مدلسازی انرژی شهری برای دستیابی به شهرهای خودبازآفرین (مطالعه موردی: کلانشهر تهران)

با شدت گرفتن مسئله آلودگی در کلانشهرها و میزان مصرف انرژی تلاش برای حل این مشکل شدت گرفت که حاصل آن را می توان معرفی سیستم ها و مدل هایی برای جایگزینی سیستم ها و مدل های موجود عرضه انرژی کلانشهرها دانست. در این تحقیق مدل سازی کمی برای انرژی در کلانشهر تهران با توجه به اهداف محیط زیستی، اقتصادی و اقلیمی منظور می شود.

در این پژوهش از روش های تجربی و کمی و نرم افزارهای تحلیلی GIS و Windographer بهره گرفته شده است. برای پردازش بهتر وضعیت انرژی تابشی خورشید، سری تصاویر راداری از سنجنده PALSAR از ماهواره ALSO انتخاب و پردازش شد و با استفاده از مدل Area Solar Radiation مدلسازی انرژی خورشیدی انجام شد. از آن جا که به طور معمول برای تعیین پتانسیل انرژی باد در یک مکان و تخمین اترژی خروجی آن، از روش های آماری استفاده می شود، نرم افزار Windographer برای تطبیق داده های سرعت باد ایستگاه ها از تابع توزیع ویبول استفاده شده است.

نتایج و بحث:

 انرژی خورشیدی: برای فرآیند تجزیه و تحلیل راداری، تصاویر راداری Palsar از پایگاه داده های JAXA تهیه شدند. این تصاویر باید در طول و عرضی انتخاب می شدند که محدوده مورد مطالعه را پوشش قطعی دهند بنابراین، تصاویر مورد نیاز محدوده مورد مطالعه، انتخاب شدند. سپس، تصویر راداری DEM در نرم افزار ArcGIS فراخوانی شدند که عملیات ابتدایی در آن به کار گرفته شد. در مرحله بعد، تصاویر باید به همدیگر چسبانده شدند. پس از تبدیل تصاویر مورد نظر به تصویر واحد، تصویر محدوده مورد مطالعه از تصویر رادار استخراج گردید. در نهایت برای ایجاد دید بهتر از منطقه مورد مطالعه، نقشه ناحیه بندی انرژی دریافتی خورشید تهیه شده است.

انرژی بادی: 

به منظور به دست آوردن دید کلی نسبت به وضعیت منطقه پتانسیل انرژی باد در ایستگاه های نمونه شامل: چیتگر، فیروزکوه، ژئوفیزیک، فرودگاه امام، فرودگاه مهرآباد و ورامین محاسبه شده است. تجزیه و تحلیل داده های مربوط به انرژی بادی منطقه نشان داد مناطق غربی و جنوبی بیش ترین پتانسیل برای ظرفیت تولید برق بادی را در کلانشهر تهران دارند.
انرژی حاصل از زیست توده (زباله شهری): میزان زباله تولید شده در شهر تهران بیش از 7600 تن می باشد. تجزیه و تحلیل داده های به دست آمده نشان داد با توجه به حجم عظیم تولید روزانه زباله در کلانشهر تهران، با مدلسازی بهینه و برنامه ریزی درست می توان به منبع انرژی تجدیدپذیر خوبی برای منطقه دست یافت.

در ارتباط با مدلسازی با توجه به نتایج به دست آمده، ایجاد مدل بر مبنای سه گروه انرژی تجدیدپذیر شامل انرژی خورشیدی، انرژی بادی و زیست توده (زباله شهری) انجام گردید. برای ارائه مدل یکپارچه برای کلانشهر تهران داده های انرژی های خورشیدی، بادی و زیست توده (زباله شهری) هم مقیاس شدند. در نهایت خروجی نهایی مدل به صورت نقشه ای خواهد بود به صورت منطقه بندی که در داخل فیلد های آن سه گروه انرژی (خورشیدی، بادی و زیست توده) وجود دارند، در این نقشه نهایی برای اینکه بتوانیم اهمیت این سه گروه انرژی را در مناطق نشان دهیم از دیاگرام دایره ای استفاده شده است.