بخشی از مقاله
چکیده
این مطالعه با هدف مکایابی نقاط مستعد جهت بهره برداري از انرژي باد در استان یزد و مشخص نمودن بهترین مناطق براي نصب توربینهاي بادي به انجام رسیده است. نتایج بررسی نشان داد مناطقی شامل بافق، بهادران و بهاباد و قسمتهایی در شهرستان خاتم بعنوان بهترین مکان جهت احداث نیروگاه بادي در منطقه انتخاب شدند. همچنین، مناطق شناسایی شده در شهرستانهاي اردکان و ابرکوه اگرچه نقاط مستعدي براي احداث توربینهاي بادي شناسایی شدند، ولی با استفاده از تحلیلهاي آماري و پارامتر ویبول از نظر کمی، متوسط سرعت باد این مناطق کمتر از استانداردهاي مورد نیاز براي نصب توربینهاي بادي است.
.1 مقدمه و هدف
روند مصرف انرژي در سالهاي گذشته بسیار سریع و نگران کننده بوده است. این روند در کشورهاي در حال توسعه و علی الخصوص در ایران بسیار بالاتر از میانگین جهانی است. یک واقعیت پذیرفته شده براي جوامع بشري این است که انرژي موردنیاز دنیا، به سرعت رو به افزایش است و در حال حاضر منابع انرژي فسیلی ارزان قیمت نیز به آرامی، اما بطور یقین، در چندین دهه دیگر به اتمام خواهد رسید.
براي حفظ این منابع فسیلی با ارزش براي نسلهاي آتی و جلوگیري از خسارتهاي زیستمحیطی ناشی از سوختن آنها و پاسخگویی به افزایش تقاضاي روزافزون انرژي، راهی جز روي آوردن بشر به استفاده از انرژیهاي پاك و تجدیدشونده باقی نمانده است. و امروزه استفاده از انرژي بادي با نرخ رشد فزاینده اي در حال افزایش است. بر اساس آمارهاي منتشر شده از سوي انجمن انرژي باد اروپا، در سال 2008 حدود 43 درصد از تجهیزات نصب شده جدید جهت تولید انرژي در اروپا مربوط به انرژي باد بوده است
در زمینه بررسی منابع انرژي باد در ایران جهت تولید برق کارهاي متعددي تاکنون انجام شده است که از آن جمله میتوان به تهیه اطلس باد کشور توسط سازمان انرژي هاي نو اشاره کرد. رحیم زاده و جهانگیري با استفاده از روش هاي آماري و اطلاعات هواشناسی سرعت و چگالی انرژي باد را در چند ایستگاه هواشناسی کشور بررسی نمودند.[3]گندمکار و همکاران تغییرات سالانه و روزانه سرعت باد در منطقه سیستان را جهت تولید برق بادي مورد مطالعه قرار دادند.
عامري و همکاران، پیشرفتهاي اخیر در توسعه انرژي باد در کشور را با اشاره اي به تهیه نقشه صفر اطلس بادي کشور بیان نمودند. آنها با یک مطالعه نرم افزاري توسط ECOWIND و با استفاده از داده هاي آماري باد، منحنی عملکرد توربین باد و پارامترهاي اقتصادي تخمین مناسبی براي قیمت تمام شده برق پیدا کردند که بررسی هاي آنها حاکی از اقتصادي بودن برق تولیدي در نیروگاه بادي منجیل و بینالود است..[ 8 ] همچنین پتانسیل انرژي باد در منطقه منجیل توسط مصطفایی پور و ابرقوئی بررسی شد که این منطقه به عنوان یکی از مناطق بادخیز جهان معرفی شده است.
کیهانی و همکاران، یک برآورد آماري از توابع توزیع سرعت و جهت باد براساس داده هاي 11ساله باد در تهران انجام دادند که مطالعه آنها نشان داد که سایت مورد بررسی براي تولید توان در مقیاس بزرگ مناسب نیست. کشور ایران به لحاظ گستره جغرافیایی و تنوع محیطی، در بخش انرژي همواره برنامه هاي ملی و ویژه اي را در دست اقدام داشته و استفاده از انرژیهاي نو و تجدیدپذیر مورد تأکید بوده است.
بنابراین، بکارگیري انرژیهاي نو اهمیت ویژه اي داشته و ضرورتی اجتناب ناپذیر میباشد در کشور ما قابلیت ها و پتانسیلهاي مناسبی براي نصب و راه اندازي توربین هاي برق بادي وجود دارد که با توجه به توجیه پذیري آن و تحقیقات و سرمایه گذاري که در این زمینه صورت گرفته است. توسعه و کاربرد این تکنولوژي، چشم انداز روشنی را فراروي سیاست گذاران بخش انرژي کشور قرار داده است. مطالعات و محاسبات انجام شده در زمینه تخمین پتانستیل انرژي باد در ایران نشان داده است که در 26 منطقه از کشور - شامل بیش از 45 سایت مناسب - میزان ظرفیت اسمی سایت ها، با در نظر گرفتن یک راندمان کلی 33 درصد، در حدود 6500 مگاوات میباشد و این در شرایطی است که ظرفیت اسمی کل نیروگاه هاي برق کشور در حال حاضر 55000 مگاوات میباشند.
در حال حاضر چهار مزرعه انرژي بادي در کشور به نامهاي منجیل، بینالود، دیزآباد و سهند ست که همه آنها مانند منطقه غرب کشور در ناحیه کوهستانی قرار دارند.[2] این تعداد نیروگاه با توجه به قابلیتهاي مناسب کشور کافی نیست و نیاز به توسعه این سایتها در سایر نقاط کشور بیش از پیش احساس میشود. بر این پایه، هدف تحقیق حاضر بررسی قابلیتهاي انرژي باد و شناسایی نقاط مستعد براي نصب توربینهاي بادي در استان یزد میباشد. همانطور که قبلا نیز ذکر شد متاسفانه استفاده از انرژیهاي پاك با وجود مزایاي بسیار تاکنون به جایگاهی در خور و مناسب در کشور دست نیافته لذا با در نظر گرفتن این مقوله جنبه جدید بودن هدف تحقیق دست یافتنی خواهد نمود.
با توجه به مطالب ذکر شده استان یزد به لحاظ برخورداري از شرایط خاص جغرافیایی، وجود توپوگرافی ویژه و حاکمیت بادهاي محلی نیاز به مطالعه اي دقیق جهت پتانسیل سنجی انرژي باد در مقیاس میکرو به روشی دقیق و مناسب دارد. از اینرو، هدف از این مطالعه بعنوان مطالعات اولیه در این زمینه در سطح استان ارائه تصویري روشن از میزان برخورداري و شناسایی توان و استعداد منطقه در بکارگیري انرژي باد در منطقه مذکور میباشد. با توجه به نبود معیارهایی مدون در این زمینه در کشور، نگارنده امید دارد که محتواي این پژوهش دامنه تجربیات ما را در این زمینه در داخل کشور براي بومی سازي این معیارها به عنوان یک دستورالعمل و استاندارد جهت استقرار نیروگاه بادي گسترده تر سازد.
.2 پیشنه تحقیق
نوراللهی و همکاران در 1392 تحقیقی جهت مطالعات ارزیابی براي پیشگیري و کاهش اثرات زیست محیطی ناشی از احداث و فعالیت نیروگاههاي بادي به تدوین معیارها و استانداردهاي لازم پرداخته اند تا بتوان از این طریق با توجیه پذیري فنی، زیست محیطی و جغرافیایی استفاده از انرژي بادي پرداخت. در تحقیق حاضر روش گردآوري اطلاعات اسنادي بوده و روش انجام مطالعات، به شیوه مقایسه نتایج حاصل از تجزیه تحلیل معیارهاي مؤثر در نیروگاههاي بادي در جهان بوده استنهایتاٌ. نتایج حاصل از آن به انتخاب معیارهاي مؤثر در استقرار نیروگاه بادي ایران با توجه به شرایط موجود، انجامید
.این معیارها به سه دسته معیارهاي زیست محیطی، جغرافیایی و فنی تقسیم بندي گردید که این معیارها میتواند دست اندرکاران توسعه انرژیهاي تجدیدپذیر و سازمانهاي متولی حفاظت از محیط زیست را در انجام امور محوله یاري رساند.
صادقی و همکاران در سال 1392 به بررسی عوامل مؤثر بر انرژي خورشیدي و بادي پرداخته اند و سپس با استفاده از نرم افزار GIS و تکنیکهاي تصمیم گیري چندمعیاره مناسبترین مکانها در استان کرمان جهت احدث نیروگاههاي بادي و خورشیدي شناسایی شدند.
براي شناسایی مناسبترین مکان جهت احداث نیروگاه بادي از نرم افزارGIS و براي شناسایی مناسبترین مکان جهت احداث نیروگاه خورشیدي از روشهايSAW ، TOPSIS،AHP و در نهایت روشهاي تلفیقی استفاده شده است. در این تحقیق شهرستان سیرجان به عنوان مناسبترین مکان جهت احداث نیروگاه خورشیدي و شهرستان رفسنجان به عنوان مناسبترین مکان جهت احداث نیروگاه بادي شناسایی شد
جهانگیري و همکاران در سال 1393در تحقیقی پتانسیل سنجی نصب توربین باد در استان خراسان جنوبی در منطقه نهبندان را انجام داده اند. در این مقاله، یک تحلیل آماري روي داده هاي بادي ایستگاه نهبندان در استان خراسان جنوبی انجام شده است. به منظور برآورد اولیه انرژي باد در این ایستگاه محاسبات لازم بر روي اطلاعات آماري اندازه گیري شده توسط سازمان انرژیهاي نو ایران انجام شده است. با توجه به داده ها، محاسبات در یک بازه 12ماهه انجام شده است. ابتدا سرعت باد در ارتفاع 40 متري، 30 متري و 10 متري در ماههاي مختلف مطالعه شده است.
این ایستگاه داراي میانگین سرعت به ترتیب 4 /2 متر بر ثانیه، 4/108 و 3/61 متر بر ثانیه در ارتفاعهاي یاد شده است. همچنین گلباد بیشترین جهت وزش باد بررسی گردیده است. از نمودار گلباد سرعت و جهت در ارتفاعهاي 30 متري و 37/5 متري دیده می شود که توزیع تقریبا در تمام جهات به صورت منظم اتفاق افتاده، بطوریکه انباشتگی در جهت خاصی نداریم. در ایستگاه نهبندان با توجه به گلباد این ایستگاه نمیتوان بیان کرد که در طول سال جهت غالب باد ثابت میباشد. این موضوع در امر چیدمانی توربینها مهم است، زیرا که ثابت بودن جهت باد مزیت عمده اي براي نیروگاه میباشد. همچنین با ارزیابی توان متوسط باد سالیانه در ارتفاعهاي 10 متري، 30 متري و 40 متري دیده می شود بیشترین میزان توان باد در ماه آوریل رخ داده است.
سنر سهناز و همکاران در سال 2012 براي تعیین مناسبترین محل احداث نیروگاه بادي در هندوستان از تحلیل سلسله مراتبی و ترکیب آن با GIS بهره گرفته و به بررسی معیارهاي زمین شناسی، کاربري زمین، شیب، ارتفاع، فاصله از شهرکها، جاده ها پرداخته اند. هر معیار با کمک سیستم AHP مورد بررسی قرار گرفته، داده ها در 4 کلاس، مناسب بودن بالا، متوسط، کم و بسیار کم طبقه بندي شده اند و % 72/3 مناطق نامناسب اعلام شدند و در نهایت دو سایت مناسب احداث نیروگاه بادي انتخاب شد.
زامبلی و همکاران در سال 2012 در تحقیقی تحت عنوان "سیستم پشتیبانی تصمیمگیري GIS براي مدیریت جنگل هاي منطقه اي براي بررسی در دسترس بودن منابع زیست توده براي تولید انرژي تجدیدپذیر"، یک روش جدید را به منظور ارزیابی منابع زیست توده در دسترس در جنگل براي تولید انرژي در منطقه آلپ توسعه دادند. روش بکار بسته شده در این تحقیق ترکیبی ازPostgreSQL, PostGIS , GRASS می باشد.
یسیلناکار و کتین در سال 2014 به بررسی عوامل مؤثر در انتخاب محل احداث توربینهاي بادي در ترکیه پرداخته اند. سپس با استفاده از رویهم گذاري لایه ها مناطق به 5 طبقه که از مناطق خیلی ضعیف تا مناطق بسیار خوب است طبقه بندي شده اند و در نهایت محل جدیدي براي احداث توربینها مشخص شد.
