%46تخفیف

پتانسیل­سنجی استحصال انرژی بادی براساس شاخص­های زیست­محیطی در خراسان جنوبی

تعداد145صفحه در فایل word

گروه محیط­زیست

کارشناسی ارشد

رشته مهندسی منابع طبیعی _ محیط­زیست

(گرایش ارزیابی و آمایش سرزمین)

 

 

پتانسیل­سنجی استحصال انرژی بادی براساس شاخص­های زیست­محیطی در خراسان جنوبی

چکیده

با توجه به تحولات انرژی، روند رو به کاهش سوخت­های فسیلی و افزایش آلودگی­های محیط­زیستینیاز به استفاده از انرژی­های تجدیدپذیر بیش ­از پیش مطرح است و در این میانانرژی بادی به دلیل فراوانی، آلودگی بسیار ناچیز محيط­زيستي و صرفه اقتصادی بالا به عنوان یکی از بهترین انرژی­های پاک در استان خراسان­جنوبی مطرح می­باشد. یکی از مهم­ترین مسائل در استفاده از انرژی بادی، جانمایی صحیح مکان­های مناسب استحصال از انرژی بادی به منظور تولید برق می­باشد. مکان­یابی صحیح مناطق مناسب احداث نیروگاه­های بادی بر اساس اصول و معیارهای توسعه پایدار محیط­زیستی می­تواند علاوه بر صرفه اقتصادی و اشتغالزایی، به یک منبع ارزان و تمام نشدنی انرژی منجر شود و هم­چنین می­تواند اطلاعات پایه در جهت جذب سرمایه­گذاری داخلی و خارجی به منظور استفاده از برق بادی را فراهم آورد. در این پژوهش 16 لایه اطلاعاتی شامل : سرعت باد، دما، ارتفاع، شیب، فاصله از شهر و روستا، فاصله از راه اصلی و فرعی، فاصله از فرودگاه و مناطق حفاظت­شده، کاربری اراضی، فاصله از رودخانه، چاه-چشمه و قنات، شتاب زلزله و فاصله از گسل اصلی بعنوان معیارهای تصمیم­گیری تعیین شد. سپس با استفاده از روش­های تصمیم­گیری چند­معیاره در محیط GISمدل­سازی مکان­های مناسب استحصال انرژی بادی صورت گرفت. در ابتدا معیارها براساس دو روش AHPو Fuzzyطبقه­بندی گردید و وزن هر طبقه تعیین شد. سپس نقشه­های طبقه­بندی شده به طور جداگانه در دو روش کاربردی تلفیق گردید و در نهایت دو نقشه نهایی با یکدیگر مقایسه شد. نقشه نهایی پتانسیل­سنجیانرژی بادی به 6 کلاس نامناسب، خیلی ضعیف، ضعیف، متوسط، خوب و عالی پهنه­بندی گشت. نتایج نشان داد که بهترین مناطقکه در طبقه عالی قرار می­گیرند، شامل زیرکوه قائن، شرق درمیان، شرق سربیشه، شمال خوسف و شرق دیهوک می­باشد. باتوجه به محاسبات انجام شده از کل مساحت منطقه مطالعاتی 3/3 درصد در روش AHPو 5/4 درصد در روش فازی، پتانسیل عالی استفاده از انرژی بادی جهت تولید برق را دارند. هم­چنین درصد انطباق نقشه­ها در دو روش کاربردی 2/54 درصد محاسبه شد. در نهایت منطقه­ای واقع در شمال غربی خوسف به عنوان بهترین منطقه جهت احداث نیروگاه بادی پیشنهاد گردید.

کلمات کلیدی : برق بادی، مکان­یابی، GIS، AHP،Fuzzy

 

 

فهرست مطالب

فصلاول : مقدمهوکلیات 2

1-1- مقدمه 2

1-1-1- سوالاتمطرحشدهدرتحقیق 3

1-2- انرژی 3

1-2-1- اشکالانرژی 3

1-2-1-1- مقایسهبینمنابعانرژیتجدیدپذیروتجدیدناپذیر 3

1-2-2- انواعانرژیتجدیدپذیر 4

1-2-2-1- مقایسهکلیانرژی­هایتجدیدپذیر 5

1-3- انرژیبادی 5

1-3-1- تحلیلاقتصادیانرژیبادی 5

1-3-2- انرژیبادیدرجهانوایران 6

1-3-3- مکانیسماستفادهازانرژیبادی 7

1-3-4- توربینبادیجهتاستحصالنیرویباد 7

1-3-4-1-  انواعتوربین 8

1-3-5- کاربردهایانرژیبادی 9

فصلدوم : مروریبرمنابعوتاریخچه 11

2-1- مقدمه 11

2-1-1- تاریخچهاستفادهازانرژیباد 11

2-1-2- پتانسیلانرژیبادیدرایران 14

2-2- بررسیمطالعاتانجامشده 15

2-2-1- مطالعاتانجامشدهدرجهان 15

2-2-2- مطالعاتانجامشدهدرایران 16

فصلسوم : موادوروش­ها 22

3-1- مقدمه 22

3-1-1- معرفیمنطقهمطالعاتی 23

3-2- لایه­هایاطلاعاتیمورداستفاده 24

3-2-1- آماده­سازیلایه­ها 26

3-2-1-1- سرعتباد 26

3-2-1-2- دما 33

3-2-1-3- ارتفاع 37

3-2-1-4- شیب 38

3-2-1-5- فاصلهازشهرو روستا 39

3-2-1-6- فاصلهازراه­های اصلی و فرعی 41

3-2-1-7- فاصلهازفرودگاه 42

3-2-1-8- فاصلهازمناطقحفاظت­شدهوپناهگاه­حیات­وحش 43

3-2-1-9- کاربریاراضی 44

3-2-1-10- فاصلهازآب­هایزیرزمینی 45

3-2-1-11- فاصلهازرودخانه­ها 46

3-2-1-12- فاصلهازگسل 47

3-2-1-13- شتابزلزله 48

3-3- اعمالممنوعیتبررویلایه­ها 48

3-4- اجرایمدل­هایبهکارگرفتهشده 50

3-4-1- مدلتحلیلسلسلهمراتبی 50

3-4-1-1- مراحلفرآيندتحليلسلسلهمراتبي 51

3-4-1-2- سازگاريدرقضاوت‌ها 53

3-4-2- مدلفازی 54

3-4-2-1- عملگرهایفازی 54

3-5- استانداردسازینقشه­هاومحاسبهدرصدانطباق 56

فصلچهارم : نتایج 58

4-1- مقدمه 58

4-2- نتایجبدستآمدهدرروشAHP 58

4-2-1- مقایسهزوجیمعیارها،زیرمعیارهاوگزینه­هابهمنظورتعیینوزنآن 58

4-2-2- طبقه­بندینقشه­هامطابقروشAHP 63

4-2-3- تلفیقنقشه­هادرروشAHP 79

4-3- نتایجبدستآمدهدرروشFuzzy 82

4-3-1- تعیینوزنگزینه­هادرروشFuzzy 82

4-3-2- طبقه­بندینقشه­هامطابقروشFuzzyوتعییننوعتابعفازی 85

4-3-3- تلفیقنقشه­هادرروشFuzzy 102

4-4-پیشنهادمنطقهمناسب 104

4-4-1- تحلیلهزینهمنفعتنیروگاه در منطقه پیشنهادی 106

4-4-1-1- برآورد هزینهاحداث 106

4-4-1-2- برآوردخروجیتوربین 106

4-4-2-مساحتموردنیازبرایاحداثتوربینبادی 109

فصلپنجم : بحثونتیجه­گیری 110

5-1- نتیجه­گیری 111

5-1-1- محاسبهدرصدانطباقدردومدلAHPوFuzzy 113

5-2- پیشنهادات 114

منابع 115

چکیده انگلیسی 121

 

فهرست جداول

جدول 1-1- مقایسهکلیبینانواعمنابعانرژیتجدیدپذیر 5

جدول 3-1- منبعلایه­هایاطلاعاتی 26

جدول 3-2- مقدارمیانگینسالانهسرعتباددرایستگاه­هایهواشناسیموردمطالعه 29

جدول 3-3-  تاثیرتابعحذفروندبررویمیزانخطا 30

جدول 3-4- میزانخطادرسمی­واریوگرام­هایانتخابی 32

جدول 3-5- پارامترهایمدلتغییرنمایسرعتبادبههمراهشاخص­هایارزیابیمدل 32

جدول 3-6- مقدارمیانگینسالانهدمادرایستگاه­هایهواشناسیموردمطالعه 34

جدول 3-7- میزانخطادرسمی­واریوگرام­هایانتخابی 34

جدول 3-8- تاثیرتابعحذفروندبررویمیزانخطا 35

جدول 3-9- پارامترهایمدلتغییرنمایدمابههمراهشاخص­هایارزیابیمدل 36

جدول 3-10- میزانممنوعيتارائهشدهبرایهرمعیار 49

جدول 3-11- ارزش­گذاریشاخص­هانسبتبههم 52

جدول 4-1- مقایسهزوجیمعیارهانسبتبههدف 58

جدول 4-2- مقایسهزوجیزیرمعیارهایاقلیمی 59

جدول 4-3- مقایسهزوجیزیرمعیارهایطبیعی 59

جدول 4-4- مقایسهزوجیزیرمعیارهایاقتصادی_اجتماعی 60

جدول 4-5- مقایسهزوجیزیرمعیارهایمحیط­زیستی 60

جدول 4-6- مقایسهزوجیزیرمعیارهایزمین­شناسی 60

جدول 4-7- وزنمحاسبهشدهگزینه­هایهرزیرمعیاردرروشAHP 62

جدول 4-8- کلاس­بندینهایینقشه­هادرروشAHP 81

جدول 4-9- وزنگزینه­هادرمعیارهایاقلیمی 82

جدول 4-10- وزنگزینه­هادرمعیارهایطبیعی 82

جدول 4-11- وزنگزینه­هادرمعیارهایزمین­شناسی 83

جدول 4-12- وزنگزینه­هادرمعیارهایاقتصادی_اجتماعی 83

جدول 4-13- وزنگزینه­هادرمعیارهایمحیط­زیستی 84

جدول 4-14- کلاس­بندینهایینقشه­هادرروشFuzzy 103

جدول4-15- تحلیلهزینهاحداثتوربینبادی 106

جدول4-16-محاسبهخروجیتوربین 108

جدول4-17- محاسبهدرآمدنیروگاه 109

جدول4-18- مساحتموردنیازبرایاحداثتوربین 109

جدول 5-1- ماتریسمیزانانطباقطبقاتدردوروشکاربردی 113

 

 

فهرست اشکال

شکل 1-1- نیروهای آیرودینامیکی موثر بر جریان هوا 8

شکل 1-2- انواع توربین بادی از لحاظ جهت چرخش 9

شکل 2-1- نیروگاه بادی بینالود 13

شکل 2-2- نیروگاه بادی منجیل 13

شکل 2-3- نیروگاه بادی کهک 14

شکل 3-1- دیاگرام مراحل تحقیق 22

شکل 3-2- نقشه مرز تقسیمات سیاسیاستان خراسان­جنوبی در سطح کشور 23

شکل 3-3- نمودار معیارها و زیرمعیارهای کاربردی در مکان­یابی نیروگاه­های بادی 25

شکل 3-4- نقشه ایستگاه­های سینوپتیک محدوده مطالعاتی 28

شكل 3-5- عدم روند داده­های سرعت 31

شکل 3-6- نقشه سرعت تولید شده با روش زمین آمار و میان­یابی کریجینگ 33

شکل 3-7- عدم روند داده­های سرعت 35

شکل 3-8- نقشه دمایی تولید شده با روش زمین آمار و میان­یابی کریجینگ 36

شکل 3-9- نقشه مدل رقومی ارتفاعی محدوده مطالعاتی 37

شکل 3-10- نقشه شیب محدوده مطالعاتی 38

شکل 3-11- نقشه شهرهای موجود در محدوده مطالعاتی 40

شکل 3-12- نقشه روستاهای موجود در محدوده مطالعاتی 40

شکل 3-13- نقشه راه­های ارتباطی موجود در محدوده مطالعاتی 41

شکل 3-14- نقشه فرودگاه موجود در محدوده مطالعاتی 42

شکل 3-15- نقشه مناطق حفاظت­شده و پناهگاه­ حیات­وحش موجود در محدوده مطالعاتی 43

شکل 3-16- نقشه کاربری اراضی محدوده مطالعاتی 44

شکل 3-17- نقشه آب­های زیرزمینی محدوده مطالعاتی 45

شکل 3-18- نقشه رودخانه­های موجود در محدوده مطالعاتی 46

شکل 3-19- نقشه گسل­های اصلی موجود در محدوده مطالعاتی 47

شکل 3-20- نقشه شتاب زلزله محدوده مطالعاتی 48

شکل 3-21- نقشه اعمال ممنوعیت در محدوده مطالعاتی 50

شکل 3-22- نمودار تحلیل سلسله مراتبی مکان­یابی نیروگاه­های بادی 51

شکل 4-1- وزن  معیارها در مکان­یابی نیروگاه­های بادی 59

شکل 4-2- وزن  زیرمعیارها در مکان­یابی نیروگاه­های بادی 61

شکل 4-3- طبقات سرعت در روش AHP 64

شکل 4-4- طبقات دما در روش AHP 65

شکل 4-5- طبقات ارتفاع در روش AHP 66

شکل 4-6- طبقات شیب در روش AHP 67

شکل 4-7- طبقات فاصله از شهر در روش AHP 68

شکل 4-8- طبقات فاصله از روستا در روش AHP 69

شکل 4-9- طبقات فاصله از راه اصلی در روش AHP 70

شکل 4-10- طبقات فاصله از راه فرعی در روش AHP 71

شکل 4-11- طبقات فاصله از فرودگاه در روش AHP 72

شکل 4-12- طبقات فاصله از مناطق حفاظت­شده و پناهگاه­ حیات­وحش در روش AHP 73

شکل 4-13- طبقات کاربری اراضی در روش AHP 74

شکل 4-14- طبقات فاصله از رودخانه در روش AHP 75

شکل 4-15- طبقات فاصله از قنات در روش AHP 76

شکل 4-16- طبقات فاصله از چاه و چشمه در روش AHP 77

شکل 4-17- طبقات فاصله از گسل در روش AHP 78

شکل 4-18- طبقات شتاب زلزله در روش AHP 79

شکل 4-19- نقشه نهایی مکان­یابی نیروگاه­های بادی در روش AHP 80

شکل 4-20- طبقه­بندی نقشه نهایی مکان­یابی نیروگاه­های بادی در روش AHP 81

شکل 4-21- تابع فازی سرعت باد 86

شکل 4-22- طبقات سرعت در روش Fuzzy 86

شکل 4-23- تابع فازی دما 87

شکل 4-24- طبقات دما در روش Fuzzy 87

شکل 4-25- تابع فازی ارتفاع 88

شکل 4-26- طبقات ارتفاع در روش Fuzzy 88

شکل 4-27- تابع فازی شیب 89

شکل 4-28- طبقات شیب در روش Fuzzy 89

شکل 4-29- تابع فازی فاصله از شهر 90

شکل 4-30- طبقات فاصله از شهر در روش Fuzzy 90

شکل 4-31- تابع فازی فاصله از روستا 91

شکل 4-32- طبقات فاصله از روستا در روش Fuzzy 91

شکل 4-33- تابع فازی فاصله از راه اصلی 92

شکل 4-34- طبقات فاصله از راه اصلی در روش Fuzzy 92

شکل 4-35- تابع فازی فاصله از راه فرعی 93

شکل 4-36- طبقات فاصله از راه فرعی در روش Fuzzy 93

شکل 4-37- تابع فازی فاصله از فرودگاه 94

شکل 4-38- طبقات فاصله از فرودگاه در روش Fuzzy 94

شکل 4-39- تابع فازی فاصله از مناطق حفاظت­شده و پناهگاه حیات­وحش 95

شکل 4-40- طبقات فاصله از مناطق حفاظت­شده و پناهگاه حیات­وحش در روش Fuzzy 95

شکل 4-41- تابع فازی کاربری اراضی 96

شکل 4-42- طبقات کاربری اراضی در روش Fuzzy 96

شکل 4-43- تابع فازی فاصله از رودخانه 97

شکل 4-44- طبقات فاصله از رودخانه در روش Fuzzy 97

شکل 4-45- تابع فازی فاصله از قنات 98

شکل 4-46- طبقات فاصله از قنات در روش Fuzzy 98

شکل 4-47- تابع فازی فاصله از چاه و چشمه 99

شکل 4-48- طبقات فاصله از چاه و چشمه در روش Fuzzy 99

شکل 4-49- تابع فازی فاصله از گسل 100

شکل 4-50- طبقات فاصله از گسل در روش Fuzzy 100

شکل 4-51- تابع فازی شتاب زلزله 101

شکل 4-52- طبقات شتاب زلزله در روش Fuzzy 101

شکل 4-53- نقشه نهایی مکان­یابی نیروگاه­های بادی در روش Fuzzy 102

شکل 4-54- طبقه­بندی نقشه نهایی مکان­یابی نیروگاه­های بادی در روش Fuzzy 103

شکل 4-55- منطقه پیشنهادی 105

شکل 4-56- نمودار مقدار توان خروجی به ازای سرعت باد 107

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo