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

مقدمه: 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.مواد و روش ها: 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 تُن 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.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 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.

urban energy modeling to achieve regenerative cities (case study: tehran metropolis)

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).