نقش انرژی خورشید در توسعه پایدار شهر تهران (مطالعه موردی: ساختمان مسکونی)
محورهای موضوعی :صابر شفائی گیگلو 1 , بهلول علیجانی 2 , محمد سلیقه 3
1 - علوم جغرافیایی دانشگاه خوارزمی
2 - دانشگاه خوارزمی
3 - علوم جغرافیایی
کلید واژه: توسعه پایدار, انرژی خورشیدی, سیستم‌های فتوولتائیک, شهر تهران,
چکیده مقاله :
نیاز بشر به انرژی، پیوسته در حال افزایش و منابع انرژی فسیلی رو به کاهش است. استفاده‌ی بی‌رویه از منابع سوخت فسیلی با آلوده ساختن محیط‌زیست، زندگی در کره‌ی زمین را تهدید می‌کند و امروزه یکی از راهکارهایی که برای بحران انرژی پیشنهاد می‌شود، در کنار اصلاح الگوی مصرف، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر است. انرژی خورشیدی از جمله انرژی‌های تجدیدپذیر است و از مولفه‌های اصلی توسعه پایدار محسوب می‌شود. این پژوهش، به بررسی و شناخت پتانسیل انرژی خورشیدی و عوامل موثر در جایگزینی آن با سوخت‌های فسیلی، خصوصا در بخش ساختمان‌های مسکونی در شهر تهران پرداخته است و از حیث هدف، کاربردی و از حیث نوع، توصیفی ـ تحلیلی است و از 4 مرحله‌ی اصلی تشکیل شده است: در مرحله‌ی نخست، جهت شناسایی و بررسی وضعیت موجود انرژی تولیدی و مصرفی، به مطالعه، بررسی و مقایسه‌ی داده‌های مربوط به مصرف انرژي حاصل از کلیه سوخت‌های فسیلی، انرژی‌های تجدیدناپذیر و تجدید، در مرحله دوم، پتانسل انرژی خورشیدی در شهر تهران با استفاده از اطلاعات بدست آمده از ایستگاه سینوپتیکی مهرآباد شهر تهران، در مرحله سوم به بررسی وضعیت عملکردی و هزینه زیرساخت لازم جهت بهره‌برداری سیستم‌های فتوولتائیک در مقایسه با سوخت‌های فسیلی، پرداخته شد و درمرحله آخر، فرآیند طراحی و تحلیل نحوه انتخاب سیستم فتوولتاییک با اجرا بر روی یک سیستم نمونه تشریح شده است. نتایج حاکی از آن است که با توجه به شرایط توپوگرافی و موقعیت جغرافیایی، شهر تهران دارای ظرفیت بالای انرژی خورشیدی می‌باشد که زمینه‌های بهره‌مندی از توسعه پایدار را در این شهر فراهم می‌کند. همچنین نتایج نشان داده که در ساختمان مسکونی مورد مطالعه استفاده و فعال‌سازی سامانه‌های فتوولتائیک خورشیدی سودآوری اقتصادی قابل ملاحظه‌ای داشته که خود بستری برای دستیابی به توسعه پایدار است.
Sustainable urban development is about building a relatively ideal and ideal city in which contemporary citizens enjoy a fairly good life and the future generation's ability to meet their needs. Tehran, as the main city in Iran, which has about 20% of the country's population and its changes are influenced extensively and directly throughout the country, should therefore be considered more than other cities in terms of urban development. This research is practical in terms of purpose and in terms of its type, descriptive-analytical and consists of four main stages. In the first phase of this research, in order to identify and assess the current status of produced and consumed energy, we study and compare energy consumption data from all fossil fuels, non-renewable and renewable energy sources. In the second stage, the solar energy potential in Tehran, was studied using the information obtained from the synoptic station Mehrabad. In the third step, the cost of generating energy (electric energy) with fossil fuels or photovoltaic systems was compared. In the final stage, the process of designing and analyzing the choice of photovoltaic systems with run on two sample systems was implemented. The results indicate that the domestic, commercial and public sectors and transportation have the highest energy consumption in Tehran in different parts of the country. And also these two parts form the main part of energy consumption in residential areas. as of 2014, the total supply of energy (including production, imports, ...) of non-renewable fossil fuels is 1.774.5 million barrels of crude oil. As of 2014, the total supply of energy (including production, imports, ...) of non-renewable fossil fuels is 1.774.5 million barrels of crude oil. By contrast, the total supply of renewable energy, especially solar energy, is only 24.9% (equivalent to crude oil barrels), which is only 0.013% of the total energy supply of the country. However, due to high capacities of different energy standards in Tehran, utility rate of solar energy this city is significant. And luckily, in recent years, there has been a downturn in the cost of photovoltaic systems. Therefore, at the end of the research, suggestions were made to enhance the role of solar energy in the sustainable development of Tehran, especially in the construction industry, contains: review and modification of urban planning rules for optimizing energy consumption of fossil fuels, by notification and coercion new guidelines for the use of solar energy in the residential areas of Tehran. Culture -building and development of incentive schemes for the prosperity of the production and use of solar energy by citizens, even in small quantities. Providing necessary infrastructure for utilizing solar energy in the household, public and commercial sectors of Tehran
1. اکبری، حسین(1390)، طراحی ساختمان اداری با صرفه‌جویی انرژی با استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌ساز، پایان‌نامه کارشناسی ارشد معماری، دانشکده‌ی معماری و شهرسازی دانشگاه هنر تهران، صص 44-50.
2. اجلالی، فرید(1386)، آلودگی هوا تهران با نگاهی به پالایش هوای تهران، نشر آموزش کشاورزی.
3. بیگدلی، آتوسا(1389)، تأثیر اقلیم و آلودگی هوای تهران بر بیماری سکته قلبی(دوره 5 ساله 1990-1994)، فصلنامه‌ی تحقیقات جغرافیایی، پاییز 1380، شماره 62، 140-126.
4. پورکرمانی؛ محسن، آرین، مهران(1383)، مروری بر مطالعات لرزه‌خیزی گستره‌ی تهران، فصلنامه‌ی رشد آموزش زمین‌شناسی، پاییز 1383.
5. پوراحمد؛ احمد، حاتمی نژاد؛ سید حسین؛ قاسمی؛ ایرج(1392)، پهنه‌بندی شهر تهران بر اساس شاخص‌های اجتماعی جمعیتی مدرنیته، فصلنامه‌ی مطالعات و پژوهش‌های شهری و منطقه‌ای، زمستان 1392، سال پنجم شماره 19.
6. حیدری، شاهین(1388)، برنامه‌ریزی انرژی در ایران با تأکید بر بخش ساختمان، چاپ اول، انتشارات دانشگاه تهران.
7. رحیمی خوب، علی؛ بهبانی، سیدمحمدرضا؛ جمشیدی، محبوبه(1388)، ارزیابی دو روش تجربی و مدل‌های شبکه عصبی مصنوعی برای برآورد تابش خورشید رسیده به زمین- مطالعه موردی در جنوب شرق تهران، فصلنامه علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، سال پنجاهم، زمستان 1388. ص 14-45.
8. صفايي، بتول؛ طالقاني، گيت(1384). بهينه‌سازي مصرف انرژي در ساختمان، چهارمين همايش بهينه سازي مصرف سوخت در ساختمان.
9. لشکری، حسن؛ ظفری، افسانه(1388). پهنه‌بندی آلودگی هوای شهر تهران با استفاده از GIS دوره آماری 1999-2007، فصلنامه جغرافیایی سرزمین، پاییز 1388، سال ششم، شماره 23، 60-49.
10. مجرد، فیروز؛ حسینی‌فر، سمیه(1391). مکان‌یابی نواحی مساعد برای توسعه فیزیکی کلانشهر تهران بر مبنای عناصر اقلیمی و عوامل جغرافیایی، فصلنامه جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، شماره 47، 23-42.
11. مقیمی، ابراهیم؛ صفاری؛ امیر(1389). ارزیابی ژئومورفولوژیکی توسعه شهری در قلمروی حوضه‌های زهکشی سطحی مطالعه موردی: کلان شهر تهران، فصلنامه مدرس علوم انسانی، بهار 1389- شماره 65.
12. مسیحی، سارا؛ سعدوندی، مهدی؛ صالحی‌نیا، مجید(1391). بررسی و شناسایی شاخصه‌های اقلیمی موثر بر مطلوبیت محیطی مسکن انبوه (مطالعه موردی مسکن انبوه در منطقه پرند تهران)، پایان نامه کارشناسی ارشد رشته هنر و معماری دانشکده هنر اصفهان. 1391.
13. نظریان، اصغر، ضیائیان فیروزآبادی، پرویز؛ جنگی، علی اکبر(1386). بررسی نقش مکان و مورفولوژی در کیفیت هوای شهر تهران با استفاده از GIS و داده‌های ماهواره‌ای، فصلنامه‌ی تحقیقات جغرافیایی، پاییز 1386، شماره 61، 30-17.
14. نقي زاده، محمد(1381)، ضوابط شهرسازي و معماريِ بهينه‌سازي مصرف سوخت، دومين همايش بهينه‌سازى مصرف سوخت در ساختمان.
15. وثوق، فریبرز؛ حیدری نژاد، قاسم(1393). بررسی علل افزایش میانگین دمای محیط با نگرش ویژه به تأثیر آن بر شهرهای بزرگ، پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، به راهنمایی حیدری نژاد، قاسم، 1393.
16. A.H.Almasoud; Hatim M.Gandayh.(2015).solar energy in Baghdad, Journal of King Saud University - Engineering Sciences. Volume 27, Issue 2, July 2015, Pages 153-157.
17. Choi.(2003).Indicators of sustainable development: programmed of work on indicators for sustainable development of the commission on sustainable development. As contained in the report of the secretary – general to the CSD on chapter ٤٠ of agenda ٢١, “information for decision – making” (E / C N. ١٧/١٩٩٥/١٨).
18. Dapeng, Li; Gang, Liu; Shengming, Liao(2015). Solar potential in urban residential buildings, Solar Energy, Volume 111, January 2015, Pages 225-235.
19. Ehsanul, Kabir; Pawan, Kumar; Sandeep, Kumar; Adedeji A, Adelodun; Ki-Hyun Kim(2018), Solar energy: Potential and future prospects, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 82, Part 1, February 2018, Pages 894-900.
20. Gang, J. (2008). “Wanted: tall buildings less iconic, more specific”, CTBUH 8th World Congress on Tall & Green: Typology for a Sustainable Urban Future, 2008, Dubai, 3–5 March, pp.496–502.
21. Guiavarch, A., Peuportier, B.,( 2006).Photovoltaic collectors efficiency according to their integration in buildings. Solar Energy 80 (1), 65–77.
22. Hirth; L,(2013)The market value of variable renewables: the effect of solar wind power variability on their relative price. Energ Econ 2013;38:218e36.
23. Juan ,José Sarralde ;David ,James Quinn ;Daniel ,Wiesmann ;Koen ,Steemers (2015). Solar energy and urban morphology: Scenarios for increasing the renewable energy potential of neighbourhoods in London. Renewable Energy. Volume 73, January 2015, Pages 10-17.
24. Kim YD, Thu K, Bhatia HK, Bhatia CS, Ng KC,(2012). Thermal analysis and performance optimization of a solar hot water plant with economic evaluation. Sol Energy 2012;86(5):1378e95.
25. Krause M, Vajen K, Wiese F, Ackermann H.(2002). Investigations on optimizing large solar thermal systems. Solar Energy 2002;73(4):217e25.
26. Koroneos CJ, Nanaki EA.(2012), Life cycle environmental impact assessment of a solar water heater. J Clean Prod 2012;37:154e61.
27. Lysen, E. H. (1996).The Trias Energica: Solar Energy Strategies for Developing Countries, Eurosun Conference, Freiburg 16-19 Sep 1996.
28. Mazman M, Cabeza LF, Mehling H, Nogues M, Evliya H, H€O Paksoy.(2009). Utilization of phase change materials in solar domestic hot water systems. Renew Energ 2009;34(6):1639e43.
29. Mohsenzadeh M, Hosseini R. A (2015),photovoltaic/thermal system with a combination of a booster diffuses reflector and vacuum tube for generation of electricity and hot water production. Renew Energy 2015;78:245e52.
30. Nadarajah, Kannan; Divagar,Vakeesan,(2016).Solar energy for future world: - A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Volume 62, September 2016, Pages 1092-1105.
31. Nahid ,Mohajeri; Govinda, Upadhyay; Agust, Gudmundsson; Dan, Assouline; Jérôme, Kämpf; Jean-Louis ,Scartezzini (2016). Effects of urban compactness on solar energy potential. Renewable Energy, Volume 93, August 2016, Pages 469-482.
32. Sanjay, KumarKar; Atul, Sharma; Biswajit, Roy.(2016). Solar energy market developments in India. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Volume 62, September 2016, Pages 121-133.
33. Trnka, M., Z. Zalud, J. Eitzinger and M. Dubrovsky.( 2005).Global solar radiation in Central European lowlands estimated by various empirical formulas. Agric. and Forest Meteorol. 131(1-2): 45-76.
34. Wesley, Herche,(2017), Solar energy strategies in the U.S. utility market, Renewable and Sustainable Energy ReviewsVolume 77, September 2017, Pages 590-595.
35. Young, J.W.S., (1997). A framework for the ultimate environment index— putting atmospheric change into context with sustainability. Environmental Monitoring and Assessment 46, 135–149.
36. Yifan ; Li, Jinyan ,Zhan; Fan, Zhang; Miaolin ,Zhang; Dongdong ,Chen.(2017), The study on ecological sustainable development in Chengdu, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, ,Volume 101, October 2017, Pages 112-120.
37. Zhu, Y., Lin, B.,( 2004). Sustainable housing and urban construction in China. Energy and Buildings 36, 1287–1297.
38. Zeng Y, Klabjan D, Arinez J.(2005). Distributed solar renewable generation: option contracts with renewable energy credit uncertainty. Energ Econ 2015;48: 295e305.
39. Zarzalejo, L.F., J. Polo, L. Martin, L. Ramirez and B. Espinar. (2009). A new statistical approach for deriving global solar radiation from satellite images. Solar Energy 83: 480–484.
