پتانسیل‌سنجی و بررسی خصوصیات و پارامترهای انرژی باد مطالعه موردی: شهرستان دهلران

ماشین های کشاورزی

مقاله 15، دوره 9، شماره 1 - شماره پیاپی 17، 1398، صفحه 195-208   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.v9i1.64905

نویسندگان

احمد امیدی؛ رضا علیمردانی^* ؛ مجید خانعلی

گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

تعیین پتانسیل انرژی باد، اولین گام در مسیر مهار انرژی نهفته در آن محسوب می‌شود. در این تحقیق از اطلاعات باد منطقه دهلران با فواصل زمانی سه ساعته، استفاده گردید و برای پیش‌بینی احتمال وقوع سرعت‎های مختلف باد و نیز پتانسیل توان باد، از توابع ویبول و رایلی استفاده شد. بررسی میانگین سالانه سرعت باد طی دوره ده ساله نشان داد که در این مدت تغییرات میانگین سرعت دارای نوسان اندکی بوده و در ارتفاع 80 متری به ^1- ms5 رسیده است. بر اساس نتایج به‌دست آمده، بیشترین چگالی انرژی ماهیانه باد مربوط به ماه‌های گرم سال بود و در ارتفاع 80 متری به wm-2312 در ماه ژوئن ‌رسید. همچنین بیشترین میانگین سرعت ماهانه 62/4 و کمترین مقدار آن ^1-ms 241/2 به‌ترتیب در ماه ژوئن 2005 و نوامبر 2006 بود. به‌طور کلی، ماه‌های گرم سال به‌صورت معنی‌داری میانگین سرعت بیشتر و انحراف استاندارد کمتری نسبت به ماه‌های سرد سال داشته‌اند که می‌تواند بیانگر پتانسیل، ثبات و پایداری بالاتر انرژی در ایام گرم سال باشد. بررسی تغییرات روزانه، ماهانه و فصلی سرعت و نیز توان باد نشان داد که بیشترین چگالی انرژی هرکدام به‌ترتیب در ساعات گرم روز، ماه ژوئن و فصل تابستان بوده است. لذا می‌توان گفت که پتانسیل بالای انرژی باد منطقه با اوج مصرف برق کشور که در طول روز، ماه‌های گرم سال و فصل تابستان رخ می‌دهد و گاهی اوقات منجر به خاموشی‌های ناخواسته می‌شود، تقارن زمانی داشته است. لذا با احداث مزارع بادی در این مناطق علاوه بر افزایش سهم انرژی‌های تجدیدپذیر در سبد انرژی کشور می‌توان به پایداری و ثبات برق منطقه در ایام گرم سال کمک نمود. همچنین بررسی تغییرات جهت باد نشان داد که بیشترین فراوانی مربوط به جهت جنوب شرقی و سپس غربی و کمترین فراوانی باد در طی سال از سمت شمال شرقی و در مرتبه بعد شمالی بود.

کلیدواژه‌ها

انرژی باد؛ تابع توزیع ویبول؛ جهت باد؛ سرعت باد

مراجع

1. Akpinar, E. K. 2006. A statistical investigation of wind energy potential. Energy Sources 28 (9): 807-820.

2. Alamdari, P., O. Nematollahi, and M. Mirhosseini. 2012. Assessment of wind energy in Iran: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (1): 836-860.

3. Al-Mohamad, A., and H. Karmeh. 2003. Wind energy potential in Syria. Renewable Energy 28 (7): 1039-1046.

4. Carrillo, C., J. Cidras, E. Diaz-Dorado, and A. F. Obando-Montaño. 2014. An approach to determine the Weibull parameters for wind energy analysis: the case of Galicia (Spain). Energies 7 (4): 2676-2700.

5. Celik, A. N. 2004. A statistical analysis of wind power density based on the Weibull and Rayleigh models at the southern region of Turkey. Renewable Energy 29 (4): 593-604.

6. Cook, N. J. 2001. Discussion on modern estimation of the parameters of the Weibull wind speed distribution for wind speed energy analysis. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 89 (10): 867-869.

7. Council, G. W. E. 2009. Global wind 2008 report. Global Wind Energy Council, Brussels, Belgium, and Greenpeace, Amsterdam, The Netherlands.

8. Dabbaghiyan, A., F. Fazelpour, M. D. Abnavi, and M. A. Rosen. 2016. Evaluation of wind energy potential in province of Bushehr, Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews 55: 455-466.

9. Diaf, S., and G. Notton. 2013. Evaluation of electricity generation and energy cost of wind energy conversion systems in southern Algeria. Renewable and Sustainable Energy Reviews 23: 379-390.

10. Electric Power Industry Statistics, Available at http://amar.tavanir.org.ir.

11. Fazelpour, F., N. Soltani, S. Soltani, and M. A. Rosen. 2015. Assessment of wind energy potential and economics in the north-western Iranian cities of Tabriz and Ardabil. Renewable and Sustainable Energy Reviews 45: 87-99.

12. Gabbasa, M., K. Sopian, Z. Yaakob, M. R. F. Zonooz, A. Fudholi, and N. Asim. 2013. Review of the energy supply status for sustainable development in the Organization of Islamic Conference. Renewable and Sustainable Energy Reviews 28: 18-28.

13. Hennessey, J. P. 1977. Some Aspects of Wind Power Statistics. Journal of Applied Meteorology and Climatology 16: 119-128.

14. Jalalvand, M., H. Bakhoda, and M. Almasi. 2014. Evaluation and feasibility of wind power for supplying of agricultural electric pumps in Boroujerd area. Journal of Agricultural Machinery 4 (2): 368-377. (In Farsi).

15. Keyhani, A., M. Ghasemi-Varnamkhasti, M. Khanali, and R. Abbaszadeh. 2010. An assessment of wind energy potential as a power generation source in the capital of Iran, Tehran. Energy 35 (1): 188-201.

16. Khosroshahi, K. A., S. Jadid, and M. Shahidehpour. 2009. Electric power restructuring in Iran: achievements and challenges. The Electricity Journal 22 (2): 74-83.

17. Manwell, J. F., J. G. McGowan, and A. L. 2002. Wind energy explained: theory, design and application. John Wiley & Sons. Amherst, USA.

18. Mohammadi, K., O. Alavi, A. Mostafaeipour, N. Goudarzi, and M. Jalilvand. 2016. Assessing different parameters estimation methods of Weibull distribution to compute wind power density. Energy Conversion and Management 108: 322-335.

19. Mostafaeipour, A., A. Sedaghat, M. Ghalishooyan, Y. Dinpashoh, M. Mirhosseini, M. Sefid, and M. Pour-Rezaei. 2013. Evaluation of wind energy potential as a power generation source for electricity production in Binalood, Iran. Renewable Energy 52: 222-229.

20. Pishgar-Komleh, S. H., A. Keyhani, and P. Sefeedpari. 2015. Wind speed and power density analysis based on Weibull and Rayleigh distributions (a case study: Firouzkooh county of Iran). Renewable and Sustainable Energy Reviews 42: 313-322.

21. Salahi, B. 2004. A potential survey on wind energy and real probability fitting of wind incidence using Weibull distribution function in isometropia stations of Ardabil province. Geographical Researches 72. (In Farsi).

22. Sefeedpari, P., A. Keyhani, Sh. Pishgar-Komleh, M. Khanali, and A. Akram. 2016. Assessment of wind energy production with statistical analysis of wind characteristics. Iranian Journal of Biosystem Engineering 47 (3): 469-483. (In Farsi).

23. Sherbafian, N. 2008. Evaluating wind power potential and its effect on economy. Quarterly Energy Economics Review 5 (17): 113-140. (In Farsi).

24. Watts, D., N. Oses, and R. Perez. 2016. Assessment of wind energy potential in Chile: A project-based regional wind supply function approach. Renewable Energy 96: 738-755.

25. Yaniktepe, B., T. Koroglu, and M. M. Savrun. 2013. Investigation of wind characteristics and wind energy potential in Osmaniye, Turkey. Renewable and Sustainable Energy Reviews 21: 703-711.

26. Yue, C. D. and S. S. Wang. 2006. GIS-based evaluation of multifarious local renewable energy sources: a case study of the Chigu area of southwestern Taiwan. Energy Policy 34 (6): 730-742.