امکان سنجی و توجیه پذیری تاسیس و راه اندازی نیروگاه های خورشیدی با استفاده از روی هم گذاری لایه های اطلاعاتی در GIS و تحلیل لایه های رستری
اهمیت نیروگاه خورشیدی
اهمیت نیازهای انرژی با تأثیرات پیشرفتهای علمی، پیشرفتهای تکنولوژیکی و رشد جمعیت انسانی بهطور قابلتوجهی افزایش مییابد. به دلیل مصرف بیش از حد منابع انرژی تجدید ناپذیر و افزایش هزینه ها، اکثریت قریب به اتفاق کشورها در جستجوی دائمی منابع جدید هستند. برق تولید شده از سیستم های انرژی خورشیدی نقش کلیدی در تامین نیازهای انرژی ایفا می کند زیرا موقعیت جغرافیایی کشور ها برای بهره مندی از سیستم های انرژی خورشیدی مناسب است. ساخت نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک (PV) با استفاده از فناوری سیستمهای اطلاعات جغرافیایی (GIS) شناسایی می شود. در این چارچوب عوامل موثر بسیاری از جمله پتانسیل انرژی خورشیدی، جادهها، خطوط انتقال انرژی، مراکز ترانسفورماتور، شیب، جهت، موقعیت سدها و رودخانهها، خطوط لوله گاز طبیعی، خطوط گسل، پوشش زمین و مناطق مسکونی را می توان در نظر گرفت. سپس با استفاده از روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی، وزن عامل ها محاسبه شد. در نتیجه تمام این فرآیندها، نقشه ای ارائه شود که مکان های بهینه نیروگاه های انرژی خورشیدی را نشان دهد.
نکات فوری درباره نیروگاه خورشیدی
نیروگاه خورشیدی چه نام دارد؟
انرژی خورشیدی در دانشنامه ویکی پدیا
یک نیروگاه فتوولتائیک، همچنین به عنوان پارک خورشیدی، مزرعه خورشیدی یا نیروگاه خورشیدی شناخته می شود، یک سیستم برق فتوولتائیک متصل به شبکه در مقیاس بزرگ (سیستم PV) است که برای تامین برق تجاری طراحی شده است.
نیروگاه خورشیدی چگونه کار می کند؟
فناوری های خورشیدی نور خورشید را از طریق پنل های فتوولتائیک (PV) یا از طریق آینه هایی که تشعشعات خورشیدی را متمرکز می کنند، به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. این انرژی می تواند برای تولید برق استفاده شود یا در باتری ها یا ذخیره سازی حرارتی ذخیره شود.
4 نوع اصلی انرژی خورشیدی چیست؟
درباره فناوری های خورشیدی زیر بیشتر بدانید:
فناوری فتوولتائیک خورشیدی نور خورشید را مستقیماً به برق برای تأمین انرژی خانه ها و مشاغل تبدیل می کند.
فناوری خورشیدی غیرفعال …
گرمایش آب خورشیدی. …
حرارت فرآیند خورشیدی …
تمرکز انرژی خورشیدی
3 نوع انرژی خورشیدی چیست؟
سه فناوری اولیه وجود دارد که توسط آنها انرژی خورشیدی مهار می شود: فتوولتائیک (PV) که مستقیماً نور را به برق تبدیل می کند. نیروی خورشیدی متمرکز (CSP)، که از گرمای خورشید (انرژی گرمایی) برای به حرکت درآوردن توربینهای الکتریکی در مقیاس کاربردی استفاده میکند. و سیستم های گرمایش و سرمایش خورشیدی (SHC).
چگونه پنل های خورشیدی بسازیم؟
چگونه یک پنل خورشیدی فتوولتائیک بسازم؟
مواد مورد نیاز برای پنل خورشیدی فتوولتائیک خود را جمع آوری کنید. …
یک قالب و تابلوی پشتیبان ایجاد کنید. …
سلول های خورشیدی را به هم متصل کنید تا یک پانل تشکیل شود. …
باسبارها را به سلول های خورشیدی وصل کنید. …
سیم ها را به شینه ها لحیم کنید. …
سلول ها را به قالب وصل کنید.
اجزای اصلی نیروگاه خورشیدی چیست؟
چهار جزء اصلی یک سیستم انرژی خورشیدی عبارتند از پانل ها، اینورتر(ها)، قفسه بندی و واحد(های) ذخیره سازی باتری خورشیدی (در صورت تمایل). پنل های خورشیدی قابل مشاهده ترین عنصر سیستم شما هستند، به همین دلیل است که احتمالاً با آن آشنا هستید.
انرژی خورشیدی چگونه ذخیره می شود؟
ذخیره انرژی خورشیدی: هر آنچه که باید بدانید | آرورا سولار
آیا می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در آینده ذخیره کرد؟ بله، در یک سیستم فتوولتائیک (PV) مسکونی، انرژی خورشیدی را می توان برای استفاده در آینده در یک بانک باتری الکتریکی ذخیره کرد. امروزه بیشتر انرژی خورشیدی در باتری های لیتیوم یونی، سرب اسیدی و جریانی ذخیره می شود.
چگونه یک نیروگاه خورشیدی طراحی کنیم؟
طراحی پایه نیروگاه خورشیدی
طراحی با جزئیات
نیاز خود را بدانید نیروگاه خورشیدی که طراحی می کنید تنها در صورتی کارآمدترین نیروگاه خواهد بود که با نیاز شما مطابقت داشته باشد. …
انتخاب پنل PV …
آماده کردن یک طرح از طرح شما …
انتخاب یک اینورتر …
باتری.
چگونه یک نیروگاه خورشیدی را اندازه می گیرید؟
چگونه یک منظومه شمسی را در 6 مرحله اندازه کنیم
مرحله 1: میانگین مصرف ماهانه کیلووات ساعت خود را تعیین کنید. …
مرحله 2: مصرف روزانه کیلووات ساعت خود را محاسبه کنید. …
مرحله 3: مقدار نور خورشیدی که پنل های خورشیدی شما دریافت می کنند را تخمین بزنید. …
مرحله 4: ناکارآمدی ها را در نظر بگیرید. …
مرحله 5: افست کامل یا جزئی؟ …
مرحله 6: تعداد پنل های خورشیدی مورد نیاز خود را تعیین کنید.
چگونه ظرفیت خورشیدی را محاسبه می کنید؟
شما می توانید با ضرب کردن انرژی ساعتی مورد نیاز خانوار خود در ساعات اوج نور خورشید در منطقه خود و تقسیم آن بر وات پنل، تعداد پنل های خورشیدی مورد نیاز خود را محاسبه کنید. از نمونه های کم وات (150 وات) و توان بالا (370 وات) برای تعیین محدوده استفاده کنید (مثلاً: 17-42 پانل برای تولید 11000 کیلووات ساعت در سال).
نکات فوری درباره کاربرد GIS برای نیروگاه خورشیدی
GIS چگونه در انرژی های تجدیدپذیر استفاده می شود؟
GIS می تواند در انواع پروژه های انرژی تجدیدپذیر مانند نقشه برداری از پتانسیل خورشیدی پشت بام ها و مناطق شهری با داده های LiDAR و مدل های سه بعدی برای تخمین تولید انرژی و صرفه جویی استفاده شود.
کاربرد GIS در انرژی های تجدیدپذیر چیست؟
GIS خورشیدی، بادی، زمین گرمایی | روند انرژی های تجدیدپذیر
GIS به شما این امکان را می دهد که تمام عوامل تأثیرگذار را به پروژه های انرژی بادی خود اضافه کنید: پتانسیل انرژی باد، کاربری زمین، تراکم جمعیت، فاصله تا جاده، شیب، تنوع زیستی، الزامات نظارتی و فاصله تا خطوط انتقال.
شکل کامل GIS در انرژی خورشیدی چیست؟
این مقاله کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) را برای نقشهبرداری از پتانسیل خورشیدی در ایالت کارناتاکا، هند مورد بحث قرار میدهد.
بهترین موقعیت جغرافیایی برای انرژی خورشیدی چیست؟
صحرای آتاکاما
به صحرای آتاکاما در شیلی خوش آمدید: برترین نقطه خورشیدی روی زمین، با تولید سالانه خورشیدی بیش از 9000 کیلووات ساعت از یک سیستم پانل خورشیدی مسکونی با اندازه متوسط (5 کیلووات). آتاکاما فلاتی در سمت غربی کوه های آند است و نواری از زمین به طول حدود 1000 کیلومتر (600 مایل) را می پوشاند.
ناسا چگونه از GIS استفاده می کند؟
سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) | داده های زمین
ناسا همچنین از ArcGIS Online Esri استفاده می کند – یک وب GIS مشترک که به کاربران امکان استفاده، ایجاد و اشتراک گذاری داده ها، لایه ها، نقشه ها، برنامه ها و محصولات تحلیلی را می دهد. محتوای عمومی ناسا شامل خدمات وب، داشبورد، نوت بوک و StoryMaps است.
GIS در گوگل ارث چیست؟
GIS (سیستم های اطلاعات جغرافیایی): Google Earth Pro
Google Earth قابلیت های جستجو و قابلیت حرکت، زوم، چرخش، و کج کردن نمای زمین را فراهم می کند. همچنین ابزارهایی برای ایجاد لایه های داده جدید ارائه می دهد.
آیا انرژی خورشیدی به مکان بستگی دارد؟
جایی که خورشیدی یافت می شود – اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده …
منابع انرژی خورشیدی بسته به مکان متفاوت است
عرض جغرافیایی، آب و هوا، و الگوهای آب و هوایی عوامل اصلی تأثیرگذار بر تابش نور هستند – میزان تابش خورشیدی دریافت شده در یک سطح معین در طول زمان مشخص.
مکانیابی نیروگاه خورشیدی با GIS
با توجه به سهم سوخت های فسیلی در برخی از مسائل جهانی مانند تخریب محیط زیست و گرمایش جهانی، منابع انرژی تجدیدپذیر جایگزین مناسبی برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای انرژی در آینده و دستیابی به توسعه پایدار هستند . از این نظر، انرژی خورشیدی یکی از منابع انرژی پاک، رایگان و فراوان است که میتواند تقاضای رو به رشد انرژی الکتریکی را در بسیاری از کشورها برآورده کند. انرژی خورشیدی معمولاً در تابش افقی جهانی (GHI) بیان می شود که به مقدار کل تابش موج کوتاه دریافتی از بالا توسط یک سطح افقی به زمین اشاره دارد. GHI شامل تابش عادی مستقیم (DNI) و تابش افقی منتشر (DHF) است. این اشکال انرژی را می توان در تولید برق از طریق سیستم انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) یا سیستم فتوولتائیک خورشیدی (PV) مورد استفاده قرار داد. در حالی که سیستمهای CSP DNI را جمعآوری و به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند ، سیستمهای فتوولتائیک خورشیدی (PV) جمعآوری و تبدیل DNI و DHI به انرژی الکتریکی میشوند.
فتوولتائیک خورشیدی (PV) به یکی از قابل اطمینانترین، کارآمدترین و سریعترین فناوریها برای تولید برق در سراسر جهان تبدیل شد. انگیزه این امر کاهش قابل توجه قیمت ماژول های PV است که بین سال های 2008 و 2014 به سرعت بیش از 80 درصد کاهش یافته است. این به نوبه خود منجر به رشد سریع تاسیسات سالانه سیستم های فتوولتائیک در سطح جهان شد. از این نظر، برآورد شد که ظرفیت تولید برق فتوولتائیک 34 درصد از کل ظرفیت تولید برق جدید نصب شده در سراسر جهان در سال 2018 را تشکیل میدهد .
کارایی سیستم تولید انرژی PV خورشیدی به طور کلی توسط تعدادی از متغیرهای فضایی تعیین می شود. به عنوان مثال، توان الکتریکی تولید شده از سیستم PV خورشیدی با مقدار تابش خورشیدی و مدت زمان تابش خورشید همبستگی مثبت دارد. در همین حال، توان الکتریکی تولید شده با افزایش دما و رطوبت نسبی به میزان قابل توجهی کاهش یافت. معمولاً افزایش دمای هوا منجر به افزایش دمای ماژول PV می شود که به نوبه خود باعث کاهش کارایی سیستم های PV می شود . به طور مشابه، افزایش رطوبت نسبی باعث کاهش جذب و نفوذ کلی اشعه های خورشید می شود . بنابراین، می توان استدلال کرد که مناطقی با میانگین دمای پایین تر، رطوبت نسبی متوسط کمتر و مدت زمان تابش آفتاب بیشتر برای مکان یابی سیستم های PV خورشیدی مطلوب تر هستند.
همچنین، توپوگرافی زمین براساس نقشه های DEM (دانلود DEM استان های ایران)، به ویژه شیب و جهت شیب (ویدئوی نقشه شیب در ArcGIS Pro)، ممکن است بر توزیع تابش خورشیدی در سطح زمین تأثیر بگذارد و پتانسیل های تولید انرژی الکتریکی را تعیین کند. در این راستا، گزارش شد که اثرات سایهزنی محلی زمین به دلیل شیب و جهت شیب زمین، نقش مهمی در اصلاح توزیع تابش خورشیدی ایفا میکند. بر این اساس، استدلال شد که عملکرد سیستمهای PV خورشیدی به طور کلی در مورد شیبهای مسطح یا ملایم کمتر از 5 درجه و شیبهای جنوب در نیمکره شمالی افزایش مییابد.
در همین حال، مقرون به صرفه بودن و هزینه های عملیاتی کم را می توان با سطح دسترسی بالا، به حداقل رساندن هزینه های ساخت و ساز سیستم های PV خورشیدی و به حداقل رساندن اتلاف برق در حین انتقال و جلوگیری از هزینه های مرتبط با گسترش خط انتقال جدید به دست آورد. برای این اهداف، سیستم های PV خورشیدی توصیه می شود در نزدیکی شبکه جاده های موجود، خطوط انتقال نیرو و سکونتگاه های انسانی قرار گیرند .
به طور کلی، این عوامل تعیینکننده فضایی و تأثیرات قابلتوجه آنها بر کارایی سیستمهای PV خورشیدی و توان تولیدی پتانسیل پتانسیلهای بالقوه سیستمهای اطلاعاتی (GISs) را در برنامهریزی و پیادهسازی سیستمهای PV خورشیدی به دلیل قابلیتهای آنها در زمینه جذب، مدیریت، برجسته کرد. مدل سازی، تجزیه و تحلیل و تغییر شکل داده های مکانی. GIS به طور مکرر برای حل مشکلات چند معیاره مرتبط با مکان یابی سیستم های PV خورشیدی استفاده شده است. لازم به ذکر است که کاربرد GIS در عرصه انرژی خورشیدی تنها به تجزیه و تحلیل مناسب بودن سیستم های PV خورشیدی محدود نمی شود، بلکه برای تخمین توان الکتریکی بالقوه ای که می تواند از این سیستم ها تولید شود نیز گسترش یافته است.
Mahmoud A. Hassaan, Ahmed Hassan, Hassan Al-Dashti,
GIS-based suitability analysis for siting solar power plants in Kuwait,
The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science,
Volume 24, Issue 3, Part 1,
2021,
Pages 453-461,
ISSN 1110-9823,
https://doi.org/10.1016/j.ejrs.2020.11.004.
(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1110982320303392)
تعیین مکانی نیروگاه خورشیدی با GIS و AHP
سیستمهای انرژی تجدیدپذیر به دلیل ویژگیهای سازگار با محیط زیست و سودآوری که دارند در دهههای اخیر به طور گسترده در سطح جهان به کار گرفته شدهاند. سیستم های انرژی PV بادی و خورشیدی دو مورد از سیستم های انرژی تجدیدپذیر پر استفاده در سطح جهان هستند. اگرچه همتایان خشکی به شدت ترجیح داده می شوند، سیستم های خورشیدی و بادی فراساحلی به دلایل متعدد اخیرا مورد توجه قرار گرفته اند. اولاً، سیستمهای PV بادی و خورشیدی فراساحلی از زمینهایی استفاده نمیکنند که در برخی کشورها ارزش بالایی دارند. به طور خاص، نیروگاه های فتوولتاییک خورشیدی در برخی موارد به زمین بیشتری نیاز دارند که می تواند منجر به مشکلات شود. دوم، تولید انرژی بیشتر و مطمئنتر را میتوان با بادهای پایدار بالاتری که در دریاها برای بادهای فراساحلی و با اثر خنککننده برای سیستمهای PV خورشیدی فراساحلی رخ میدهد، به دست آورد. تحقیقات اخیر همچنین بیان کردند که کارایی فنی تخمین زده شده مزارع بادی فراساحلی با افزایش سن در مقایسه با همتایان خشکی آنها کاهش نمی یابد. سوم، ظرفیت یک نیروگاه فتوولتائیک بادی و خورشیدی فراساحلی میتواند معادل یک نیروگاه حرارتی یا هستهای باشد که روی دریاها نصب شود. این سه دلیل اصلی به طور چشمگیری ظرفیت نصب شده نیروگاه های PV بادی و خورشیدی فراساحلی را در جهان افزایش داد. ظرفیت نصب شده بادی فراساحلی در سال 2018 حدود 23 گیگاوات بود، در حالی که در سال 2021 به 48 گیگاوات (شورای جهانی انرژی بادی، GWEC) (شورای جهانی انرژی بادی، n.d.) رسید. از سوی دیگر، نیروگاههای فتوولتائیک خورشیدی فراساحلی، تا کنون در سطح جهانی نصب تجمعی کمتری دارند (ایرنا، 2021 انرژی از دریا). نصب تجمعی فتوولتائیک خورشیدی فراساحلی تا سال 2018 1.1 گیگاوات بود، در حالی که در سال 2021 با 2.6 گیگاوات بیش از دو برابر شد. اقدامات کشورها در برابر تغییرات اقلیمی و بحران انرژی کنونی نشان میدهد که نصب نیروگاههای PV بادی و خورشیدی فراساحلی با سرعت بیشتری ادامه خواهد یافت (ایرنا، 2021 انرژی از دریا).
مطالعات متعددی در مورد انتخاب مکان مناسب برای باد دریایی در ادبیات وجود دارد. تعداد زیادی از پژوهش ها از یک راه حل تصمیم گیری چند معیاره مبتنی بر GIS فازی برای انتخاب مزرعه بادی دریایی استفاده کردند. علاوه بر این، مطالعات مربوط به انتخاب بهینه مزارع PV خورشیدی شناور نیز وجود دارد. برخی پژوهش ها یک تحلیل امکان سنجی برای یک نیروگاه PV شناور براساس داده های و پارامترهای جوی (ابزار مشاهده آنلاین اطلاعات جوی) در هند اعمال کرد.برخی دیگر از پژوهشگران از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی یا AHP برای تعیین مکانهای بهینه سایت برای مزارع PV خورشیدی فراساحلی استفاده کردند.
برای انجام مکانیابی یا دستیابی به انتخاب مکان مناسب برای سیستم های انرژی، ترکیبی از GIS-MCDM معمولا در ادبیات استفاده می شود. از آنجایی که GIS امکان تجسم و ایجاد بافر یا محدود کردن داده ها را فراهم می کند، مناطق محروم را می توان به راحتی تهیه کرد. با تعیین معیارها، محدودیتها و جایگزینهای درخواستی، میتوان از ترکیب GIS-MCDM برای یافتن راهحلهایی برای مسائل پیچیده مهندسی بهره برد. در بین روشهای MCDM، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) بیشتر به دلیل فرآیند اجرای آسانتر و کاربرد بالاتر برای تجزیه و تحلیلهای GIS ترجیح داده میشوند.
ارزیابی فازی بر اساس فاصله از راه حل میانگین (FEDAS) را می توان به عنوان روش جدیدتر از تکنیک های رایج در ادبیات فرض کرد. هدف FEDAS مقایسه جایگزین بین یکدیگر و یافتن بهترین جایگزین بر اساس فاصله گزینه ها از میانگین نمرات است. بنابراین، FEDAS برای انتخاب مکان یا روشهای مناسب در مسائل پیچیده در دهه گذشته شروع به استفاده کرد. مانند FAHP، FEDAS از مجموعههای فازی معمولی استفاده میکند که تصمیمات قوی و قابل اجرا آسانتری را ارائه میدهند. در محدوده مطالعه، FEDAS جایگزین ها و بهترین جایگزین را رتبه بندی می کند. در نهایت، مطالعه حاضر ترکیبی از دو تکنیک MCDM را برای انتخاب مکان مناسب HOPP، به طور همزمان ارائه میکند.
اگرچه مطالعاتی برای انتخاب مکان مناسب فتوولتائیک بادی و خورشیدی فراساحلی به طور جداگانه در ادبیات وجود دارد، مشخص شده است که در مورد مزارع خورشیدی و بادی دورساحلی هیبریدی وجود دارد. علاوه بر این، هیچ مطالعه ای در مورد انتخاب مکان مناسب بادی دور از ساحل و خورشیدی PV در مورد دریای مدیترانه برای ترکیه وجود ندارد. همچنین هیچ مقررات، قانون و یا هیچ کاربردی در مورد نصب سیستم های هیبریدی دریایی در ترکیه وجود ندارد. به منظور پر کردن این شکافها در ادبیات، این مطالعه یک روش متشکل از رویکرد تصمیمگیری چند معیاره و کاربرد GIS را پیشنهاد میکند.
Fatih Karipoğlu, Samet Ozturk, Burak Efe,
A GIS-based FAHP and FEDAS analysis framework for suitable site selection of a hybrid offshore wind and solar power plant,
Energy for Sustainable Development,
Volume 77,
2023,
101349,
ISSN 0973-0826,
https://doi.org/10.1016/j.esd.2023.101349.
(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0973082623002065)