بخشی از مقاله
چکیده
ایران با داشتن حدود 300 روز آفتابی در سال جزء مناسبترین کشورها از لحاظ پتانسیل انرژی خورشیدی در جهان میباشد. با توجه به موقعیت جغرافیای ایران و پراکندگی روستاها در آن، استفاده از انرژی خورشیدی یکی از مهمترین عواملی است که باید مورد توجه قرار گیرد. استفاده از انرژی خورشیدی یکی از روشهای موثر تولید و انتقال برق به روستاها و نقاط دور افتاده و همچنین تامین انرژی مصرفی در بخش کشاورزی از نظر هزینه، حمل و نقل، نگهداری و عوامل مشابه میباشد.
بنابراین در این پژوهش یک سایت خورشیدی متصل به شبکه به ظرفیت 26 kWp به منظور تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز یک گلخانه 1000 متر مربع واقع در استان قم طراحی و شبیهسازی میشود. نتایج بدست آمده نشان میدهد که این سایت خورشیدی قابلیت تولید توان AC به میزان 42344 kWh در طول سال را دارد و سالانه حدود 25/4 تن از انتشار گاز دیاکسیدکربن به اتمسفر جلوگیری میکند. همچنین نتایج نشان میدهد که ظرفیت تولیدی ماهانه این سایت در اغلب ماههای گرم سال از متوسط مصرف ماهانه - 3750 kWh - بیشتر میباشد. بنابراین میتوان علاوه بر فروش محصولات گلخانهای از فروش برق مازاد نیز درآمد کسب نمود.
مقدمه
کشور ایران با داشتن تنوع اقلیمی، وجود آفتاب فراوان، اراضی وسیع، نیروی انسانی در دسترس و نیروی کارگری ارزان، داشتن پیشینه کشاورزی و باغبانی و سایر مزیتها، در بین کشورهای رده اول از نظر سطح زیر کشت و میزان تولید محصولات کشاورزی و به ویژه باغبانی بوده و هست. لیکن به دلیل واقع شدن پهنه وسیعی از اراضی کشور در منطقه خشک و نیمه خشک، و همچنین کمبود نزولات آسمانی، تبخیر و تعرق شدید و بهرهبرداریهای بیرویه از منابع آبهای سطحی و زیرسطحی، امکان افزایش سطوح زیر کشت فراهم نبوده و میبایست از سیاستی اصولی در بخش کشاورزی یعنی افزایش تراکم بوته در واحد سطح و افزایش تولید در سطوح کمتر استفاده نمود.
در همین رابطه ایجاد گلخانه به دلیل افزایش بهرهوری تولید به ازای واحد سطح به عنوان یک روش تولید متفاوت و نوین مورد توجه میباشد. اما مشکلی که در گلخانهها ایران مطرح است افزایش مصرف انرژی در آنها است به طوری که بر اساس گزارش موسسه مطالعات بینالمللی انرژی، کشت گلخانهای از نظر مصرف انرژی در رتبه چهارم در بخش کشاورزی قرار میگیرد.
به طور کلی عمده مصرف انرژی در گل و گیاه و گلخانه صرف افزایش دمای گلخانه شده و تنها حدود 12 درصد انرژی الکتریکی صرف تامین روشنایی، تهویه مطبوع و همچنین صرف آبیاری و یا موارد دیگر می گردد - اتاق بازرگانی، صنایع، معادن و کشاورزی ایران، . - 1392 بنابراین به منظور کاهش مصرف انرژی بایستی گلخانهها در مناطق گرمسیری احداث شوند که از جمله این مناطق میتوان به استان قم اشاره کرد. قم به دلیل دارا بودن از آب و هوای خشک با محدودیتهای کشاورزی فراوانی دسته و پنجه نرم میکند و صنعت گلخانهای میتواند برای تامین نیازهای کشاورزی و توسعه محصولات وضعیت مناسبی را فراهم کند و زمینه را برای ارتقاء بخشی به تولیدات داخلی هموار سازد
از آنجایی که کشور ایران به لحاظ میزان دریافت انرژی خورشیدی یکی از کشورهای مناسب جهان میباشد و انرژی خورشیدی در آینده سهم قابل توجهی از انرژی مصرفی کشور را به خود اختصاص خواهد داد، بنابراین استفاده از انرژی خورشیدی یکی از مهمترین عواملی است که باید مورد توجه قرار گیرد. در سالهای اخیر مقالات متعددی در زمینه بررسی و بهینهسازی ساخت نیروگاههای خورشیدی ارائه شده است. بهادرینژاد به موضوع استفاده از برق خورشیدی در ساختمانهای اداری با توجه به سیاستهای دولت در مورد انرژی پرداخته است - بهادرینژاد و فرهمند، . - 1385 فیونینگ و سرینیواسان در پژوهشی ظرفیت تولید توان خورشیدی را به روش شبکه عصبی تخمین زدند
در مقاله دیگری استفاده از نیروگاه خورشیدی در یک منطقه دورافتاده، مورد بررسی قرار گرفته است . - Mnassri and Leger, 2010 - وینستاک و آپیلبوم در مطالعهای به شبیهسازی سایت خورشیدی با استفاده از جعبه ابزار بهینهسازی در نرمافزار MATLAB پرداختهاند
گلکار روشی برای بدست آوردن زاویه بهینه پنلهای خورشیدی ثابت در شهرهای مختلف ایران ارائه کرده است - گلکار و مدرسی، . - 1391 شمس و مهدوی در یک پژوهش به مطالعات امکانسنجی فنی احداث نیروگاه فتوولتائیک با ظرفیت 1/5 مگاوات در شهر یزد پرداختند
شمس و همکاران مطالعه دیگری در زمینه طراحی بهینه یک نیروگاه فتوولتائیک 100 کیلوواتی متصل به شبکه در تهران با استفاده از نرمافزار PVSyst انجام دادند - شمس و همکاران، . - 1392 همانطور که ملاحظه میشود در زمینه تامین انرژی الکتریکی گلخانهها از خورشید، مطالعهای در ایران صورت نگرفته به همین منظور در این پژوهش به مطالعه و طراحی سامانههای فتوولتائیک به منظور تامین انرژی الکتریکی گلخانهها در مناطق گرمسیر از جمله استان قم پرداخته میشود.
وضعیت گلخانهها و مجتمعهای گلخانهای استان قم
طبق آمارهای اعلام شده در سال 92 استان قم دارای 3 مجتمع گلخانهای با مساحت 195 هکتار است - جدول . - 1 علاوه بر این 164 واحد گلخانهای دیگر نیز در قم فعال هستند، با توجه به اینکه حدود 75 درصد مساحت استان دارای اقلیم کویری و گرم و خشک است به منظور کاهش هزینههای انرژی، این گلخانهها در مکانهایی که دارای اقلیم کوهستانی و نیمه معتدل هستند احداث شدهاند
جدول :1 لیست مجتمعها و سطح گلخانههای موجود در استان قم.
موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی
استان قم با وسعت تقریبی 11238 کیلومتر مربع در موقعیت 34 درجه و 8 دقیقه تا 35 درجه و 11 دقیقه عرض جغرافیایی و 50 درجه و 6 دقیقه تا 52 درجه و 3 دقیقه طول جغرافیایی قرار گرفته است. استان قم از شمال به استان تهران، از شرق به استان سمنان، از جنوب به استان اصفهان و از غرب به استان مرکزی محدود است - شکل . - 1 اقلیم اکثر مناطق این استان، نیمه بیابانی با تابستانی گرم و خشک و زمستانی کم و بیش سرد است
شکل :1 موقعیت جغرافیایی استان قم
پارامترهای هواشناسی منطقه
در بررسی پارامترهای هواشناسی یک منطقه برای احداث یک سایت فتوولتائیک، شدت تابش خورشید و درجه حرارت محیط از اهمیت بسزایی برخوردار است
