ارزیابی فنی-اقتصادی نیروگاه های فتوولتائیک خورشیدی در استان گیلان
محورهای موضوعی : محیط زیست و انرژی
میر حامد حاکم زاده
1
,
شهرام شریفی
2
,
هانیه میربلوکی
3
,
طوبی عابدی
4
,
شمیم مقدمی خمامی
5
,
سید جواد موسوی
6
*
1 - گروه مطالعات انرژی، پژوهشکده محیط زیست جهاد دانشگاهی، رشت، ایران
2 - گروه مطالعات ناحیه ای، پژوهشکده محیط زیست جهاد دانشگاهی، رشت، ایران
3 - پژوهشگر گروه مهندسی محیط زیست، پژوهشکده محیط زیست جهاد دانشگاهی، رشت، ایران
4 - عضو هیات علمی پژوهشکده محیط زیست جهاددانشگاهی
5 - گروه پایش منابع آب، پژوهشکده محیط زیست جهاد دانشگاهی، رشت، گیلان، ایران
6 - گروه مهندسی محیط زیست، پژوهشکده محیط زیست جهاد دانشگاهی، رشت، گیلان، ایران
کلید واژه: انرژی های تجدیدپذیر, انرژی خورشیدی, نیروگاههای فتوولتائیک, ارزیابی فنی-اقتصادی, انتشار گاز های گلخانه ای.,
چکیده مقاله :
افزایش تقاضای انرژی، نیاز به کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و حرکت به‌سوی منابع انرژی تجدیدپذیر، احداث نیروگاههای فتوولتائیک خورشیدی را به گزینه‌ای قابل‌توجه در استان گیلان تبدیل کرده است. این در حالی است که تاکنون ارزیابی فنی-اقتصادی جامع برای احداث نیروگاههای فتوولتائیک خورشیدی، با توجه به میزان تابش خورشیدی که به‌دلیل شرایط اقلیمی در بخش عمده‌ای از سال محدود است، در این منطقه انجام نشده بود. این پژوهش با هدف امکان‌سنجی تأمین انرژی پایدار، کاهش اثرات محیط زیستی و بررسی هزینه‌ها و سودآوری پروژه، به ارزیابی فنی-اقتصادی نیروگاههای فتوولتائیک خورشیدی در استان گیلان می‌پردازد. برای شبیه‌سازی عملکرد این نیروگاه‌ها، از داده‌های آب‌وهوایی پایگاه اقلیمی ناسا و نرم‌افزار PVsyst استفاده شده است. نتایج پژوهش نشان می‌دهد که به‌دلیل شرایط اقلیمی، به‌ویژه میزان تابش خورشیدی، عملکرد نیروگاههای خورشیدی در شهرهای رودبار و تالش بسیار مطلوب است. این وضعیت منجر به بازگشت سریع‌تر سرمایه و افزایش سودآوری سیستم‌های فتوولتائیک خورشیدی در این مناطق می‌شود. با این وجود، در اکثر نقاط استان گیلان، پتانسیل تولید انرژی خورشیدی به‌دلیل تابش نسبتاً کم، پوشش ابری گسترده و شرایط جوی مرطوب و بارانی، محدود است. علاوه بر این، یافته‌ها حاکی از آن است که استفاده مستقیم از برق تولیدی در صنایع، به‌جای فروش آن به شبکه، گزینه‌ای به‌مراتب مقرون‌به‌صرفه‌تر است. این رویکرد نه‌تنها هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد، بلکه انگیزه سرمایه‌گذاری در این حوزه را نیز تقویت می‌کند.
The increasing demand for energy, the necessity to reduce dependence on fossil fuels, and the global shift toward renewable energy sources have made the construction of solar photovoltaic power plants as a significant option in Gilan Province. However, a comprehensive techno-economic evaluation of solar photovoltaic power plants had not previously been conducted in this region, where solar radiation is limited for a large portion of the year due to climatic conditions. This study aims to assess the feasibility of ensuring a sustainable energy supply, reducing environmental impacts, and evaluating the costs and profitability of these projects by conducting a techno-economic analysis of solar photovoltaic power plants in Gilan Province. To simulate the performance of these power plants, the study used the PVsyst software along with meteorological data from NASA's climate database. The results of the study show that, due to favorable climatic conditions, particularly solar radiation levels, the performance of solar power plants in the cities of Rudbar and Talesh is very promising. This leads to a quicker payback period and greater profitability for solar photovoltaic systems in these areas. However, in most parts of Gilan Province, the potential for solar energy production is constrained by relatively low solar radiation, widespread cloud cover, and humid, rainy weather conditions. Furthermore, the findings suggest that directly using the generated electricity in industries, rather than selling it to the grid, is a much more cost-effective option. This approach not only reduces production costs but also strengthens the incentive for investment in this sector.
Zhou, X., Smith, J., & Davis, R. (2021). "Global Trends in Renewable Energy Investment and Deployment." Renewable Energy Journal. Elsevier.
Li, F., Zhou, Y., & Zhang, K. (2021). "Grid Integration Challenges of Renewable Energy." Renewable Energy. Elsevier.
Chen, J., Liu, D., & Xu, Z. (2021). "Advancements in Battery Technology for Renewable Energy Storage." Journal of Energy Storage. Elsevier.
Xu, W., & Zhang, Y. (2020). "Policy Frameworks for Renewable Energy Adoption: A Global Perspective." Energy Reports. Elsevier.
Yang, L., & Wang, R. (2021). "The Role of Solar Energy in Sustainable Development." Journal of Cleaner Production. Elsevier. .
Zhang, P., Yang, C., & Liu, H. (2022). "Future Trends in Renewable Energy Research." Energy Research and Development. Elsevier. .
Yang, L., & Wang, R. (2021). "Climate Change Mitigation Through Renewable Energy Transition." Journal of Cleaner Production. Elsevier. .
Kim, S., & Park, J. (2020). "The Economic Competitiveness of Solar PV Compared to Fossil Fuels." Energy Reports. Elsevier. .
Shahbaz, M., Ahmad, M., & Wang, Y. (2021). "Cost Dynamics of Solar Photovoltaic Technology." Solar Energy Systems. Elsevier. .
Wang, T., Zhao, H., & Li, Q. (2022). "Offshore Wind Energy Development: Opportunities and Challenges." Energy Policy. Elsevier. .
Chen, J., Liu, D., & Xu, Z. (2021). "Smart Grid Innovations to Facilitate Renewable Integration." Smart Energy Systems. Elsevier. .
Huang, Q., Zhao, H., & Feng, Y. (2020). "Solar PV Systems in the Context of Climate Change." Energy Policy. Elsevier. .
Jafari, S., Ghanbari, A., & Ebrahimi, H. (2020). Potential assessment of solar photovoltaic power plants in Iran based on geographical and climatic factors. Journal of Geographic Space and Technology, 15(4), 123-136. Retrieved from https://jgst.issgeac.ir/article-1-842-fa.html.
Rahmani, R., & Norouzi, M. (2021). Multi-criteria decision-making methods for solar energy site selection using GIS in Iran. Journal of Renewable and Sustainable Energy Studies, 9(3), 78-89. Retrieved from https://ensani.ir/fa/article/372842.
Ahmadi, M., & Hadi, K. (2018). Assessment of solar radiation potential in Iran for photovoltaic applications. Proceedings of the International Renewable Energy Conference. Civilica. Retrieved from https://civilica.com/doc/697376.
اسلامی اندارگلی، مجید و روازدژ، فردانه،1393،واکاوی موانع اقتصادی عدم توسعه نیروگاههای فتوولتاییک در کشور،اولین کنفرانس و نمایشگاه بین المللی انرژی خورشیدی،تهران،.
محمد صیادی* ، فرزانه مرادی ، محمدرضا آریافر. تحلیل علل و آثار ناترازی گازی کشور از منظر امنیت انرژی، نشریه اکتشاف و تولید نفت و گاز » دوره 1402، شماره 208 (فروردین 1402). .
حافظی, رضا و رحیمی راد, زهره . (1403). مشارکت اجتماعی و نقش آن در حل چالش ناترازی انرژی. مطالعات راهبردی سیاستگذاری عمومی, 14(52), 82-102. doi: 10.22034/sspp.2024.2036820.3688. Malekmohammadi, I., et al. (2019). "Study of climate change impacts on agricultural productivity in Gilan province." *Environmental Science and Policy*, 96, 82-90. .
Zare, H., et al. (2020). "Climate characteristics of Gilan province and its impact on agricultural development." *Agricultural Research*, 9(3), 321-335. .
Rostami, R., & Sadeghian, S. (2018). "Humidity and its effects on the ecology of Gilan province. Journal of Coastal Zone Management*, 21(4), 477-486. .
Zare, H., & Ranjbar, S. (2020). "Solar radiation assessment in Gilan province." *International Journal of Renewable Energy Research*, 10(2), 845-853. .
Sharifzadeh, M., et al. (2019). "Impact of climatic conditions on solar energy potential in Gilan. Renewable Energy*, 143, 156-163. .
Mohammadi, K., et al. (2021). "Potential of solar energy development in Gilan province." *Journal of Sustainable Energy & Environment*, 12(3), 115-123. .
NASA. (n.d.). Prediction of Worldwide Energy Resources (POWER). NASA Langley Research Center. Retrieved Jan 4, 2025, from https://power.larc.nasa.gov.
Rashid, Nayeema & Kabir, Md. Humayun. (2024). Greenhouse Gas Emission Reduction through Electricity Generation from Solar Photovoltaic Systems: A Study in Dhaka. The Dhaka University Journal of Earth and Environmental Sciences. 12. 1-8. .
Young-sub An, Jong-kyu Kim, Hong-Jin Joo, Wang-Jae Lee, Gwang-woo Han, Haneul Kim, Min-Hwi Kim, Experimental performance analysis of photovoltaic systems applied to an positive energy community based on building renovation, Renewable Energy, Volume 219, Part 1, 2023, 119369. .
Intergovernmental Panel on Climate Change. (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. IGES. Retrieved from https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gl/ guidelin/.
U.S. Environmental Protection Agency.GHG Emission Factors Hub. EPA, 2023. https://www.epa.gov/system/files/documents/2023-03/ghg_emission_factors_hub.pdf.
Mir Hamed Hakemzadeh, Kamaruzzaman Sopian, Hussein A. Kazem, Ali H.A. Al-Waeli, Miqdam Tariq Chaichan, Evaluating the techno-economic viability of different solar collectors integrated into an adsorption cooling system in tropical climate conditions, Solar Energy, Volume 268, 2024, 112304. .
Mir Hamed Hakemzadeh, Kamaruzzaman Sopian, Ahmad Fazlizan Abdullah, Hasila Jarimi, Mohd Faizal Fauzan, Adnan Ibrahim, Technoeconomics of solar thermal-assisted sorption cooling systems under tropical climate condition – A case of Malaysia, Energy Conversion and Management: X, Volume 16, 2022, 100305. .
Kunle Ibukun Olatayo, J. Harry Wichers, Piet W. Stoker, Energy and economic performance of small wind energy systems under different climatic conditions of South Africa, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 98, 2018, Pages 376-392. .