بکارگیری سنجش از دور در مکان‌یابی نیروگاه‌های خورشیدی

به گزارش خبرنگار مهر، در سال‌های اخیر، گرم شدن دمای زمین، افزایش گازهای گلخانه‌ای، آلودگی هوا، پایان پذیر بودن سوخت‌های فسیلی و نوسانات قیمت آنها، استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر و پاک را مورد توجه قرار داده است.

از جمله این انرژی‌ها می‌توان به انرژی خورشیدی به عنوان یکی از منابع تأمین انرژی رایگان، پاک و عاری از اثرات مخرب زیست محیطی اشاره کرد که در بسیاری از کشورها از جمله ایران به وفور قابل دسترسی است.

به طور کلی دسترسی به انرژی پاک و مقرون به صرفه، یکی از اهداف ۱۷ گانه توسعه پایدار سازمان ملل متحد است که کلیه کشورهای عضو این سازمان باید تلاش کنند تا با همکاری و تعامل با یکدیگر در سه سطح ملی، منطقه‌ای و بین المللی با تنظیم راهبردهای میان مدت و بلند مدت خود تا سال ۲۰۳۰، به آن دست یابند.

از آنجایی که مکان‌یابی مناطقی که دارای بیشترین دریافت انرژی خورشیدی هستند از اهمیت بسیاری برخوردار است، اداره کل سنجش از دور سازمان فضایی ایران به بررسی عوامل دخیل در مکان‌یابی بهینه نیروگاه‌های خورشیدی با استفاده از داده‌های سنجش از دور، پرداخته و نقش این فناوری را در قابلیت سنجی مناطق کشور برای احداث نیروگاه های خورشیدی مورد بررسی قرار داده است.

نقش سنجش از دور در مکان‌یابی بهینه احداث نیروگاه خورشیدی

اهمیت انتخاب مکان بهینه احداث نیروگاه خورشیدی با توجه به معیارها و گزینه‌های اقلیمی، زیست محیطی و انسانی، در میزان تولید و بازدهی آن، هزینه تولید و انتقال انرژی، نمود می‌یابد.

متأسفانه هنوز تفکر استفاده از انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر در جامعه جدی گرفته نشده و همچنان برای تأمین انرژی، از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌شود.

به همین دلیل برای استفاده بهینه از انرژی‌های سبز در ایران، ضروری است که با استفاده از فناوری سنجش از دور و سیستم‌های اطلاعات مکانی که بسیار آسان، کم هزینه و بهنگام بوده و وسعت بیشتری را پایش می‌کند، پتانسیل بسیاری از مناطق کشور را جهت احداث نیروگاه‌های خورشیدی، قابلیت سنجی کرد.

برای مکان یابی احداث نیروگاه داده‌های زیر با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای به دست می‌آید:

• تعیین کانون‌های گرد و غبار و فاصله آن‌ها با مکان احداث نیروگاه

• مشخص کردن رودخانه‌های در معرض سیلاب

• مشخص کردن گسل‌های فعال

• کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای

• پوشش گیاهی منطقه مورد نظر

• تعیین فاصله مناطق چهارگانه حساس محیط زیستی

• تعیین فواصل شهرها، روستاها و مناطق مسکونی تا محل احداث نیروگاه

• به روز رسانی نقشه راه‌ها

• تعیین فاصله منطقه مورد نظر از خطوط انتقال نیرو

فناوری سنجش از دور برای مکان‌یابی احداث نیروگاه خورشیدی کاربردهایی از جمله تعیین ارتفاع، شیب و جهت شیب، سنجش میزان تشعشع خورشیدی (GSR) و تعیین دمای سطح زمین و استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی دارد.

تعیین ارتفاع، شیب و جهت شیب

تعیین ارتفاع، شیب و جهت شیب منطقه مورد نظر جهت احداث نیروگاه با استفاده از مدل ارتفاعی آن منطقه به دست می‌آید. برای این منظور استفاده از تصاویر ماهواره‌ای با توان تفکیک مکانی متوسط و بالا، بهترین و به صرفه ترین منبع تولید مدل ارتفاعی رقومی (DEM) با دقت‌های متفاوت از ۱ تا چندین متر هستند.

کیفیت DEM ها بر اساس صحت ارتفاعی در هر پیکسل و میزان دقت آنها در نمایش ژئومورفولوژی منطقه ارزیابی می‌شود.

فاکتورهای زیادی این کیفیت را تحت تأثیر قرار می‌دهد که شامل خشن بودن سطح زمین، چگالی نقاط نمونه برداری شده (روش جمع آوری داده‌های ارتفاعی)، توان تفکیک مسطحاتی و اندازه پیکسل‌های تصویر و توان تفکیک ارتفاعی است.

سنجش میزان تشعشع خورشیدی (GSR) و تعیین دمای سطح زمین

دستگاه‌های تابش سنج، بسیار دقیق اما گران و بسیار حساس هستند و داده‌های آنها محدود به یک نقطه است و برای سطوح وسیع کافی نیستند. میزان تابش خورشیدی در ایران با توجه به مساحت آن، یکی از بزرگترین مقادیر تابش در جهان است. مکان‌هایی از جمله بیابان‌های ایران، دارای پتانسیل انرژی خورشیدی بالایی هستند.

ساده‌ترین روش مکان‌یابی جهت نصب سیستم‌های خورشیدی و بهره برداری از منابع تجدید پذیر انرژی، استفاده از داده‌های حاصل از باندهای متفاوت تصاویر ماهواره‌ای و با استفاده از روش تبدیل آلبدو (LST) و شناسایی جزایر حرارتی، است.

البته داده‌های دمایی تابعی از انرژی خالص در سطح زمین است که به مقدار انرژی رسیده به سطح زمین، گسیل‌مندگی سطح، رطوبت و جریان هوای اتمسفر بستگی دارد.

استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی

از آنجا که تصمیم گیری در مورد انتخاب مکان مناسب برای احداث نیروگاه، مستلزم توجه همزمان به عوامل متعددی از جمله اقلیم، توپوگرافی، محیط زیست، محیط انسانی و … است، سیستم اطلاعات جغرافیایی، امکان تلفیق لایه‌های اطلاعاتی مربوط به این عوامل را به صورت منسجم فراهم می‌کند.

در نهایت با تلفیق این لایه‌ها و وزن دهی هر لایه اطلاعاتی، می‌توان مکان‌یابی نیروگاه را کلاس بندی و امتیاز بندی کرد تا تصمیم برای انتخاب بهینه مکان مورد نظر علمی تر و آسان‌تر شود.

تصاویر زیر شامل برخی از لایه‌های اطلاعاتی از استان سیستان و بلوچستان شامل لایه تصویر ماهواره‌ای، شیب، مدل ارتفاعی(DEM)، کاربری اراضی و دمای سطح زمین برای مکان‌یابی نیروگاه خورشیدی است که باید همراه با لایه‌های مربوط به عوامل اقلیمی در سیستم اطلاعات جغرافیایی وارد شده و به آن‌ها وزن داده شود و سپس مکان‌های مورد نظر مشخص شده و بعد از امتیازبندی، مکان بهینه انتخاب شود.

این تصاویر از ماهواره سنجش از دور لندست در تاریخ ۸ تیرماه ۱۴۰۰ از لایه‌های مختلف اطلاعاتی استان سیستان و بلوچستان به دست آمده است.