اولویت‌بندی احداث نیروگاه‌های تجدیدپذیر با استفاده از تلفیق روش منطق دیجیتالی بهبودیافته و ویکور فازی

نویسندگان

دانشگاه سمنان

چکیده

در سال‌های اخیر، کشورهای مختلف توجه فزاینده‌ای به انرژی‌های تجدیدپذیر و پاک نظیر انرژی خورشیدی، باد، زمین‌‌گرمایی و... برای رسیدن به اهدافی نظیر ایجاد تنوع در استفاده از منابع انرژی، کاهش وابستگی به یک حامل انرژی، ملاحظات زیست‌محیطی و دستیابی به انرژی پایدار معطوف داشته‌اند. از سوی دیگر، افزایش قیمت سوخت‌های فسیلی و محدود بودن آن‌ها، آلودگی‌های زیستی و رشد تکنولوژی‌های مرتبط از عوامل محرک برای استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در آینده است. این مقاله به شناسایی معیارهای کیفی و کمی برای احداث نیروگاه‌های با منابع تجدیدپذیر از منظر اقتصادی، زیست‌محیطی، اجتماعی و فنی می‌پردازد. سپس با استفادۀ ترکیبی از ابزارهای منطق دیجیتال بهبودیافته و ویکور فازی، روشی برای وزن‌دهی معیارها و اولویت‌بندی احداث نیروگاه‌های تولید برق با منابع تجدیدپذیر ارائه می‌شود. برای درک بهتر روش پیشنهادی، یک مطالعۀ موردی دربارۀ کشور ایران مطرح می‌شود و در آن، پنج نوع نیروگاه تولید برق با منابع تجدیدپذیر ارزیابی می‌گردند. نتایج نشان‌دهندۀ این امر است که اولویت احداث با توجه به معیارهای تعیین‌شده، به‌ترتیب با نیروگاه‌های برق‌آبی، زمین‌گرمایی، بادی، زیست‌توده و فتوولتاییک است.

کلیدواژه‌ها


[1] Kan, H., R. Chen, and S. Tong, "Ambient Air Pollution, Climate Change, and Population Health in China", Environment International, Vol. 42, pp. 10-19, 2012. [2] شعربافیان، نیلوفر، «برآورد پتانسیل فنی و اقتصادی انرژی خورشیدی حرارتی در ایران: راهکاری برای توسعه پایدار انرژی خورشیدی»، فصلنامه مطالعات اقتصاد انرژی، 4، 15، 35-53، 1387. [3] کوچک زاده، میثم، شریف، علیمراد، خوش اخلاق، رحمان، «ارزیابی اقتصادی استفاده از نیروگاه‌های هیبرید خورشیدی در ایران»، اولین کنفرانس بین‌المللی مدیریت و برنامه‌ریزی انرژی. 1385: دانشکده فنی دانشگاه تهران. [4] May, J.R. and D.J. Brennan, "Sustainability Assessment of Australian Electricity Generation", Process Safety and Environmental Protection, Vol. 84, No. 2, pp. 131-142, 2006. [5] Heinrich, G., L. Basson, B. Cohen, M. Howells, and J. Petrie, "Ranking and Selection of Power Expansion Alternatives for Multiple Objectives under Uncertainty", Energy, Vol. 32, No. 12, pp. 2350-2369, 2007. [6] Gökçek, M. and M.S. Genç, "Evaluation of Electricity Generation and Energy Cost of Wind Energy Conversion Systems (Wecss) in Central Turkey", Applied Energy, Vol. 86, No. 12, pp. 2731-2739, 2009. [7] Chatzimouratidis, A.I. and P.A. Pilavachi, "Technological, Economic and Sustainability Evaluation of Power Plants Using the Analytic Hierarchy Process", Energy Policy, Vol. 37, No. 3, pp. 778-787, 2009. [8] Evans, A., V. Strezov, and T.J. Evans, "Assessment of Sustainability Indicators for Renewable Energy Technologies", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 13, No. 5, pp. 1082-1088, 2009. [9] Jacobson, M.Z., "Review of Solutions to Global Warming, Air Pollution, and Energy Security", Energy & Environmental Science, Vol. 2, No. 2, pp. 148-173, 2009. [10] Kowalski, K., S. Stagl, R. Madlener, and I. Omann, "Sustainable Energy Futures: Methodological Challenges in Combining Scenarios and Participatory Multi-Criteria Analysis", European Journal of Operational Research, Vol. 197, No. 3, pp. 1063-1074, 2009. [11] Roth, S., S. Hirschberg, C. Bauer, P. Burgherr, R. Dones, T. Heck, and W. Schenler, "Sustainability of Electricity Supply Technology Portfolio", Annals of Nuclear Energy, Vol. 36, No. 3, pp. 409-416, 2009. [12] Gallego Carrera, D. and A. Mack, "Sustainability Assessment of Energy Technologies Via Social Indicators: Results of a Survey among European Energy Experts", Energy Policy, Vol. 38, No. 2, pp. 1030-1039, 2010. [13] Gujba, H., Y. Mulugetta, and A. Azapagic, "Power Generation Scenarios for Nigeria: An Environmental and Cost Assessment", Energy Policy, Vol. 39, No. 2, pp. 968-980, 2011. [14]. Onat, N. and H. Bayar, "The Sustainability Indicators of Power Production Systems", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 14, No. 9, pp. 3108-3115, 2010. [15]. Rovere, E.L.L., J.B. Soares, L.B. Oliveira, and T. Lauria, "Sustainable Expansion of Electricity Sector: Sustainability Indicators as an Instrument to Support Decision Making", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 14, No. 1, pp. 422-429, 2010. [16] Dorini, G., Z. Kapelan, and A. Azapagic, "Managing Uncertainty in Multiple-Criteria Decision Making Related to Sustainability Assessment", Clean Technologies and Environmental Policy, Vol. 13, No. 1, pp. 133-139, 2010. [17] Moghaddam, N.B., M. Nasiri, and S.M. Mousavi, "An Appropriate Multiple Criteria Decision Making Method for Solving Electricity Planning Problems, Addressing Sustainability Issue", International Journal of Environmental Science & Technology, Vol. 8, No. 3, pp. 605-620, 2011. [18] Chatzimouratidis, A.I. and P.A. Pilavachi, "Decision Support Systems for Power Plants Impact on the Living Standard", Energy Conversion and Management, Vol. 64, pp. 182-198, 2012. [19] Khatami Firouzabadi, A. and E. Ghazimatin, "Application of Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluation Method in Energy Planning - Regional Level", Iranian Journal of Fuzzy Systems, Vol. 10, No. 4, pp. 67-81, 2013. [20] Stamford, L. and A. Azapagic, "Life Cycle Sustainability Assessment of Uk Electricity Scenarios to 2070", Energy for Sustainable Development, Vol. 23, pp. 194-211, 2014. [21] Maxim, A., "Sustainability Assessment of Electricity Generation Technologies Using Weighted Multi-Criteria Decision Analysis", Energy Policy, Vol. 65, pp. 284-297, 2014. [22] Ahmad, S. and R.M. Tahar, "Selection of Renewable Energy Sources for Sustainable Development of Electricity Generation System Using Analytic Hierarchy Process: A Case of Malaysia", Renewable Energy, Vol. 63, pp. 458-466, 2014. [23] Li, K., H. Bian, C. Liu, D. Zhang, and Y. Yang, "Comparison of Geothermal with Solar and Wind Power Generation Systems", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 42, pp. 1464-1474, 2015. [24] Şengül, Ü., M. Eren, S. Eslamian Shiraz, V. Gezder, and A.B. Şengül, "Fuzzy Topsis Method for Ranking Renewable Energy Supply Systems in Turkey", Renewable Energy, Vol. 75, pp. 617-625, 2015. [25] Dehghan-Manshadi, B., H. Mahmudi, A. Abedian, and R. Mahmudi, "A Novel Method for Materials Selection in Mechanical Design: Combination of Non-Linear Normalization and a Modified Digital Logic Method", Materials & Design, Vol. 28, No. 1, pp. 8-15, 2007. [26] Zadeh, L.A., "Fuzzy Sets", Information and Control, Vol. 8, No. 3, pp. 338-353, 1965. [27] Liu, B., "Dependent-Chance Programming in Fuzzy Environments", Fuzzy Sets and Systems, Vol. 109, No. 1, pp. 97-106, 2000. [28] Chou, S.-Y. and Y.-H. Chang, "A Decision Support System for Supplier Selection Based on a Strategy-Aligned Fuzzy Smart Approach", Expert Systems with Applications, Vol. 34, No. 4, pp. 2241-2253, 2008. [29] Dubois, D. and H. Prade, "Gradualness, Uncertainty and Bipolarity: Making Sense of Fuzzy Sets", Fuzzy Sets and Systems, Vol. 192, pp. 3-24, 2012. [30] Opricovic, S. and G.-H. Tzeng, "Multicriteria Planning of Post-Earthquake Sustainable Reconstruction", Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, Vol. 17, No. 3, pp. 211-220, 2002. [31] Chang, C.-L., "A Modified Vikor Method for Multiple Criteria Analysis", Environmental Monitoring and Assessment, Vol. 168, No. 1, pp. 339-344, 2009. [32] Opricovic, S. and G.-H. Tzeng, "Extended Vikor Method in Comparison with Outranking Methods", European Journal of Operational Research, Vol. 178, No. 2, pp. 514-529, 2007. [33] Chen, S.-J. and C.-L. Hwang, Fuzzy Multiple Attribute Decision Making. 1992: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. [34] Opricovic, S. and G.-H. Tzeng, "Compromise Solution by Mcdm Methods: A Comparative Analysis of Vikor and Topsis", European Journal of Operational Research, Vol. 156, No. 2, pp. 445-455, 2004. [35] Bahrami, M. and P. Abbaszadeh, "An Overview of Renewable Energies in Iran", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 24, pp. 198-208, 2013. [36] Wang, J.-J., Y.-Y. Jing, C.-F. Zhang, and J.-H. Zhao, "Review on Multi-Criteria Decision Analysis Aid in Sustainable Energy Decision-Making", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 13, No. 9, pp. 2263-2278, 2009.