امکان‌سنجی و مکان‌یابی نصب سامانه روشنایی جاده‌ای با استفاده از انرژی باد در استان کرمانشاه

ماشین های کشاورزی

مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ، انتشار آنلاین از تاریخ 17 خرداد 1404   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.2025.91098.1319

نویسندگان

بهروز دوستی؛ عباس عساکره^*

گروه مهندسی بیوسیستم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

بهره‌برداری مؤثر از مراکز خدمات‌رسانی بین‌راهی و حمل به‌موقع و ایمن کالاها، نیازمند وجود راه‌هایی با سیستم روشنایی و تجهیزات ایمنی مناسب است. استفاده از انرژی باد با نصب توربین‌های بادی در حاشیه جاده‌ها، یک راهکار امیدوارکننده در راستای افزایش ایمنی و تسهیل حمل و نقل جاده‌ای مبتنی بر انرژی پایدار، پاک و تجدیدپذیر با حداقل اثرات زیست‌محیطی به‌شمار می‌رود. هدف این مطالعه، ارزیابی پتانسیل انرژی باد برای تولید برق سیستم روشنایی جاده‌ها و اولویت‌بندی شهرستان‌های استان کرمانشاه برای نصب سامانه روشنایی مبتنی بر انرژی باد است. با استفاده از اطلس باد، مناطق با پتانسیل باد بالا در محدوده ۳ کیلومتری جاده‌ها شناسایی شدند که در نتیجه، ۴۶ نقطه در استان کرمانشاه شناسایی گردید و تحلیل‌های مکان‌یابی بر اساس این نقاط انجام شد. سپس شهرستان‌های استان کرمانشاه بر اساس معیارهای مختلف شامل پتانسیل انرژی باد، فاصله از جاده‌ها، حجم ترافیک، فاصله از خطوط برق فشار قوی، فاصله از مناطق حفاظت‌شده، نوع کاربری اراضی، فاصله از رودخانه و مناطق در معرض سیل، فاصله از گسل‌ها، فاصله از مناطق مسکونی و شیب زمین، با استفاده از روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره جهت نصب سیستم روشنایی جاده‌ای مبتنی بر انرژی باد اولویت‌بندی شدند. نتایج نشان دادند که پتانسیل انرژی باد، حجم ترافیک و فاصله از جاده‌ها بیشترین اهمیت را در تعیین مکان نصب سامانه روشنایی دارند. شهرستان‌های کرمانشاه، سنقر و روانسر به‌ترتیب در اولویت نصب سامانه روشنایی با توربین بادی قرار گرفتند، در حالی‌که شهرستان‌های قصر شیرین و سرپل ذهاب در رتبه‌های پایین‌تری قرار گرفتند.

کلیدواژه‌ها

اطلس انرژی باد؛ ترافیک؛ تصمیم‌گیری چندمعیاره؛ توربین باد؛ سامانه روشنایی جاده‌ای؛ سیستم اطلاعات جغرافیایی

مراجع

1. Abbasi, M., Monazzam Esmaielpour, M. R., Akbarzadeh, A., Zakerian, S. A., & Ebrahimi, M. H. (2015). Investigation of the Effects of Wind Turbine Noise Annoyance on the Sleep Disturbance Among Workers of Manjil Wind Farm. Journal of Health & Safety at Work, 5(3), 51-62. (in Persian with English abstract). http://jhsw.tums.ac.ir/article-1-5303-fa.html
2. Alayat, M. M., Kassem, Y., & Çamur, H. (2018). Assessment of Wind Energy Potential as a Power Generation Source: A Case Study of Eight Selected Locations in Northern Cyprus. Energies, 11(10), 2697. https://doi.org/10.3390/en11102697
3. Ali, N. M., & Ammari, H. (2022). Design of a Hybrid Wind-Solar Street Lighting System to Power LED Lights on Highway Poles. AIMS Energy, 10(2), 177-190. https://doi.org/10.3934/energy.2022010
4. Al-Yahyai, S., Charabi, Y., Gastli, A., & Al-Badi, A. (2012). Wind Farm Land Suitability Indexing Using Multi-criteria Analysis. Renewable Energy, 44, 80-87. https://doi.org/10.1016/j.renene.2012.01.004
5. Arnette, A. N., & Zobel, C. W. (2011). Spatial Analysis of Renewable Energy Potential in the Greater Southern Appalachian Mountains. Renewable Energy, 36(11), 2785-2798. https://doi.org/10.1016/j.renene.2011.04.024
6. Asakereh, A. (2014). Implementation of fuzzy multiple-criteria decision support system for prioritizing and selecting the appropriate areas for developing some of renewable energies in Shoeibieh region using GIS. PhD thesis, Tehran University. (in Persian with English abstract).
7. Asakereh, A., Omid, M., Alimardani, R., & Sarmadian, F. (2015). Investigating Potential of Wind Energy in Mahshahr, Iran. Wind Engineering, 39(4), 369-384. https://doi.org/10.1260/0309-524x.39.4.369
8. Asgharpour, M. J. (2023). Multi-criteria decision making (20th ed.). Tehran: University of Tehran Press. ISBN 978-964-03-3220-7. (in Persian).
9. Bafkar, A., Azari, A., & Ahmadi, M. (2012). Estimation of Wind Energy and its Application for the Site Selection of Wind Power Plant in Kermanshah Province. Journal of Meteorological Organization, 36, 11-24. (in Persian). https://nivar.irimo.ir/article_13190.html
10. Bennui, A., Rattanamanee, P., Puetpaiboon, U., Phukpattaranont, P., & Chetpattananondh, K. (2007). Site selection for large wind turbine using GIS. In PSU-UNS International Conference on Engineering and Environment (pp. 561-566). Phuket, Thailand
11. Esfahani, I. J., Ifaei, P., Kim, J., & Yoo, C. (2016). Design of Hybrid Renewable Energy Systems with Battery/Hydrogen Storage Considering Practical Power Losses: a MEPoPA (Modified Extended-Power Pinch Analysis). Energy, 100, 40-50. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.01.074
12. Ghobadian, B., Najafi, G., Rahimi, H., & Yusaf, T. F. (2009). Future of Renewable Energies in Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13(3), 689-695. https://doi.org/10.1016/j.rser.2007.11.010
13. Gorsevski, P. V., Cathcart, S. C., Mirzaei, G., Jamali, M. M., Ye, X., & Gomezdelcampo, E. (2013). A Group-Based Spatial Decision Support System for Wind Farm Site Selection in Northwest Ohio. Energy Policy, 55, 374-385. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2012.12.013
14. Hasnaki, N. (2018). Technical and Economic Feasibility Study of Heat and Power Production in Karoon Sugar Factory Using a Hybrid System of Biomass, Photovoltaic, and Natural Gas. MSc Thesis. Shahid Chamran university of Ahvaz, Ahvaz, Iran. (in Persian with English abstract).
15. Hatefi Ardekani, M., & Rezaei Moghaddam, M. H. (2016). Application of Satellite Images and GIS in the Feasibility of the Use of Solar Energy for Providing Lighting Systems (Case Study: Zanjan-Tabriz Highway). Arid Regions Geographic Studies, 6(21), 105-124. (in Persian with English abstract). https://jargs.hsu.ac.ir/article_161398.html?lang=en
16. Ibrahim, Z., & Asari, A. R. (2019). The Development of Wind Power Energy for Lighting System in the Highway. Malaysian Journal of Industrial Technology, 2(1), 1-6.
17. Jafari, H. R., Azizi, A., Nasiri, H., & Abedi, S. (2013). Analysis of Land Suitability to Locate Wind Power Plant in Ardabil Province Using AHP and SAW Methods in GIS Environment. Journal of Environmental Science and Technology, 15(2), 23-41. (in Persian with English abstract). https://sanad.iau.ir/Journal/jest/Article/839048
18. Jelokhani Niyaraki, M., & Hajiloo, F. (2016). Site Selection for Wind Power Plants Using ANP-OWA Model (Case Study of Zanjan Province, Iran). Journal of Geomatics Science and Technology, 6(1), 73-86. (in Persian with English abstract). https://jgst.issgeac.ir/article-1-424-en.html
19. Keyhani Nasab, F., Mesri Gundoshmian, T., & Zargar Ershadi, Sh. (2018). Potential Assessment of Wind Power as a Source of Electricity Production in the City of Parsabad, Iran. Journal of Agricultural Machinery, 8(2), 449-461. (in Persian). https://doi.org/10.22067/jam.v8i2.64742
20. Khare, V., Nema, S., & Baredar, P. (2016). Solar–Wind Hybrid Renewable Energy System: A Review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 58, 23-33. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.223
21. Kumar, M., & Samuel, C. (2017). Selection of Best Renewable Energy Source by Using VIKOR Method. Technology and Economics of Smart Grids and Sustainable Energy, 2, 1-10. https://doi.org/10.1007/s40866-017-0024-7
22. Momeni, M. & Sharifi Salim, A. (2017). Multi-attribute decision-making models and software. Third edition. Moalef Press, Tehran. (in Persian).
23. Momeni, M. (2022). New topics in operations research, Tehran University Press, Tehran. (in Persian).
24. Morshedi, J., Borna, R., Asgharipour, A., Ahmadi, H., & Zaheri, A. (2011). Wind Power Plants Site Selection Using Analytical Hierarchy Process (AHP) in GIS Environment. Geographic Information and Remote Sensing in Planning, 1(2), 97-111. (in Persian with English abstract).
25. Noorollahi, Y., Yousefi, H., & Mohammadi, M. (2016). Multi-criteria Decision Support System for Wind Farm Site Selection Using GIS. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 13, 38-50. https://doi.org/10.1016/j.seta.2015.11.007
26. Omidi, A., Alimardani, R., A., & Khanali, M. (2019). Study of Potential, Characteristics and Parameters of the Wind Energy Case study: Dehloran County. Journal of Agricultural Machinery, 9(1), 195-208. (in Persian). https://doi.org/10.22067/jam.v9i1.64905
27. Oral, F. (2023). Use of Small‐Scale Wind Turbines in Road Lighting. Light & Engineering, 31(3), 109-117. https://doi.org/10.33383/2022-118
28. Rafati, S., Daliri, A, & Karimi, M. (2019). Wind Energy Economic Assessment and Performance of Wind Turbines in Kermanshah Province with Climatic Considerations. Journal of Spatial Planning,23(2), 195-216. (in Persian with English abstract). http://dorl.net/dor/20.1001.1.16059689.1398.23.2.7.0
29. Rediske, G., Burin, H. P., Rigo, P. D., Rosa, C. B., Michels, L., & Siluk, J. C. M. (2021). Wind Power Plant Site Selection: A Systematic Review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 148, 111293. https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111293
30. Rezaei, H., Karimi, M., & Shakeri, F. (2021). Site Selection of Wind Farms in Semnan Province by Using AHP Method. Journal of Environmental Science and Technology, 22(12), 51-64. (in Persian with English abstract). https://sanad.iau.ir/Journal/jest/Article/837086
31. San Cristóbal, J. R. (2011). Multi-criteria Decision-making in the Selection of a Renewable Energy Project in Spain: The Vikor Method. Renewable Energy, 36(2), 498-502. https://doi.org/10.1016/j.renene.2010.07.031
32. Soleymani, M., Keyhani, A., & Omid, M. (2018). Life Cycle Assessment, Ethanol, Sugarcane, Biofuel. Agricultural Engineering, 40(2), 13-27. (in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22055/agen.2018.15602.1213
33. Wadi, M., Shobole, A., Tur, M. R., & Baysal, M. (2018). Smart hybrid wind-solar street lighting system fuzzy based approach: Case study Istanbul-Turkey. In 2018 6^th International Istanbul Smart Grids and Cities Congress and Fair (ICSG) (pp. 71–75). IEEE.
34. Xu, Y., Li, Y., Zheng, L., Cui, L., Li, S., Li, W., & Cai, Y. (2020). Site Selection of Wind Farms Using GIS and Multi-criteria Decision Making Method in Wafangdian, China. Energy, 207, 118222. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118222