توان سنجی باد برای توسعه پایدار انرژی در استان همدان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار مهندسی آب، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 کارشناس ارشد فیزیک اتمی مولکولی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان، ایران

3 کارشناس ارشد ژئوفیزیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان، ایران

چکیده

بررسی جایگزینی سوخت‌های فسیلی با انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر در جهان رو به گسترش است و  بهره‌برداری از این منابع انرژی پایدار، به دلیل ضرورت‌های زیست‌محیطی و تنوّع‌بخشیدن به منابع انرژی مورد استفاده، از اهمّیّت ویژه‌ای برخوردار است. هدف از این پژوهش، تعیین پتانسیل انرژی باد و بررسی موجودیت نقاط بهینة احتمالی، جهت بهره‌برداری از انرژی پایدار باد با استفاده از آمار ایستگاه‌‌های سینوپتیک استان همدان است. در این تحقیق، ابتدا داده‌‌های بلندمدّت‌‌ سه ساعتة سمت و سرعت باد، در ایستگاه‌‌های سینوپتیک استان همدان در طی دورة آماری 5 ساله مورد ارزیابی قرار گرفت و گلباد سالانه در محلّ ایستگاه‌‌ها ترسیم شد. سپس توزیع‌‌های آماری مختلف برای برازش بر داده‌‌های باد مورد آزمون قرار گرفت و احتمال تجربی داده‌‌ها با استفاده از توزیع منتخب محاسبه گردید. نتایج نشان داد، در ایستگاه همدان توزیع ویبول و در ایستگاه‌‌های نوژه، نهاوند و تویسرکان توزیع گوسی معکوس بیشترین دقّت را در پیش‌‌بینی احتمالات وقوع سرعت باد دارد؛ همچنین چگالی توان باد در حداکثر ارتفاع ممکن استفاده از توان باد، در ایستگاه‌‌های همدان، نوژه، نهاوند و تویسرکان به ترتیب 24/15، 7/21، 8/10 و 3/6 وات در هر مترمربع محاسبه شد. بر اساس نتایج به دست آمده، هیچ‌کدام از ارقام به دست آمده در مقایسه با استانداردهای لازم جهت احداث نیروگاه بادی در حدّ مطلوب نیست. با توجّه به تعداد ساعات وزش باد و همچنین درصد موجودیت باد لازم بین سرعت‌‌های راه‌اندازی و توقّف توربین‌های بادی، بهره‌برداری از انرژی باد در هیچ‌کدام از ایستگاه‌‌های مورد بررسی مقرون به صرفه نبوده و توصیه نمی‌‌گردد.

کلیدواژه‌ها


بافکار، علی؛ آذری، آرش؛ احمدی، مریم (1391) برآورد انرژی باد و کاربرد آن در مکان‌یابی نیروگاه بادی در استان کرمانشاه، مجلّة علمی و فنّی نیوار، 78، صص. 24-11.

جمیل، مجید (1380) چگالی انرژی باد، مجلّة علمی و فنّی نیوار، 42، صص. 34-22.

جمیل، مجید؛ عباسپورثانی، کمال؛ خراسانی، اسماعیل (1383) فاصلة بهینة بین توربین‌های بادی در یک نیروگاه بادی، نشریة انرژی ایران، 19، صص. 63-55.  

جهانگیری، زهره؛ رحیم‌زاده، فاطمه؛ کمالی، غلامعلی (1384) محاسبة انرژی باد با استفاده از توزیع دو پارامتری ویبول، تحقیقات جغرافیایی، 76، صص. 170-151.

حق‌پرست کاشانی، آرش؛ کعبی‌نژادیان، فواد؛ فغفوری، ناصر؛ لاری، حمیدرضا (1384) تحلیل پتانسیل انرژی باد در شمال غرب ایران، بیستمین کنفرانس بین‌المللی شرکت برق تهران، صص. 9-1.

سازمان انرژی‌های نو ایران (سانا) (1391)،  www.suna.org.ir.

صلاحی، برومند (1382) پتانسیل‌سنجی انرژی باد و برازش احتمالات واقعی وقوع باد با استفاده از تابع توزیع چگالی احتمال ویبول در ایستگاه‌های سینوپتیک استان اردبیل، تحقیقات جغرافیایی، 72، صص. 104-87.

کاویانی، محمد رضا (1374) توربین‌‌های بادی و ارزیابی پتانسیل انرژی باد در ایران، تحقیقات جغرافیایی، 36، صص. 144-127.

Ahmed-Shata, A. S., Hanitsch, R. (2006) Evaluation of Wind Energy Potential and Electricity Generation on the Coast of Mediterranean Sea in Egypt, Reneeable Energy, 31, pp. 1183-1202.

Ambrosini, G., Benato, B., Garavaso, C., Botta, G., Cenerini, M., Comand, D., Stork, C. (1992) Wind Energy Potential in Emilia Romagna. Italy, Wind Engineering and Industrial Aerodynamic, 39, pp. 211-220.

Azad, A. K., Rasul, M. G., Alam, M. M., S. M., Uddin, A., Mondal, S. K. (2013) Analysis of Wind Energy Conversion System Using Weibull Distribution, Procedia Engineering, 90, 725-732.

Bekel, G., Palm, B. (2009) Wind Energy Potential Assessment at Four Typical Locations in Ethiopia, Applied energy, 86, pp. 388-396.

Belu, R., Koracin, D. (2009) Wind characteristics and Wind Energy Potential in Western Nevada, Renewable energy, 34, pp. 2246-2251.

Carta, J. A., Ramirez, P., Velazquez, S. (2009) A Review of Wind Speed Probability Distributions Used in Wind Energy Analysis, Case studies in GanaIslands, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13, pp. 933-955.

Elamouria, M., Ben-Amera, F. (2008) Wind Energy Potential in Tunisia, Renewable Energy, 33, pp. 758-768.

Indhumathy, D., Seshaiah. C. V., Sukkiramathi. K. (2013) Estimation of Weibull Parameters for Wind Speed Calculation at Kanyakumari in India, Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 3(1), pp. 8340-8345.

Jamil, Majid. (1994) Wind Power Statistics and Evaluation of Wind Energy, Wind Engineering, 18 (5), pp. 278-287.

Kavak, A. E., Akpinar, S. (2005) An Assessment on Seasonal Analysis of Wind Energy Characteristics and Wind Turbine Characteristics, Energy coversion and Mamagement, 46, pp. 1848-1867.

Kollu, R., Rayapudi, S. R., Narasimham, S. V. L., Pakkurthi, K. M. (2012) Mixture Probability Distribution Functions to Model Wind Speed Distributions, Energy and Environmental Engineering, 3 (27), pp. 1-10.

Kose, R., Ozgur, M. A., Erbas, O., Tugcu, A. (2004) The Analysis of Wind Data and Wind Energy Potential in Kutahya, Turkey, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 8 (3), PP. 277-288.

Li, M., Li, X. (2005) Investigation of Wind Characteristics and Assessment of Wind Energy Potential for Waterloo Region, Canada. Energy Conversion and Management, 46, pp. 3014-3033.

Masseran, N., Razali, A. M., Ibrahim, K., Zaharim, A., Sopian, K. (2013) The Probability Distribution Model of Wind Speed Over East Malaysia, Applied Sciences, Engineering and Technology, 6 (10), pp. 1774-1779.

Morgan, E. C., Lackner, M., Vogel, R. M., Baise, L. G. (2011) Probability Distributions for Offshore Wind Speeds, Energ. Convers Manage, 52, pp. 15-26.

Mostafaeipoura, A., Abarghooei, H. (2008) Harnessing Wind Energy at Manjil Area Located in North of Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12 (6), pp. 1758-1755.

Ouarda, T. B. M. J., Charron, C., Shin, J. Y., Marpu, P. R., Al-Mandoos, A. H., Al-Tamimi, M. H., Ghedira, H., Al Hosary, T. N. (2015) Probability Distributions of Wind Speed in the UAE. Energy Conversion and Management, 93, pp. 414-434.

Rehman, S., Halawani, T. O., Mohandes, M. (2003) Wind Power Cost Assessment at Twenty Locations in the Kingdom of Saudi Arabia. Renewable Energy, 28, pp. 573-583.

Weisser, D. (2003) A Wind Energy Analysid of Grenada: an Estimation Using the Weibull Density Function, Renewable Energy, 28 (11), 1803-1812.