در این مقاله از سایت هرتز پاور، می توانید علاوه بر بررسی پتانسیل بادی مناطق مختلف ایران، از برخی نکات فنی مانند فواصل توربین های بادی در نیروگاه ها، نحوه نصب آنها، آنالیز اقتصادی پروژه ها و… اطلاع حاصل نمایید.
فهرست مطالب:
- بررسی پتانسیل باد در استان خراسان
- فواصل توربین ها در نیروگاه بادی
- بررسی درآمد پنل های فتوولتاییک
- نیروگاه حرارتی خورشیدی بومی
- بررسی محدوده فوق اقتصادی توربین های آبی
بررسی پتانسیل انرژی باد در شهرستان های استان خراسان
شرق ایران به عنوان مستعدترین مناطق بادخیز در خشکی برای ایران و جهان شناخته می شود، گواه این مطلب در دو منظر قابل استدلال می باشد:
1- برداشت 20 ساله ماهواره های هواشناسی که با دقت بالا و در تراز های مختلف، جبهه های هوا و سرعت باد را از سال 1998 تا 2017 رصد کرده اند و اخیرا این اطلاعات را جهت پتانسیل یابی بادی بدون هیچ دریافت هزینه ای در اختیار علاقه مندان به سرمایه گذاری در این حوزه قرار داده اند حال آنکه بدون این تجهیزات دستیابی به این چنین داده ها ، حتی با دقت 1 ساله نیازمند چند ده میلیارد تومان هزینه می باشد.
2- اختراع و استفاده ایرانیان باستان در خراسان تا چند صده قبل از میلاد مسیح به روایت عمده پژوهشگران که نشان از دو مطلب 1- هوش سرشار ایرانیان در ابداعات علمی و 2- پتانسیل بادی مناسب و مداوم این مناطق حتی برای چرخش سنگ سنگین آسیاب دارد.
پتانسیل یابی شهرستان ها
جدا از شهرستان خواف ، زاوه ، تربت جام که مناطق بادخیز در ارتفاعات کم و زمین های پست دارند ، غالب شهرستان ها در اوج نقاط مرتفع و کوهستانی انرژی میانگین بالای 1000 وات در متر مربع داشته که بسیار مناسب جهت احداث نیروگاه بادی و بازگشت سرمایه دو ساله دارد. نمونه تصاویر ماهواره ای توپوگرافی و محاسباتی انرژی میانگین بکمک ابررایانه ها در ادامه ارائه شده است:
فواصل توربین ها در مزرعه های بادی
یکی از برتری های مزرعه بادی در برابر نیروگاه خورشیدی، عدم تخریب و تغییر کاربری اراضی زراعی در املاک خصوصی دارای انشعاب برق می باشد. پایداری تولیدات کشاورزی در کنار استحصال انرژی پاک و کاهش دردسر های اداری امور اراضی نتیجه این تلاش می باشد.
کافی است مقایسه کنیم:
فواصل و آرایش توربین ها تابع توپوگرافی ، جهت های وزش باد و مسائل اقتصادی می باشد، نمونه ای از روش های چیدمان و فواصل در تصاویر زیر دیده می شود:
بررسی درآمد پنل های خورشیدی
در آنالیز اقتصادی منطقی و دقیق سیستم فتوولتاییک مسایل زیادی به شرح زیر دخیل هستند:
- 1- مختصات جغرافیایی محل مورد نظر از بابت شار تابشی و زاویه آفتاب.
- 2- وضعیت آب و هوا و روز های بارانی و ابری کم تابش.
- 3- دمای پنل در محل نصب و تهویه هوا جهت کنترل راندمان.
- 4- زاویه سازه نصب پنل و متحرک یا ثابت بودن آن در رهگیری خورشید.
- 5- میزان گرد و غبار و زمان دوره غبار روبی.
- 6- افت راندمان پنل به مرور زمان.
روش اول برآورد مالی – برداشت های ماهواره های هواشناسی طی دوره 20 ساله از سال 1999 تا 2018، موارد فوق الذکر 1 و 2 را رصد نموده و در قالب 3 اطلس، میزان انرژی متوسط در سطح افق، عمود بر زاویه تابش و کامل ترین اطلس برای پنل های فتوولتاییک که میزان انرژی متوسط روزانه و سالیانه تولید در هر کیلو وات پنل نشان داده می شود.
بهترین مرجع برای آنالیز اقتصادی و تخمین میزان تابش میانگین روزانه و سالانه در سطح پنل ها ، اطلس میانگین انرژی فتوولتاییک بر حسب کیلووات ساعت روزانه بر کیلووات پنل می باشد که به زبان ساده، میزان انرژی تولیدی یک پنل فتوولتاییک 1 کیلوواتی را در روز نشان می دهد. بطور مثال در مشهد با برداشت عدد 4.3 از اطلس می توان از یک پنل 1 کیلووات در 24 ساعت شبانه روز 4.3 ساعت بطور میانگین تولید نمود.
اطلس میانگین تولید انرژی روزانه و سالانه در یک پنل 1 کیلووات
برآورد مالی نرم افزار مهرسان شرکت توزیع برق با اعمال ضریب تعدیل قیمت و بدون در نظر گرفتن افت راندمان ناشی از افزایش دمای پنل و عدم رهگیری و چرخان بودن سازه پنل ها خوش بینانه برآورد شده ، حال آنکه داده های ماهواره ای برای این حالات محاسبات انجام نمی دهد.
کاهش تولید در پنل های ثابت آنجا شدت می گیرد که راندمان تولید در اثر افزایش دما در ساعات اوج تولید (ظهر) تا 80 درجه بر روی پنل، پایین بوده و ساعات خنک صبح و عصر که امکان تولید با راندمان بالا و در دما پایین وجود دارد را با ثابت کردن زاویه پنل از دست می دهیم.
نمودار کاهش راندمان دو مدل پنل تا 8 درصد در دمای بالای پنل
مقایسه پنل خورشیدی وارداتی با توربین بادی و آبی تولید داخل کشور
* با توجه به اعمال ضرایب تعدیل قیمت، هر سه قسمت فوق درآمد بالاتری خواهند داشت.
نیروگاه خورشیدی حرارتی بومی
و سیکل ترکیبی آبی
از آنجایی که انرژی خورشیدی در پیش بینی های جهانی ، بعد از توربین بادی در رتبه دوم تولید انرژی جهانی قرار می گیرد و کشور ما نیز به لحاظ وسعت و شار تابشی مناسبت خوبی با این موضوع دارد، می بایست به دنبال جایگزینی برای پنل فتوولتاییک جهت رفع معایب آن بود.
پنل های فتوولتاییک ارز بر و گران – راندمان پایین می باشند در حالی که نیروگاه حرارتی خورشیدی با امکان سنجی بومی – ارزان و تا دو برابر فتوولتاییک راندمان دارد. مکانیزم کلی این سیستم همانند نیروگاه های بخار و با محوریت حرارت خورشیدی به جای سوخت فسیلی می باشد. مجموع این دو مزیت تا 2 برابر این سیستم را نسبت به پنل فتوولتاییک برتر و سود آور می نماید. حال جهت پایداری تولید و سود آوری بیشتر زیر سقف 100 کیلووات ، می توان بکمک یک استخر ذخیره آب در بالا دست و توربین آبی ، میانگین تولید 4.3 ساعت در شبانه روز را به 24 ساعت تبدیل نمود.
برآورد هزینه احداث نیروگاه آبی با اختلاف تراز مختلف
طبق مطالعات بعمل آمده محدوده اختلاف تراز فوق اقتصادی توربین های آبی برای نیروگاه های کوچک ، از 25 متر به بالا می باشد که این مسئله محدود کننده ساخت جهت استحصال برق نمی باشد و امکان ساخت با برآورد هزینه بیشتر در اختلاف های کم به شرح زیر وجود دارد:
| اختلاف تراز | دبی مورد نیاز جهت تولید یکسان | نوع توربین | هزینه احداث در کیلووات (تومان) | دوره بازگشت سرمایه |
| 25 تا 500 متر | 1 واحد در 50 متر | پلتون، فرانسیس و تورگو | 5.000.000 | 1.2 سال |
| 6 تا 25 متر | 5 واحد در 10 متر | کاپلان و کراس فلو | 10.000.000 | 2.4 سال |
| 1 تا 6 متر | 10 واحد در 5 متر | چرخ آبی، اغتشاشی و ارشمیدسی | 15.000.000 | 3.6 سال |
نمونه توربین تورگو و فرانسیس جهت اختلاف تراز 25 تا 500 متر
نمونه توربین کراس فلو و کاپلان جهت اختلاف تراز 6 تا 25 متر