار،     تحلیل اقتصادی احداث نیروگاه های فتوولتاییک در شهر ساری و کرمان انجام می‏شود.

نتایج به دست آمده برای شهر کرمان:

نیروگاه فتوولتاییک شهر کرمان با راندمان 20% در قسمت پرتابش کشور قرار گرفته است، میزان انتشار CO2 به صورت سالانه برای سیسستم پایه(نیروگاه سیکل ترکیبی) 2/36 تن و برای سیستم پیشنهادی(نیروگاه فتوولتاییک ) 0 تن برآورد شده است، در نتیجه میزان کاهش انتشار این آلاینده سالانه حدود 36 تن می‏باشد. در این شهر که دارای موقعیت مکانی مطلوبی از نظر دریافت انرژی خورشیدی است، در آمد حاصل از صادرات برق در سال معادل 5256 دلار، درآمد حاصل از کاهش   گازهای گلخانه‏ای 358 دلار، زمان بازپرداخت ساده 7/26 سال و زمان بازگشت سرمایه (نقطه سربه سر شدن ) 3/7 سال      می‏باشد. در شکل 2 و 3 تجزیه و تحلیل عوامل مالی در شهر کرمان نشان داده شده است.

 

 

 

 

شکل 2-  تجزیه و تحلیل انتشار آلاینده ها در کرمان

 

 

 

شکل3- تجزیه و تحلیل مالی در کرمان(محقق)

 

 

 

 


نتایج به دست آمده برای شهر ساری:

 

شهر ساری با راندمان نیروگاهی 5% در قسمت ضعیف دریافت انرژی خورشیدی قرار گرفته است که در این مورد میزان انتشار CO2  برای سیستم پایه(نیروگاه سیکل ترکیبی) 9 تن و برای سیستم پیشنهادی(نیروگاه فتوولتاییک )0 تن می باشد، در نتیجه میزان کاهش این آلاینده 9 تن می باشد. در شهر ساری میزان درآمد حاصل از صادرات برق در سال 1314 دلار، در آمد حاصل از کاهش گازهای گلخانه ای 90 دلار، زمان بازپرداخت ساده  7/106 سال و زمان بازگشت سرمایه 2/11 سال می باشد درشکل 5 و 6 تجزیه و تحلیل عوامل مالی نشان داده شده است.

 

 

شکل 4- تجزیه و تحلیل انتشار آلاینده ها در ساری


 

شکل 5- تجزیه و تحلیل عوامل مالی در ساری(محقق)

بحث و نتیجه گیری

 

نتایج این تحقیق نشان داده است موقعیت جغرافیایی نصب نیروگاه و میزان تابش دریافتی نقش بسیار مهمی در بازگشت سرمایه و کاهش میزان گازهای گلخانه‌‌ای CO2 دارد طبق محاسبات فوق با احداث نیروگاه فتوولتاییک در شهر کرمان، سالانه از انتشار 36 تنCO2  جلوگیری می‏شود. که   این میزان در طول عمر پروژه (25 سال ) برابر 900 تن کاهش CO2 می‏باشد.  با معادل‏سازی این عدد می‏توان درک واقعی‏تری از این میزان به دست آورد. طبق نتایج نرم افزار،    36 تن CO2 برابر با 3/83 بشکه نفت خام مصرف نشده، 15395 لیتر بنزین مصرف نشده، 4/12 هزار کیلوگرم زباله های بازیافت شده و 3/3 هکتار جنگل در حال جذب کربن می‏باشد. میزان کاهشCO2 در شهر ساری سالانه برابر 9 تن می‏باشد   که این میزان، در طول عمر پروژه (25 سال ) برابر 225 تن کاهش CO2 می‏باشد این در حالی است که 9تن CO2، معادل 20 بشکه نفت خام مصرف نشده، 3849 لیتر بنزین         مصرف نشده، 1/3 هزار کیلوگرم زباله های بازیافت شده و 8/0هکتار جنگل در حال جذب کربن می باشد. در شهر کرمان میزان صادرات برق به شبکه، معادل 52 مگاوات ساعت و        در شهر ساری 13 مگاوات ساعت و میزان در آمد حاصل از صادرات برق سالانه در شهر کرمان 5265 دلار و در شهر ساری 1314 دلار می باشد.

با توجه به اینکه، دوره بازگشت سرمایه در شهر کرمان، 4 سال کم‏تر از شهر ساری می‏باشد و اختلاف کاهش آلاینده‏ها در دو شهر فوق سالانه، حدود 29 تن می باشد و کاهش آلاینده‏ها در شهر کرمان حدودا 4 برابر شهرساری است،  لذا شهرهایی مثل کرمان که با توجه به اطلس تابشی کشور         در قسمت پرتابش کشور قرار دارند، با دوره بازگشت تقریبی      7 ساله شهرهای مناسبی جهت سرمایه گذاری بخش خصوصی و دولتی از نظر بازگشت سرمایه به منظور احداث نیروگاه‏های فتوولتاییک  به شمار می‏روند. نتایج این تحقیق در مطالعات مشابه، محققین دیگر نیز تایید شده است. فیاضی و موسوی درمقاله خود به ارزیابی اقتصادی استفاده از نیروگاه خورشیدی (فتوولتاییک) به منظور تأمین برق روستاهای شهرستان کهگیلویه پرداخته‌اند. نتایج نشان داده است، علیرغم هزینه بالای اولیه سرمایه گذاری، به دلیل عدم نیاز به هزینه‌های سرمایه‌گذاری متغیر، نیاز به تعمیرات کمتر و یارانه‌های      بخش انرژی‌های تجدیدپذیر، در طول دوره‌ی استفاده، هزینه‌ی واحد کم‏تری نسبت به هزینه‌های نیــروگــاه‌هــای دیگر        در گســــترش شبــکه بــرق دارد(26). ذوالقدری و پیغامی در مطالعه خود نشان داده‏اند هر چقدر میزان شدت تابش خورشید بیشتر و دمای محیط کم‏تر باشد، قیمت تمام شده برق فتوولتاییک کم‏تر خواهد بود، از طرفی هر چقدر فاصله روستا    از شبکه سراسری جهت احداث نیروگاه های متصل به شبکه بیش‏تر و تراکم جمعیت کم‏تر باشد، هزینه انتقال برق شبکه    به روستا، به ازای هر کیلووات ساعت برق مصرفی، بیشتر خواهد بود(27).

با بررسی‏های به عمل آمده و مقایسه نتیجه این تحقیق با سایر تحقیقات می‏توان به این نتیجه رسید که استفاده        از انرژی خورشیدی مخصوصا سیستم‏های فتوولتاییک          در شهرهای مستعد دریافت انرژی خورشیدی کشور مثل کرمان، با کاهش منابع فسیلی راهکار مناسبی جهت کاهش گازهای گلخانه‏ای می‌باشد. با توجه به هزینه بالای اولیه احداث نیروگاه‏های فتوولتاییک، احداث این نیروگاه‏ها در مناطق مستعد دریافت انرژی خورشیدی و صعب العبور و دورافتاده از شبکه برق کشوری و مناطق پرجمعیت کشور توجیه پذیری اقتصادی بیش‏تری خواهد داشت، در اغلب تحقیقاتی که تا قبل از       آبان ماه سال 92 انجام شده است، استفاده از سیستم‏های فتوولتاییک منفصل از شبکه توجیه اقتصادی ندارند امــا سیستم‏های متصل به شبکه با توجه به تغییر تعرفه خرید برق تجدید پذیر از تاریخ مذکور به ازای هرکیلووات ساعت          به مبلغ 4400 ریال شرایط بهتری جهت کاهش دوره بازگشت سرمایه دارد (16) و نتایج این تحقیق بیانگر این مهم است. لازم به ذکر است جهت تشویق بخش خصوصی برای سرمایه‏گذاری در این حوزه و توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر در کشور نیازمند به سیاست‌گذاری و انتخاب استراتژی هـای منــاسب، تامین هزینه های مالی، خرید تضمینی برق تولیدی و ارتقای      فرهنگ عمومی جامعه است. همچنین انتخاب مکان مناسب جهت احداث نیروگاه خورشیدی با توجه به استفاده حداکثر     از میزان تابش دریافتی و عدم استفاده از باطری (طراحی نیروگاه بصورت متصل به شبکه) هزینه احداث و بازگشت سـرمایـه را کاهش می‏دهد.

 

منابع

  1. اکرامی، عطیه. صادقی، مهدی(1387)« ارزیابی اقتصادی توسعه نیروگاه های خورشیدی با توجه به ملاحظات زیست محیطی». فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره دهم، شماره دو.
  2. انصاری، بهاره (1391)« ضرورت توسعه و کاربرد انرژی های پایدار در دنیای امروز از منظر زیست محیطی». نشریه اقتصاد انرژی، تیر و مرداد91.
  3. نصیرزاده، فرزانه. بیهودی زاده، دانیال(1388)« بهای تمام شده تولید برق در واحدهای گازی و سیکل ترکیبی نیروگاه شریعتی مشهد». مجله دانش و توسعه (علمی- پژوهشی) سال شانزدهم، شماره 26 .
  4. ذبیحی، علی(1390)«برنامه ریزی انرژی»: دانشگاه صنعت آب و برق.
  5. رضوی، حسین(1390)«تامین مالی پروژه های در کشورهای در حال توسعه»: نشر چالش.
    1. Gurba, L., Sustainable Energy Future Contribution of Australian Coal, Melbourne, 2006
    2. رحمانی فر، عبدالرضا. بررسی فنی و اقتصادی استفاده از برق فتوولتایی در صنایع نفتی با استفاده از نرم افزار Ret Screen.
    3. ترازنامه انرژی سال90 (1390): وزارت نیرو ، معاونت امور برق و انرژی ، دفتر برنامه ریزی کلان برق و انرژی.
    4. منشی پور، سمیرا. (1386)«تعیین نقش و جایگاه سیستم های فتوولتاییک در سبد انرژی الکتریکی کشور». پایان نامه کارشناسی ارشد. سازمان مدیریت صنعتی.
    5. منشی پور، سمیرا. خلفی، فرید(1388). «مقایسه آلودگی های زیست محیطی نیروگاه های حرارتی فسیلی در کشور با سیستم های برق خورشیدی فتوولتاییک» هفتمین همایش ملی انرژی.
    6. عتابی، فریده و همکاران (1390).«کاهش انتشار گازهای گلخانه ای با استفاده از سیستم های فتوولتاییک در ساختمان های مسکونی». نخستین همایش ملی انرژی باد و خورشید.
    7. کاظمی کارگر، حسین. نوروزی، مهدی.(1389)«پنلهای فتوولتاییک، آشنایی،اصول و طراحی»: آراد کتاب.
    8. ربیعی، مصطفی. «تامین سه درصد از کل انرژی کشور با منابع تجدیدناپذیر». ماهنامه بین المللی آموزشی، پژوهشی تحلیلی و اطلاع رسانی پیام سبز، سال دوازدهم، آبانماه 1391، شماره 106.
    9. منشی پور، سمیرا. زارعی، علی. عبداللهی، ربابه(1386) «بررسی اقتصادی سیستم های فتوولتاییک جهت تامین انرژی الکتریکی روستاهای فاقد برق کشور».  ششمین همایش ملی انرژی. خرداد 86.
    10. وب سایت سازمان انرژی های نو ایران(8/1392)www.suna.org.ir 
    11. حاج سقطی، اصغر. (1387)« اصول و کاربرد انرژی خورشیدی»: دانشگاه علم و صنعت ایران.
    12. حسنی، عبدالمجید. جورابیان، محمود (1390) «بررسی فنی و اقتصادی نیروگاه فتوولتاییک یک صد کیلوواتی». سومین کنفرانس مهندسی برق و الکترونیک ایران.
    13. برهمتی، نسترن. سمائی فرهاد، اصغری، جعفر. سمائی، فرزانه(1390). «امکانسنجی فنی و اقتصادی تامین برق مورد نیاز روشنایی مسیر دانشگاه آزاد همدان با استفاده از سیستمهای فتوولتاییک». اولین کنفرانس بین المللی رویکردهای نوین در نگهداشت انرژی.
    14. آذر مینا، ریحانه. شفیعی پاجی، سمیه. قمی اویلی، زهرا. کیا، عبدالکریم.(1392) «بررسی اقتصادی استفاده از انرژی خورشیدی برای تامین انرژی یک هتل در سواحل شمالی ایران». اولین همایش ملی ساختمان آینده.
    15. سید حسینی، سید محمد. کلانتر هرمزی، لادن.(1391) «ارزیابی فنی و اقتصادی استفاده از انرژی خورشیدی برای تامین سامانه روشنایی راههای کشور». دومین کنفرانس بین المللی رویکردهای نوین در نگهداشت انرژی.
    16. وب سایت Ret Screen(10/1392) www.Ret Screen  
    17. صفایی، بتول. خلجی اسدی، مرتضی(1384).« برآورد پتانسیل تابش خورشیدی در ایران و تهیه اطلس تابشی آن». مجله علوم و فنون هسته ای.
    18. وب سایت بانک مرکزی ایران (11/1392)www.cbi.ir
    19. وب سایت شرکت برق توانیر(9/1392)www.tavanir.org.ir
    20. فیاضی، حسین. موسوی بادجانی، مهدی.(1392) «بررسی برق رسانی به روستاهای دور افتاده ( با محوریت شهرستان کهگیلویه)با استفاده از سیستمهای فتوولتاییک». پنجمین همایش علمی تخصصی انرژی های تجدیدپذیر و پاک و کارآمد.
    21. پیغامی آخوله، سعید. ذوالقدری، محمدرضا(1390) «بررسی فنی و اقتصادی برق رسانی به روستاهای دور از شبکه سراسری با استفاده از سیستمهای فتوولتاییک». بیست و ششمین کنفرانس بین المللی برق.

9.       Mirzahosseni, Seyed Alireza. Taheri, Taraneh, Environmental, technical and financial feasibility study of solar power plants by RET Screen, according to the targeting of energy subsidies in Iran. Renewable And Sustainable Energy Reviews, (2012), vol. 16, issue 5, pages 2806-2811.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Assessment of the Geographic Location of Photovoltaic

Power Plants on their CO2 Emission Reduction

Using Ret Screen Software

 

Neda E Niknam[3]

Seyed Alireza Mirzahosseini [4]* (Corresponding Author)

Mirzahosseini@gmil.com

Ali Mohammadi2

Lobat Taghavi2

 

Abstract

Increasing greenhouse gases emissions and limited fossil fuel resources, are two of the most important challenges of the century. Thus, the use of renewable energy is quickly developing and progressing in most countries. One of the appropriate resources for supplying electricity is solar energy. Photovoltaic systems have several unique advantages including pollution-free industrial processes, small off-grid applications, and low cost of repair and maintenance.

In this study, two photovoltaic power plants, each with 30 KW capacities, in Kerman and Sari cities were selected and their economic and environmental analysis were conducted based on climatic conditions and local solar radiation using Ret Screen software.

Kerman City located in the best radiation zone of Iran with 5/2 Kwh/m2/day energy reception and Sari City situated in the least appropriate sun radiation zone with 3/9 Kwh/m2/day energy reception were selected in this study.

Results revealed that the use of photovoltaic power plant would reduce CO2 emissions in Kerman and Sari by 36 and 9 tons per year, respectively. Also the payback period in Kerman and Sari would be 7/3 and 11/2 years. According to this research, the geographical location of the photovoltaic power plant is also very important. Thus, the payback period for Kerman was 4 years less than sari and the amount of Reduction CO2 emission in Kerman was 4 times higher than Sari. 

 

Key Words: Photovoltaic Power Plant, Greenhouse Gases, Ret Screen Software

 

 

 



1-کارشناس ارشد مدیریت محیط زیست، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران.

2- استادیار، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران(مسئول مکاتبات).

[3]- M.Sc. in Environmental management, Department of Environment and Energy, Science and Research Branch, IAU, Tehran, Iran

2- Assistant Prof., Department of Environment and Energy, Science and Research Branch, IAU, Tehran, Iran.

 

  1. اکرامی، عطیه. صادقی، مهدی(1387)« ارزیابی اقتصادی توسعه نیروگاه های خورشیدی با توجه به ملاحظات زیست محیطی». فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره دهم، شماره دو.
  2. انصاری، بهاره (1391)« ضرورت توسعه و کاربرد انرژی های پایدار در دنیای امروز از منظر زیست محیطی». نشریه اقتصاد انرژی، تیر و مرداد91.
  3. نصیرزاده، فرزانه. بیهودی زاده، دانیال(1388)« بهای تمام شده تولید برق در واحدهای گازی و سیکل ترکیبی نیروگاه شریعتی مشهد». مجله دانش و توسعه (علمی- پژوهشی) سال شانزدهم، شماره 26 .
  4. ذبیحی، علی(1390)«برنامه ریزی انرژی»: دانشگاه صنعت آب و برق.
  5. رضوی، حسین(1390)«تامین مالی پروژه های در کشورهای در حال توسعه»: نشر چالش.
    1. Gurba, L., Sustainable Energy Future Contribution of Australian Coal, Melbourne, 2006
  6. رحمانی فر، عبدالرضا. بررسی فنی و اقتصادی استفاده از برق فتوولتایی در صنایع نفتی با استفاده از نرم افزار Ret Screen.
  7. ترازنامه انرژی سال90 (1390): وزارت نیرو ، معاونت امور برق و انرژی ، دفتر برنامه ریزی کلان برق و انرژی.
  8. منشی پور، سمیرا. (1386)«تعیین نقش و جایگاه سیستم های فتوولتاییک در سبد انرژی الکتریکی کشور». پایان نامه کارشناسی ارشد. سازمان مدیریت صنعتی.
  9. منشی پور، سمیرا. خلفی، فرید(1388). «مقایسه آلودگی های زیست محیطی نیروگاه های حرارتی فسیلی در کشور با سیستم های برق خورشیدی فتوولتاییک» هفتمین همایش ملی انرژی.
  10. عتابی، فریده و همکاران (1390).«کاهش انتشار گازهای گلخانه ای با استفاده از سیستم های فتوولتاییک در ساختمان های مسکونی». نخستین همایش ملی انرژی باد و خورشید.
  11. کاظمی کارگر، حسین. نوروزی، مهدی.(1389)«پنلهای فتوولتاییک، آشنایی،اصول و طراحی»: آراد کتاب.
  12. ربیعی، مصطفی. «تامین سه درصد از کل انرژی کشور با منابع تجدیدناپذیر». ماهنامه بین المللی آموزشی، پژوهشی تحلیلی و اطلاع رسانی پیام سبز، سال دوازدهم، آبانماه 1391، شماره 106.
  13. منشی پور، سمیرا. زارعی، علی. عبداللهی، ربابه(1386) «بررسی اقتصادی سیستم های فتوولتاییک جهت تامین انرژی الکتریکی روستاهای فاقد برق کشور».  ششمین همایش ملی انرژی. خرداد 86.
  14. وب سایت سازمان انرژی های نو ایران(8/1392)www.suna.org.ir 
  15. حاج سقطی، اصغر. (1387)« اصول و کاربرد انرژی خورشیدی»: دانشگاه علم و صنعت ایران.
  16. حسنی، عبدالمجید. جورابیان، محمود (1390) «بررسی فنی و اقتصادی نیروگاه فتوولتاییک یک صد کیلوواتی». سومین کنفرانس مهندسی برق و الکترونیک ایران.
  17. برهمتی، نسترن. سمائی فرهاد، اصغری، جعفر. سمائی، فرزانه(1390). «امکانسنجی فنی و اقتصادی تامین برق مورد نیاز روشنایی مسیر دانشگاه آزاد همدان با استفاده از سیستمهای فتوولتاییک». اولین کنفرانس بین المللی رویکردهای نوین در نگهداشت انرژی.
  18. آذر مینا، ریحانه. شفیعی پاجی، سمیه. قمی اویلی، زهرا. کیا، عبدالکریم.(1392) «بررسی اقتصادی استفاده از انرژی خورشیدی برای تامین انرژی یک هتل در سواحل شمالی ایران». اولین همایش ملی ساختمان آینده.
  19. سید حسینی، سید محمد. کلانتر هرمزی، لادن.(1391) «ارزیابی فنی و اقتصادی استفاده از انرژی خورشیدی برای تامین سامانه روشنایی راههای کشور». دومین کنفرانس بین المللی رویکردهای نوین در نگهداشت انرژی.
  20. وب سایت Ret Screen(10/1392) www.Ret Screen  
  21. صفایی، بتول. خلجی اسدی، مرتضی(1384).« برآورد پتانسیل تابش خورشیدی در ایران و تهیه اطلس تابشی آن». مجله علوم و فنون هسته ای.
  22. وب سایت بانک مرکزی ایران (11/1392)www.cbi.ir
  23. وب سایت شرکت برق توانیر(9/1392)www.tavanir.org.ir
  24. فیاضی، حسین. موسوی بادجانی، مهدی.(1392) «بررسی برق رسانی به روستاهای دور افتاده ( با محوریت شهرستان کهگیلویه)با استفاده از سیستمهای فتوولتاییک». پنجمین همایش علمی تخصصی انرژی های تجدیدپذیر و پاک و کارآمد.
  25. پیغامی آخوله، سعید. ذوالقدری، محمدرضا(1390) «بررسی فنی و اقتصادی برق رسانی به روستاهای دور از شبکه سراسری با استفاده از سیستمهای فتوولتاییک». بیست و ششمین کنفرانس بین المللی برق.

9.       Mirzahosseni, Seyed Alireza. Taheri, Taraneh, Environmental, technical and financial feasibility study of solar power plants by RET Screen, according to the targeting of energy subsidies in Iran. Renewable And Sustainable Energy Reviews, (2012), vol. 16, issue 5, pages 2806-2811.