امکان سنجی بکارگیری پنل های خورشیدی جهت تامین انرژی شهرستان فردیس با استفاده از تصاویر حرارتی و سیستم اطلاعات جغرافیایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد اقلیم شناسی، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 گروه جغرافیای طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی اردبیل ایران

چکیده

چکیده:
خورشید به عنوان منبع انرژی، سرآغاز حیات و منشأ تمام انرژی‌های دیگر شناخته شده است. تابش جهانی خورشید یکی از سازه‌های بنیادی هر گستره اقلیمی شمرده می‌شود. از این رو، شناخت ویژگی‌ها و نیز پیش‌بینی این سازه‌های اساسی، تاثیر زیادی در برنامه‌ریزی‌های وابسته به انرژی دارد. استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و مدل‌های سنجش از دور به عنوان ابزاری مناسب و کم‌هزینه برای تخمین تابش خورشیدی، در سال‌های اخیر بوده است. جهت انجام این پژوهش، از تصاویر مربوط به سال 2020 ماهواره لندست 8 سنجنده OLI و سنجنده TIRS و الگوریتم سبال استفاده شد. از نرم‌افزارENVI جهت تصحیحات هندسی، اتمسفری و رادیومتریک تصاویر ماهواره‌ای و همچنین اجرای محاسبات مربوط به مدل سبال و از نرم‌افزار ArcGIS جهت ایجاد پایگاه داده، تحلیل‌های مکانی، عملیات کارتوگرافیکی و در نهایت پیاده کردن مدل استفاده گردید. نتایج حاصل نشان می دهد که میانگین بیشترین تابش موج کوتاه ورودی به میزان 901 وات بر مترمربع در سال 09/08/2020 و کمترین مقدار در سال 10/09/2020 به میزان 381 وات بر مترمربع بوده است. تفاوت در مقدار تابش خالص رسیده به زمین در منطقه مورد مطالعه، ناشی از تفاوت زاویه تابش خورشید و تعداد ساعات آفتابی در ماه‌های مختلف سال است. در نهایت می‌توان نتیجه گرفت که تابش خورشیدی در منطقه، در سال مورد بررسی پتانسیل لازم برای اجرای طرح‌های فتوولتائیک خورشیدی را دارا می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Feasibility of using solar panels to provide energy in Ferdis city using thermal images and geographic information system

نویسندگان [English]

  • batol Zaynali 1
  • Maryam MohammadzadehShishagran 2
1 Professor of climatology, Faculty of social sciences, University of Mohaghegh Ardabili,Iran
2 University of Mohaghegh Ardabili,Iran
چکیده [English]

Abstract:
The sun is known as the source of energy, the beginning of life and the source of all other energies. The global radiation of the sun is considered one of the fundamental structures of every climate. Therefore, knowing the characteristics and predicting these basic structures has a great impact on energy-related planning. The use of satellite images and remote sensing models as a suitable and low-cost tool for estimating solar radiation has been in recent years. In order to carry out this research, the images of 2020 Landsat 8 satellite OLI sensor and TIRS sensor and Sabal algorithm were used. ENVI software was used for geometrical, atmospheric and radiometric corrections of satellite images, as well as the execution of calculations related to the Sabal model, and ArcGIS software was used for creating a database, spatial analysis, cartographic operations and finally implementing the model. The results show that the average of the highest incoming shortwave radiation was 901 watts per square meter in 08/09/2020 and the lowest value was 381 watts per square meter in 09/10/2020. The difference in the amount of net radiation reaching the earth in the studied area is caused by the difference in the angle of the sun and the number of sunny hours in different months of the year. Finally, it can be concluded that the solar radiation in the region has the necessary potential for the implementation of solar photovoltaic projects in the year under review.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: Solar radiant energy
  • SEBAL algorithm
  • Remote sensing
  • Fardis Plain

مراجع

  • ابراهیمی، ا. (1389). انرژی خورشیدی و کاربرد آن، انتشارات فراگیران سینا همدان.
  • بهادری نژاد، م. و میرحسینی، س. ع. (1384). ضریب صافی هوا برای شهرهای مختلف ایران. سومین همایش بهینه‌سازی مصرف سوخت در ساختمان.
  • بینش، ع. (1366). انرژی خورشیدی و مناطق جنوب خراسان و سیستان و بلوچستان، مجله تحقیقات جغرافیایی. 2: 35-15.
  • حاج سقطی، ا. 1390. اصول و کاربرد انرژی خورشیدی، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران.
  • جهانبخش، س.، زاهدی، م.، ولیزاده کامران، خ.، (1388). محاسبه دمای سطح زمین با استفاده از روش سبال و درخت تصمیم‌گیری در محیط GIS و Rs در بخش مرکزی منطقه مراغه، نشریه علمی - پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی (دانشگاه تبریز)، ص 19-42.
  • رضایی مقدم، م.، هاتفی اردکانی، م.،( 1394). کاربرد تصاویر ماهواره‌ای و GIS در امکان­سنجی استفاده از انرژی تابشی خورشید جهت تامین روشنایی، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، دوره 6، شماره 21، ص 105-124.
  • زبیری، م. و مجد، ع. (1384). پروژه مدل­سازی و تهیه اطلس متوسط تابش ماهانه کشور، سازمان هواشناسی کشور.
  • سیدان، س. ج. (1382). بررسی امکان برآورد رطوبت لایه سطحی خاک به کمک داده­های سنجنده NOAA / AVHRR , LANDSAT / TM.. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده علوم زیستی.
  • کمالی، ع.، مرادی، ا.، (1384). تابش خورشیدی(اصول و کاربردها در کشاورزی و انرژی­های نو)، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.
  • مباشری، م.، خاوریان، ح.، (1383). تجزیه و تحلیل روش‌های استفاده از ماهواره در تعیین میزان تبخیر و تعرق، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، ص 83-98.
  • کریمیان، آ. و افخمی، م.( 1385). کشاورزی صحیح با بهره­گیری از تکنولوژی GIS و RS گامی در جهت توسعه پایدار زیست محیطی، مجموعه مقالات همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی، جلد اول، 366-.361.
  • مصلحی فرد، م. و شیرین­پور، م. (1367). انرژی. دانشگاه تبریز، انتشارات نیما.
  • معینی، س.، جوادی، ش.، کوکبی، ح.، دهقان منشادی، م.، اسماعیلی، ر.، (1389). برآورد پتانسیل تابش خورشیدی در شهر یزد، نشریه انرژی ایران. ص 24-39.
  • ملکی، محمد، احمدی، زهرا، دوستی، رحمن. (1398). تغییرات دمای سطح شهر کرمانشاه در دوره 1393-1397. جغرافیا و روابط انسانی، سال سوم دوره 2، صص309-319.
  • موسوی بایگی، م.، اشرف، ب.، میان آبادی، آ.، (1389). بررسی مدل­های مختلف برآورد تابش خورشیدی به منظور معرفی مناسب­ترین مدل در یک اقلیم نیمه خشک، مجله آب و خاک، شماره 4، ص 836-844.
  • وروانی ، ه.، فرهادی، ب.، شریفی، م.ع.، (1398). تلفیق تصاویر ماهواره لندست 8 و سنجنده مودیس جهت برآورد نیاز آبی ذرت علوفه­ای در دوره رشد(منطقه مورد مطالعه: ماهیدشت کرماننشاه)، تحقیقات منابع آب ایران، دوره 15، شماره 1، ص 257-266.
  • ولیزاده کامران، خ.، (1391). برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل به روش استفتز و محاسبه مقدار تابش رسیده به سطح زمین با استفاده از تصاویر DEM SRTM و با کمک تابع Solar Analyst در محیط GIS، نشریه علمی و پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی دانشگاه تبریز، شماره 9، 39-

 

  • Allen, R., Tasumi, M., Trezza, R., Wim, B. (2002). SEBAL: surface energy balance algorithms for land, Version 1.0, Funded by a NASA EOSDIS/Synergy grant from the raytheon company through the Idaho department of water resources.
  • Almhab, A., Busu, I. (2008). Estimation of evapotranspiration using fused remote sensing image data and M-SEBAL model for improving water management area, the 3rd international conference water resources and arid environments.
  • Bakirci, K. (2009). Correlation for estimation of daily global solar radiation with hours of bright sunshine in Turkey, Energy, Vol. 34, P. 485-501.
  • Bosch, J.L., Lopez, G., Batlles, F.J. (2008). Daily solar irradiation estimation over a mountainous area using artificial neural networks, Renewable Energy, Vol. 33, P. 1622-1628.
  • Hong, S., Hendrickx, J., Borchers, B. (2015). Down-scaling of SEBAL derived evapotranspiration maps from MODIS (250m) to landsat (30m) scale, International journal of remote sensing, Vol. 32, P. 6457-6477.
  • Jaber, H.S., Mansor, S., Pradhan, B., Ahmad, N. (2016). Evaluation of SEBAL model for Evapotranspiration mapping in Iraq using remote sensing and GIS, International Journal Appl Engneering Research, Vol. 11, P. 3950-3964.
  • Janjai, S., Laksanaboonsong, J., Nunez, M., Thongsathitya, A. (2005). Development of a method for generating operational solar radiation maps from satellite data for a tropical environment, solar energy, Vol. 78, P. 739-751.
  • Laine, V., Venalainen, A., Heikinheimo, M., Hyvarinen, O. (1999). Estimation of surface solar global radiation from NOAA AVHRR data in high latitudes, Journal of applied meteorology, Vol. 38, P. 1706-1719.
  • Muzathik, A.M., Nik, W.B.W., Ibrahim, M.Z., Samo, K.B., Sopian, K., Alghoul, M.A. (2014). Daily global solar radiation estimate based on sunshine hourse, International Journal of Mechanical and Materials Engineering (IJMME), Vol. 6, P. 75-80.
  • Pinker, R.T., Ewing, J.A. (1985). Modeling surface solar radiation: model formulation and validation, Journal Climate Appl Meteorology, Vol. 24, P. 389–401.
  • Trnka, M., Zalud, Z., Eitzinger, J., Dubrovsky, M. (2005). Global solar radiation in Central European lowlands estimated by various empirical formulas, Agriculture and Forest Meteorology, Vol. 131(1-2), P. 45-76.
  • Winslow, J. C., Hunt, E. R. and Piper, S. C. (2001). A globally applicable model of daily solar irradiance estimated from air temperature and precipitation data: Ecol Model, 43: 227-243

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 29 دی 1402
  • تاریخ پذیرش: 10 بهمن 1402

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار