ارزیابی فضایی پتانسیل نصب صفحات خورشیدی با استفاده از روش های تصمیم گیری چندمعیاره (نمونۀ موردی: بخشی از ناحیۀ 2 منطقۀ 8 کلان شهر مشهد)

جغرافیاوتوسعه ناحیه ای

مقاله 5، دوره 16، شماره 2 - شماره پیاپی 31، اسفند 1397، صفحه 103-124   

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geography.v16i2.68945

نویسندگان

زهرا شیرزاد¹؛ مسعود مینائی^{* 1}؛ فؤاد مینائی²

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²دانشگاه تهران

چکیده

 اهداف: بهره ­گیری از انرژی­ های خورشیدی گام بسیار مؤثری در زمینة رسیدن به شهرهای پایدار و قابل سکونت­ تر است. از این رو، در پژوهش حاضر، پتانسیل ­سنجی سطوح پشتِ­بام ساختمان­ها جهت نصب صفحات خورشیدی در بخشی از ناحیۀ 2 منطقۀ 8 شهر مشهد بررسی شد.
روش: روش  تحقیق از نظر ماهیت، توصیفی- تحلیلی و از لحاظ هدف، کاربردی است. به منظور تجزیه و تحلیل داده­ها شامل (کاربری قطعات، ارتفاع ساختمان­ها، میزان جمعیت، درآمد بیست ­ساله، شیب و جهت شیب، توان پتانسیل، سایه ­اندازها، مساحت پشت­بام و میزان کیلووات تولیدی) از مد­ل­های تصمیم­ گیری چندمعیاره شامل مدل تحلیل سلسله ­مراتبی (AHP) و مدل میانگین­ گیری وزنی (OWA) استفاده شده است.
 نتایج/ یافته ­ها: نتایج حاصل از پژوهش نشان می­ دهد که از مجموع مساحت 923 قطعۀ ارزیابی ­شده در محدودۀ مورد مطالعه، نزدیک به 19 هزارمتر مربع از فضای پشت­بام­ها در بهترین شرایط جهت نصب صفحات خورشیدی قرار گرفته ­اند. این پتانسیل ارزشمند با توجه به سابقۀ تجاری-مسکونی منطقۀ مورد نظر و میزان مصرف بالای انرژی برق می­ تواند در تأمین و پایداری تولید انرژی مورد نیاز محدوده و حتی بیشتر از آن بسیار مؤثر باشد.

کلیدواژه‌ها

انرژی، سیستم های فتوولتائیک؛ صفحات خورشیدی؛ انرژی الکتریکی؛ منطقه 8؛ شهر مشهد

مراجع

1. احمدی، ه؛ مرشدی، ج؛ عظیمی، ف. (1395). مکانیابی نیروگاه‌های خورشیدی با استفاده از داده‌های اقلیمی و سامانة اطلاعات مکانی(مطالعة موردی: استان ایلام). فصل‌نامة سنجش از دور و سامانة اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 7 (1)، 57-41.

2. پورسیستانی، م؛ پورسیستانی، پ. (1392). بررسی کاربری سیستم‌های فتوولتائیک در استفاده از انرژی تجدیدپذیر خورشیدی در ساختمان‌ها. سومین کنفرانس بین‌المللی رویکردهای نوین در نگهداشت انرژی. تهران. صص. 10-1.

3. جعفری، ب. (1394). بررسی سیستم‌های فتوولتائیک در معماری نوین. همایش ملی عمران و معماری با رویکردی بر توسعة پایدار. فومن و رشت، دانشگاه آزاد اسلامی. صص. 13-1.

4. حاجیلو، ف؛ جلوخانی‌نیارکی، م. (1395). مکان‌یابی نیروگاه‌های بادی با استفاده از مدل ANP-OWA (مطالعة موردی: استان زنجان). نشریة علمی- پژوهشی علوم و فنون نقشه‌برداری، 6(1)، 86-73.

5. حسن‌زاده، ح؛ فرزاد، م. ع. (1390). امکان‌سنجی فنی و اقتصادی استفاده از سیستم ترکیبی فتوولتائیک و پیل سوختی جهت تولید همزمان برق و حرارت در یک واحد مسکونی در شرق ایران. نشریة انرژی ایران، 14(2)، 41-19.

6. حسینی‌گوهری، ا؛ شکوهی، ا؛ حکیم‌آذری، م. (1395). بررسی عوامل مؤثر در افزایش راندمان پانل‌های فتوولتائیک. کنفرانس بین‌المللی معماری، شهرسازی، عمران، هنر و محیط زیست؛ افق-های آینده، نگاه به گذشته. تهران. صص.7-1.

7. حق‌پرست‌کاشانی، آ؛ صالح‌ایزدخواست، پ؛ لاری، ح. ر. (1388). تدوین اطلس جامع GIS انرژی خورشیدی ایران بر اساس مدل تابش‌سنجی. بیست و چهارمین کنفرانس بین‌المللی برق. تهران. صص. 12-1.

8. حیدری، م. (1388). مکان‌یابی ساخت نیروگاه‌های خورشیدی در ایران. مجلة نفت و انرژی، 49، 37-24.

9. خاقانی، ج (1390). رابطة بین میزان جذب انرژی خورشیدی و ارتفاع در استان ایلام. گزارش نهایی طرح مصوب سازمان هواشناسی. صص 113-1.

10. رهنما، م؛ آقاجانی، ح؛ فتاحی، م. (1391). مکان‌یابی محل دفن زباله با ترکیب روش میانگین-گیری وزن‌دار ترتیبی (OWA) و GIS در مشهد..مجلة جغرافیا و مخاطرات محیطی، 3، 105-87.

11. رهنما، م؛ حیاتی، س؛ شیرزاد، ز؛ کاظمی، م؛ قنبری، م. (1396). تعیین اولویت احیاء بافت‌های فرسودة شهری با استفاده از روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره (نمونه: محلة سرشور مشهد). مجلة جغرافیا و توسعة فضای شهری، 4(1)، 39-23.

12. سال‌نامة هواشناسی. (1390).

13. سرشماری عمومی نفوس و مسکن. (1390).

14. سلیمی‌فر، م؛ مهدوی عادلی، م.ح؛ رجبی مشهدی، ح؛ قزلباش، ا. (1392). ارزیابی اقتصادی انرزی برق خورشیدی (فتوولتائیک) و برق فسیلی در یک واحد خانگی در شهرستان مشهد. فصل‌نامة علمی- پژوهشی اقتصادیِ کاربردی ایران، 2(8)، 136-115.

15. صمدایی، ع. (1393). گزارش پروژة پژوهشی امکان‌سنجی بکارگیری انرژی خورشید در تأمین انرژی الکتریکی به وسیلة سیستم فتوولتائیک. مازندران، سازمان نظام مهندسی ساختمان استان مازندران، 187-1.

16. عساکره، ع؛ غدیریان‌فر، م؛ شیخ‌داودی، م.ج. (1394). امکان‌سنجی تولید برق از پنل خورشیدی پشت‌بام در مناطق روستایی استان خوزستان. فصل‌نامة جغرافیا و توسعه، (43)، 132-113.

17. عشورنژاد، غ؛ پاک‌طینت، ه؛ درویشی‌بلورانی، ع. (1393). مدل‌سازی مکان بهینة استقرار پانل-های خورشیدی در پشت بام ساختمان‌ها با استفاده از GIS (مطالعة موردی حد واسط خیابان وصال تا خیابان قدس شهر تهران. مجلة جغرافیا و آمایش شهری- منطقه ای، (12)، 50-33.

18. فرجی‌سبکبار، ح. ع؛ پاک‌طینت‌مهدی‌آبادی، ه؛ رحیمی‌کیان، ا؛ عشورنژاد، غ. (1392). تناسب سنجی اراضی به منظور احداث مزارع فتوولتائیک به کمک تلفیق سیستم‌های جمع ساده وزنی و استنتاج فازی در ایران. مجلة پژوهش جغرافیای طبیعی، 45 (4)، 60-45.

19. فلاح، م؛ فرج‌زاده، م؛ اسلامی، ع.ر؛ سلطانی‌فر، ا. (1394). مکان‌یابی نیروگاه خورشیدی استان مازندران با تلفیق فرآیند تحلیل شبکه‌ای (ANP) و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS). سومین کنگرة بین المللی عمران، معماری و توسعة شهری. تهران. صص 8-1.

20. کمالی، غ. ع؛ مرادی، ا. (1385). تابش خورشیدی، اصول و کاربردها در کشاورزی و انرژی‌های نو. تهران: انتشارات پژوهشکدة هواشناسی.

21. کمانگر، م؛ نوحه‌گر، ا؛ صحراگرد، ن؛ آریانژاد، ح، بداغی، م. (1394). مکان‌یابی نیروگاه خورشیدی حرارتی جهت تأمین انرژی پایدار با استفاده از منطق فازی. نشریة انرژی ایران، 19(1)، 152-137.

22. موقری، ع؛ طاوسی، ت. (1392). امکان‌سنجی و پهنه‌بندی مکان‌های مستعد جهت استقرار پنل-های خورشیدی با تکیه بر فراسنج‌های اقلیمی در استان سیستان و بلوچستان. مجلة پژوهش‌های برنامه‌ریزی و سیاستگذاری انرژی، 1(1)، 114-99.

23. مهدوی‌عادلی، م. ح؛ سلیمی‌فر، م؛ قزلباش، ا. (1393). ارزیابی اقتصادی استفاده از انرژی برق خورشیدی (فتوولتائیک) و برق فسیلی در مصارف خانگی (مطالعة موردی: مجتمع سه واحدی در شهرستان مشهد). مجلة علمی- پژوهشی سیاست گذاری اقتصادی، 6(11)، 147-123.

24. نوحه‌گر، ا؛ کمانگر، م؛ کرمی، پ؛ احمدی دوست، ب. (1394). مکان‌یابی نیروگاه‌های خورشیدی حرارتی از طریق قاعده تصمیم‌گیری مکانی تاپسیس(مطالعة موردی: استان هرمزگان). فصل‌نامة آمایش محیط، 33، 44-25.

25. وفایی، ر. (1391). بررسی شیوه‌های طراحی سیستم‌های فتوولتائیک یکپارچه با ساختمان. اولین همایش ملی اندیشه‌ها و فناوری‌های نو در معماری. تبریز، صص. 80-69.

26. هاتفی‌اردکانی، مهدی؛ رضائی مقدم، محمد حسین (1394). کاربرد تصاویر ماهواره‌ای و GIS در امکان‌سنجی از انرژی خورشیدی برای تأمین سامانه‌های روشنایی (منطقة موردی: بزرگراه زنجان- تبریز). فصل‌نامة مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، 6 (21) ، 124-105.

27. یوسفی، ح؛ کسائیان، ع؛ رنجبران، پ؛ کتولی، م.ه. (1396). مروری بر معیارهای مکانی احداث نیروگاههای خورشیدی در ایران. نشریة علمی- ترویجی مهندسی نقشه‌برداری و اطلاعات مکانی، 8(2)، 38-25.

28. Basofi, A., Fariza, A., Ahsan, A. S., & Kamal, I. M. (2015). A comparison between natural and Head/tail breaks in LSI (Landslide susceptibility index) classification for landslide susceptibility mapping: A case study in Ponorogo, East Java, Indonesia. In 2015 International Conference on Science in Information Technology (ICSITech) (pp. 337-342). Yogyakarta, Indonesia: Institute of Electrical and Electronics Engineers.

29. Brandt, D. C. (2013). Rooftop solar capacity modeling using GIS within the city of Stillwater, MN. (Unpublished master's thesis), University of Wisconsin - River Falls Madison, WI.

30. Bryan, H., Rallapalli, H., Rasmussen, P., & Fowles, G. (2010). Methodology for estimating the rooftop solar feasibility on an urban scale. In R. Campbell-Howe (Ed.), 39th ASES National Solar Conference 2010, SOLAR 2010 (Vol. 1, pp. 476-505). Phoenix, AZ: American Solar Energy Society (ASES).

31. Choudhary, E., Aggarwal, D., Tomar, R. K., & Kumari, M. (2016). Assessment of solar energy potential on rooftops using GIS for installation of solar panels: A case study. Indian Journal of Science and Technology, 9(60), 1-4.

32. Fu, P., & Rich, P. M. (2002). A geometric solar radiation model with applications in agriculture and forestry. Computers and Electronics in Agriculture, 37(1), 25-35.

33. Gili, A., Álvarez, C., Bagnato, R., & Noellemeyer, E. (2017). Comparison of three methods for delineating management zones for site-specific crop management. Computers and Electronics in Agriculture, 139, 213-223.

34. Izquierdo, S., Rodrigues, M., & Fueyo, N. (2008). A method for estimating the geographical distribution of the available roof surface area for large-scale photovoltaic energy-potential evaluations. Solar Energy, 82(10), 929-939.

35. Jenks, G. F. (1967). The data model concept in statistical mapping. International Yearbook of Cartography, 7, 186-190.

36. Jiang, H., & Eastman, J. R. (2000). Application of fuzzy measures in multi-criteria evaluation in GIS. International Journal of Geographical Information Science, 14(2), 173-184.

37. Kahraman, C., Cebeci, U., & Ulukan, Z. (2003). Multi-criteria supplier selection using fuzzy AHP. Logistics Information Management, 16(6), 382-394.

38. Khan, F. (2012). An initial seed selection algorithm for k-means clustering of georeferenced data to improve replicability of cluster assignments for mapping application. Applied Soft Computing, 12(11), 3698-3700.

39. Li, D. (2013). Using GIS and remote sensing techniques for solar panel installation site selection (Unpublished master's thesis). University of Waterloo, Waterloo, Canada.

40. Schurman, P. (2011). Manual of harmonic analysis and prediction of tides. Washington, DC: United States Government Printing Office.