مدلسازی انرژی شهری برای دستیابی به شهرهای خودبازآفرین (مطالعه موردی: کلانشهر تهران) | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| مقاله 7، دوره 15، شماره 1 - شماره پیاپی 57، 1403، صفحه 99-113 اصل مقاله (1.3 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2022.102102 | ||
| نویسنده | ||
| سهراب موذن* | ||
| گروه جغرافیای انسانی و آمایش، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه: با شدت گرفتن مسئله آلودگی در کلانشهرها و میزان مصرف انرژی تلاش برای حل این مشکل شدت گرفت که حاصل آن را میتوان معرفی سیستمها و مدلهایی برای جایگزینی سیستمها و مدلهای موجود عرضه انرژی کلانشهرها دانست. در این تحقیق مدلسازی کمی برای انرژی در کلانشهر تهران با توجه به اهداف محیطزیستی، اقتصادی و اقلیمی منظور میشود. مواد و روشها: در این پژوهش از روشهای تجربی و کمی و نرمافزارهای 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 آنجا که بهطور معمول برای تعیین پتانسیل انرژی باد در یک مکان و تخمین اترژی خروجی آن، از روشهای آماری استفاده میشود، نرمافزار Windographer برای تطبیق دادههای سرعت باد ایستگاهها از تابع توزیع ویبول استفاده شده است. نتایج و بحث: انرژی خورشیدی: برای فرآیند تجزیه و تحلیل راداری، تصاویر راداری Palsar از پایگاه دادههای JAXA تهیه شدند. این تصاویر باید در طول و عرضی انتخاب میشدند 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 ناحیهبندی انرژی دریافتی خورشید تهیه شده است. انرژی بادی: به منظور به دست آوردن دید کلی نسبت به وضعیت منطقه پتانسیل انرژی باد در ایستگاههای نمونه شامل: چیتگر، فیروزکوه، ژئوفیزیک، فرودگاه امام، فرودگاه مهرآباد و ورامین محاسبه شده است. تجزیه و تحلیل دادههای مربوط به انرژی بادی منطقه نشان داد مناطق غربی و جنوبی بیشترین پتانسیل برای ظرفیت تولید برق بادی را در کلانشهر تهران دارند. انرژی حاصل از زیستتوده (زباله شهری): میزان زباله تولید شده در شهر تهران بیش از 7600 تُن میباشد. تجزیه و تحلیل دادههای به دست آمده نشان داد با توجه به حجم عظیم تولید روزانه زباله در کلانشهر تهران، با مدلسازی بهینه و برنامهریزی درست میتوان به منبع انرژی تجدیدپذیر خوبی برای منطقه دست یافت. نتیجه گیری: 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 زیستتوده (زباله شهری) انجام گردید. برای ارائه مدل یکپارچه برای کلانشهر تهران دادههای انرژیهای خورشیدی، بادی و زیستتوده (زباله شهری) هممقیاس شدند. در نهایت خروجی نهایی مدل به صورت نقشهای خواهد بود به صورت منطقهبندی که در داخل فیلدهای آن سه گروه انرژی (خورشیدی، بادی و زیستتوده) وجود دارند، در این نقشه نهایی برای اینکه بتوانیم اهمیت این سه گروه انرژی را در مناطق نشان دهیم از دیاگرام دایرهای استفاده شده است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| انرژیهای تجدیدپذیر؛ شهرهای خودبازآفرین؛ کلانشهر تهران؛ مدلسازی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Urban energy modeling to achieve regenerative cities (Case study: Tehran metropolis) | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Sohrab Moazzen | ||
| Department of Human Geography and Spatial Planning, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction: As a result of the problem of pollution in the metropolitan areas and the amount of energy consumption, the effort to solve this problem is that it can be identified as the introduction of systems and models to replace the systems and the existing models of energy supply. In this research, quantitative modeling for energy in Tehran metropolis is considered according to environmental, economic and climatic goals. Materials and methods: In this research to analyze the collected data from experimental and quantitative methods and analytical software GIS and Windographer have been used. To better process the solar radiant energy status, a series of radar images from the PALSAR sensor from the ALSO satellite were selected and processed and solar energy modeling was performed using the Area Solar Radiation model. Results and discussion: Solar Energy: Due to the radar analysis process, Palsar radar images were obtained from the JAXA database. DEM radar images were used in ArcGIS software, in which the initial operation was performed. After converting the desired images into a single image, the image of the study area was extracted from the radar image. Finally, to create a better view of the study area, a map of the solar energy has been prepared. This map shows us in which areas of the region there is more possibility to use solar energy and in which areas this possibility is less. In the metropolis of Tehran, the northern half of the study area has more potential to use radiant energy. Wind energy: In order to obtain a general of the situation in the region, wind energy potential in sample stations including: Chitgar, Firoozkooh, Geophysics, Imam Airport, Mehrabad Airport and Varamin has been calculated. Analysis of data related to wind energy in the region showed that the western and southern regions have the most potential for wind power generation capacity in the metropolis of Tehran. Biomass energy (municipal waste): Today, biomass is recognized as one of the world's largest renewable energy sources. One of the types of biomass compounds is municipal waste. The amount of waste produced in Tehran is more than 7600 tons. The analysis of the obtained data showed that due to the huge volume of daily waste production in the metropolis of Tehran, with optimal modeling and proper planning, a good renewable energy source can be achieved for the region. Conclusion: In relation to modeling, according to the obtained results, the model was created based on three groups of renewable energy, including solar energy, wind energy and biomass (municipal waste). To provide an integrated model for the Tehran metropolis, solar, wind, and biomass (municipal waste) data had to be analyzed on the same scale. Therefore, in order for the solar, wind and biomass energy data to have the same scale, first these data were evaluated using multi-criteria evaluation and then these values to have the same scales, the fuzzy membership function was used. Finally, the final output of the model will be in the form of a zoning map, in which there are three groups of energy (solar, wind and biomass). | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Renewable Energy, Regenerative Cities, Tehran Metropolis, Modeling | ||
| مراجع | ||
|
Adams, W.M., 2006. January. The future of sustainability: Re-thinking environment and development in the twenty-first century. In Report of the IUCN renowned thinkers meeting, v. 29, p. 31-45. AGECC (The secretary-general’s advisory group on energy and climate change)., 2010. Energy for a Sustainable Future, AGECC, New York, p. 7. Attarchi, S. and Gloaguen, R., 2014. Improving the estimation of above ground biomass using dual polarimetric PALSAR and ETM+ data in the Hyrcanian mountain forest (Iran). Remote Sensing, v. 6(5), p. 3693-3715. Birkeland, J., 2008. Positive Development. From Vicious Circles to Virtuous through Built Environment Design, Earthscan, London, p. 15. Bose, R.K. and Nandi, S., 2010. Supporting Energy Efficient Solutions in Developing Countries: The Way Ahead, Energy Efficient, p. 2. Brown, M., Haselsteiner, E., Apro, D., Kopeva, D., Luca, E., Pulkkinen, K. and VulaRizvanolli, B., 2018. Sustainability, restorative to regenerative. COST Action CA16114 REthinking Sustainability towards a Regenerative Economy, Working Group One Report: Restorative Sustainability. Du Plessis, C., 2012. Towards a regenerative paradigm for the built environment, Building Research & Information, v. 40(1), p. 7-22. Gabel, M., 2015. Regenerative development: going beyond sustainability, KOSMOS, journal for global transformation. Girardet, H., Schurig, S. and Woo, F., 2013. Towards the Regenerative City, Hamburg: World Future Council. Girardet, H. and Mendonca, M., 2009. A renewable world, Green Books, Darington. Glaeser, E., 2010.The Triumph of the City, Penguin Books, London and New York. Global Solar Atlas., Tehran Solar Information, Retrieved in 2019. Global WindAtlas., Tehran Wind Information, Retrieved in 2019. Healey, M., James, P., Hudson, C., Carroll-Bell, S. and Taing, A., 2013. Title: Urban Regenerative Development in South Africa: The Role of Place and Story, 156 p. Hes, D. and Du Plessis., Ch., 2015. Designing for Hope: Pathways to Regenerative Sustainability, Routledge, 111 p. Information and Communication Technology Organization of Tehran Municipality, 2018. Waste data of Tehran city (In Persian). Kamal-Chaoui, L. and Robert, A., 2009. Competitive cities and climate change, OECD Regional Development Working Papers N° 2, OECD publishing, © OECD, 172 p. Keirstead, J., Samsatli, N. and Shah, N., 2010. SynCity: an integrated tool kit for urban energy systems modelling, Energy efficient cities: Assessment tools and benchmarking practices, p. 21-42. Khahro, S.F., Tabbassum, K., Soomro, A.M., Dong, L. and Liao, X., 2014. Evaluation of wind power production prospective and Weibull parameter estimation methods for Babaurband, Sindh Pakistan. Energy conversion and Management, v. 78, p. 956-967. Mang, P. and Haggard, B., 2016. Regenerative development and design: a framework for evolving sustainability. Wiley. Meteorological Organization of Iran, 2019. Meteorological data request system (In Persian). Ministry of Energy, 1388. Energy balance sheet of 1388, Tehran, Deputy of Electricity and Energy Affairs, 510 p (In Persian). Oxford Dictionaries, 2018. https://en.oxforddictionaries.com/ Plaut, J.M., Dunbar, B., Wackerman, A. and Hodgin, S., 2012. Regenerative design: the LENSES Framework for buildings and communities. Building Research & Information, v. 40(1), p. 112-122. Rosenqvist, A., Shimada, M. and Watanabe, M., 2004, November. Alos Palsar: Technical outline and mission concepts. In 4th International Symposium on Retrieval of Bio-and Geophysical Parameters from SAR Data for Land Applications, p. 1-7. Innsbruck, Austria. World Future Council, 2014. Regenerative Cities. HafenCity University, 256 p. Woo, F., Wortmann, J., Schurig, S. and Leidreiter, A., 2014. Regenerative Urban Development: a roadmap to the city we need. In Future of Cities Forum. Hamburg: World Future Council, Climate and Energy Commission. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 28,811 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 4,478 |
||