2-3-1- انرژی باد و انرژی فسیلی.. 15

2-4- مکانیسم تشکیل باد و تاریخچه استفاده از انرژی باد.. 16

2-5- تاریخچه استفاده از نیروگاه بادی.. 19

2-6-  وضعیت انرژی باد در ایران.. 22

2-6-1 – پتانسیل انرژی بادی در ایران.. 23

2-6-2- آمار انرژی بادی در ایران.. 25

2-6-3- چشم انداز انرژی بادی در ایران.. 29

2-7-  وضعیت برق بادی در جهان.. 32

2-8- انرژی بادی و توربین های بادی.. 39

2-8-1- انواع توربین های بادی بر اساس محور چرخش پره ها.. 40

2-8-2- نحوه عملکرد توربین های بادی.. 41

2-8-3-تقسیم بندی توربین بادی از نظر تولید توان.. 41

2-9- انرژی باد و محیط زیست.. 42

2-10- مطالعات داخلی در زمینه انرژی باد.. 44

2-11- مطالعات خارجی صورت گرفته در زمینه انرژی باد.. 47

2-12- خلاصه فصل:.. 48

فصل سوم داده های تحقیق، محاسبات و تجزیه و تحلیل

3-1- مقدمه.. 51

3-2- ارزیابی پروژه چیست.. 52

3-2-1- جنبه های ارزیابی طرح.. 53

3-3- ارزیابی اقتصادی و سابقه تاریخی آن.. 54

3-4- روش تحلیل هزینه فایده.. 55

3-5- تعریف تحلیل هزینه فایده.. 57

3-6- مفاهیم و تعاریف در تحلیل هزینه – فایده.. 57

3-6-1- هزینه ها و منافع خارجی.. 59

3-6-2- هزینه تخریب.. 59

3-6-3- هزینه ها و منافع اجتماعی.. 60

3-7- شاخص ها و معیار های تحلیل هزینه – فایده.. 60

3-7-1- نرخ بازده سرمایه (Average Rate of Return – ARR).. 60

3-7-2- ارزش فعلی خالص (Net Present Value – NPV).. 61

3-7-3- نرخ بازده داخلی ( IRR- Internal Rate of Return).. 61

3-7-4- دوره بازگشت سرمایه (P.B.P – Pay Back Period).. 62

3-8- مشکلات و محدودیت های به کارگیری تحلیل هزینه – فایده.. 63

3-9- مراحل انجام تحقیق.. 64

3-10- ساختار داده های کامفار.. 66

3-10-1- تعریف پروژه.. 66

3-10-2- برنامه ریزی زمانی.. 66

3-10-3- محصول.. 66

3-10-4- واحد های پولی.. 66

3-10-5- نرخ تنزیل.. 67

3-10-6- هزینه های سرمایه گذاری و سالیانه.. 67

3-10-7- نرخ استهلاک.. 69

3-10-8- هزینه های پیش از تولید.. 69

3-10-9- اثر تورم.. 70

3-10-10- تحلیل حساسیت.. 70

3-11- ارزیابی مالی پایه های روشنائی.. 72

3-11-1- حالت اول: پایه های روشنائی فسیلی (شبکه برق سراسری).. 72

3-11-2- حالت دوم: پایه های روشنائی بادی.. 79

3-11-2-1- انتخاب توربین بادی.. 79

3-11-2-2- هزینه های توربین بادی.. 81

3-12- فواید و درآمدهای حاصل از پروژه.. 85

3-12-1- تصادفات جاده ای.. 86

3-12-2- سایر موارد.. 92

برای دیدن جزییات بیشتر و دانلود پایان نامه اینجا کلیک کنید

 

3-13- نتایج محاسبات (کامفار).. 93

3-13-1- ارزش فعلی خالص و نرخ بازدهی داخلی سرمایه گذاری.. 93

3-13-2- تحلیل حساسیت.. 96

3-13-2-1- تأثیر تغییر نرخ تنزیل بر ارزش فعلی هزینه ها.. 96

3-13-2-2- تأثیر تغییر سرمایه گذاری اولیه بر ارزش فعلی هزینه ها.. 98

3-13-2-3- تأثیر تغییر هزینه عملیاتی بر ارزش فعلی هزینه ها.. 99

3-14- خلاصه فصل.. 100

فصل چهارم نتیجه گیری و پیشنهادات

4-1- نتیجه گیری.. 103

4-2- پیشنهادات.. 104

4-2-1- راهکارهای اجرائی.. 104

4-2-2- تحقیقات آتی.. 107

منابع و مآخذ.. 109

پیوست ها.. 116

مقدمه

انسان از دیرباز با به کارگیری انرژی های فراوان و در دسترس طبیعت، در پی گشودن دریچه ای تازه به روی خویش بوده است تا از این رهگذر بتواند افزون بر آسان تر کردن کارها، فعالیت های خویش را با کمترین هزینه و بالاترین سرعت به انجام رساند و گامی برای آسایش بیشتر بردارد. در این میان با پیشرفت علم و فناوری، ساخت ماشین ها و ابزارهای گوناگون به کارگیری انرژی به اوج خود رسیده است تا جایی که انرژی نیز مانند غذا، پوشاک و مسکن تبدیل به اساسی ترین نیاز زندگی بشر گردید که با کمبود آن پویایی یک جامعه ممکن نخواهد بود. جایگاه انرژی در زندگی مادی بشر به قدری مهم است که وقوع هر پدیده ای را در جهان منوط به استفاده از آن باید دانست.

مدیریت هدف و ارتقای کارائی انرژی و بهینه سازی مصرف به معنی استفاده درست از صور مختلف آن برای تضمین توسعه پایدار و تأمین انرژی برای همگان و همه نسل ها و نیز جلوگیری از مضرات زیست محیطی ناشی از مصرف نادرست لازم است که مورد توجه قرار گیرد.

 

1-2-تعریف مسئله

نیاز گسترده انسان به منابع انرژی همواره از مسائل اساسی در زندگی بشر بوده و تلاش برای دستیابی به یک منبع تمام نشدنی انرژی از آرزوهای دیرینه انسان محسوب می شود. انسان همواره در تصورات خود نیروی تمام نشدنی را جستجو می کرد که در هر زمان و مکان در دسترس او باشد.

با توجه به هشدار صاحب نظران و متخصصان مبنی بر اتمام ذخیره ی منابع سوخت های فسیلی، حداکثر تا یک قرن دیگر، قطعاً کشورهایی که از نظر تأمین انرژی در تنگنا قرار دارند، با رکود و بحران روبرو خواهند شد. در این زمان احتمالاً کشورهای پیشرفته، آن هایی خواهند بود که فناوری را خردمندانه به کار برده و منابع انرژیهای جدید را از قبل شناخته و مهار کرده اند.

سوخت های فسیلی بیش از 95 درصد انرژی مورد نیاز را در ایران و بیش از 81 درصد انرژی مصرفی دنیا را تأمین می کنند. سوزاندن این هیدروکربورها باعث تولید بخار آب، گاز کربنیک و گازهای سمی دیگر نظیر CO  و SO₂ و اکسیدهای ازت می شود که همه ی آن ها، غیر از بخار آب، روی محیط زیست در سطح ملی، منطقه ای و جهانی اثر تخریبی دارند (بهادری نژاد، فروردین 1373).

در صورت پذیرش این واقعیت که کشور ما از این وضعیت مصون نخواهد بود، ضرورت استفاده از کلیه امکانات، به منظور دستیابی به انرژی های تجدیدپذیر شونده آشکار می شود.

در این راستا، انرژی خورشیدی منبعی عظیم برای کشور به حساب می آید. مهار این مقدار عظیم انرژی مستلزم دسترسی به فناوری های پیشرفته و کاربرد کلکتورهای بزرگ و سلول های فتوولتائیک می باشد.

به غیر از انرژی خورشید، جهان امروز به انرژی باد چشم دوخته است. اهمیت این موضوع آن گاه آشکار می شود که هزینه های سرسام آور تأمین انرژی برق و روند افزایش سالانه ی آن را در کشور مورد مقایسه قرار می دهیم ( کاویانی، 1374).

انرژی باد از جمله انرژی های تجدیدپذیری است که به علت گستردگی، بازدهی بالا، اقتصادی بودن و اینکه در مقایسه با دیگر انرژی های تجدیدپذیر در ابعاد وسیع تری مورد بهره برداری قرار گرفته، عملاً  از جایگاه ویژه ای برخوردار است. بنابراین، لازم به نظر می رسد که با توجه به تمام ابعاد و راهکار های ممکن، فناوری های مربوط به توسعه ی بهره برداری از انرژی باد را در ایران شناسائی کرد.

در مورد مکانیزم تشکیل باد میتوان گفت که، تشعشعات دریافتی خورشید توسط زمین، موجب گرم شدن هوای اتمسفر شده و به همین دلیل هوا به سمت بالا حرکت می کند. شدت این گرمایش در استوا؛ جایی که خورشید عمود می تابد؛ بیشتر از هوای اطراف قطبین؛ جایی که زاویه تابش خورشید تند می باشد؛ خواهد بود و هوای اطراف قطبین نسبت به هوای استوا کمتر گرم می گردد. دانسیته هوا با افزایش دما کاهش پیدا کرده و بنابراین هوای سبکتر استوا به سمت بالا حرکت کرده و در اطراف پخش می گردد. این عمل موجب افت فشار در این ناحیه گردیده و موجب می گردد هوای سرد از قطبین به سمت استوا جذب گردد.
همچنین وقتی خورشید در طول روز می‌تابد، هوای روی سرزمین‌های خشک سریعتر از هوای روی دریاها و آب ها گرم می شود. هوای گرم روی خشکی بالا رفته و هوای خنک تر و سنگین تر روی آب جای آن را می‌گیرد که این فرآیند بادهای محلی را می‌سازد. این به آن معناست که روز از سمت دریا به سمت ساحل باد می وزد. در شب، از

یک مطلب دیگر :

بهترین روش تغذیه برای عضله سازی حرفه‌ای

 آنجا که هوا روی خشکی سریعتر از هوای روی آب خنک می‌شود، جهت باد برعکس می‌شود. بنابراین باد به علت گرادیان فشار به وجود آمده از تابش غیر یکنواخت خورشید به سطح زمین به وجود می آید. امروزه از انرژی بادی جهت تولید الکتریسیته، پمپاژ آب از چاه ها و رودخانه ها، آرد کردن غلات، کوبیدن گندم، گرمایش خانه و مواردی نظیر این می توان استفاده نمود. استفاده رایج از انرژی بادی در توربین های بادی و به منظور تولید الکتریسته بکار گرفته می شوند (وزارت نیرو، سازمان انرژی های نو ایران، سانا).

یکی از موارد استفاده از انرژی الکتریسته تولید شده توسط انرژی بادی، روشنایی معابر، پارک ها، جاده ها، و به طور کلی محل های تردد و عبور و مرور می باشد.

این پایان نامه در نظر دارد تا ضمن ارزیابی اقتصادی استفاده از انرژی بادی و فسیلی در تولید انرژی الکتریسته، به بررسی اقتصادی نحوه و چگونگی تأمین انرژی سیستم روشنائی در پارکینگ های موجود در آزاد راه قزوین- رشت، بپردازد.

   1-3-ضرورت تحقیق

کاهش سریع سوخت های فسیلی، بحث گرمایش جهانی و اثر پدیده ی گلخانه ای و ریزش باران های اسیدی، لزوم بهره برداری از انرژی های تجدید شونده، به ویژه انرژی باد را افزایش داده است.

همچنین در گسترش برنامه های عمرانی، شایسته است توان محیطی مناطق شناسایی شود و تلاش جدی و مؤثری برای توسعه بهره برداری از پتانسیل انرژی باد در کاربردهای مختلف انجام گیرد.

در مورد مزایای استفاده از انرژی باد می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• با توجه به آلودگی های محیط زیست در اثر استفاده از سوخت های فسیلی، این انرژی می تواند فاقد اثرات مخرب آلودگی محیط زیست منابع فسیلی و تا حدی هسته ای بوده و می تواند به عنوان یک جایگزین مطرح باشد.
• هزینه ی استفاده از دستگاه های بادی در قیاس با دستگاه های تولید انرژی معمولی فعلی کمتری باشد.
• نیروگاه های بادی بزرگ ناشی از تلفیق مجموعه ای از نیروگاه های کوچک، می تواند مصارف برق شهری و صنعتی را تأمین نماید.
• چون نیروگاه های بادی نیاز به سوخت فسیلی ندارند، بنابراین استفاده از این نیروگاه ها فاقد مشکلاتی نظیر تأسیس پالایشگاه ها و حمل و نقل سوخت از مراکز تولید به محل مصرف خواهند بود.
• از نظر نگهداری و تعمیرات در قیاس با نیروگاه های فعلی، تعمیرات مورد نیاز به مراتب کمتر خواهد بود.
• به علت پخش بودن نیروگاه و متمرکز نبودن آن در مواقع جنگ و سایر بلایای طبیعی، ضربه پذیری آن از نیروگاه های متمرکز بسیار کمتر خواهد بود.
• جهت رشد کشاورزی به خصوص در جاهایی که زمین مساعد و آب زیرزمینی کافی وجود دارد، ولی به دلیل فقدان انرژی در حال حاضر قابل بهره برداری نیست، بسیار مؤثر خواهد بود (محمدی، 1379).

یکی از موارد استفاده از انرژی برق تولید شده توسط انرژی بادی، کاربرد آن در در روشنایی جاده های کشور می باشد.

تصادفات جاده ای و ترافیکی یکی از شایع ترین سوانح و حوادث است که سالانه جان بسیاری از مردم را در جهان به خطر می اندازد. کشور ما، ایران از این نظر یکی از کشورهای دارای بیشترین موارد تصادف و مرگ و میر ناشی از آن معرفی شده است. این مسئله باعث افزایش هزینه های مستقیم ( مانند هزینه های درمانی ناشی از تصادفات و مراقبت از معلولان حادثه) و غیر مستقیم (نظیر ایجاد مشکلات روانی و افسردگی در افراد خانواده، از دست دادن نیروی کار فعال به صورت دایم یا موقت) می شود (صمدی،  نظیفی، 1390).

بر اساس گزارش سال 2002 سازمان بهداشت جهانی همه ساله، بیش از یک میلیون و 200 هزار نفر در سوانح جاده ای کشته و بیش از 50 میلیون نفر دچار آسیب های جدی می شوند. هم چنین مطالعات این سازمان نشان می دهد که در سال 1990 میلادی، تصادفات جاده ای در رده ی نهم مهمترین عوامل تعیین کننده ی سلامتی جامعه قرار داشته که تا سال 2020 به سومین علل مرگ و میر و معلولیت در جوامع بشری تبدیل خواهد شد (هدایتی و همکاران، 1388).

تحقیقات به عمل آمده نشان می دهد که علل اصلی تصادفات و سوانح حمل و نقل، متغیرهای مربوط به وسائل نقلیه، امکانات جاده ای نامناسب و عوامل انسانی است. در این میان تأمین امنیت جاده ای برای جلوگیری از حوادث و صدمات جاده ای به عنوان بخشی مهم از سلامت جامعه نیازمند برنامه ریزی جامع و هماهنگ در بخش های مختلف دولت مانند وزارت خانه های بهداشت، راه و ترابری، نهادهای آموزشی و اطلاع رسانی، نیروهای انتظامی و سازمان های غیر دولتی است.  بر این اساس، تلاش در جهت بهبود وضعیت سلامت سفر و کاهش خطرات سوانح رانندگی با توسعه و به کارگیری ایمنی ترافیکی امری ضروری است (وزیری، 1384).

بنابراین همانطور که اشاره شد، یکی از علل تصادفات، عوامل انسانی است، به عبارت دیگر عواملی نظیر خواب آلودگی و خستگی رانندگان می تواند نقش بسیار مهمی در واژگونی وسایل نقلیه ایفا کند.

از این رو، وجود پارکینگ های عمومی تعبیه شده در کنار جاده ها، می تواند نقش مؤثری در کاهش  تصادفات ایفا کند.

با استفاده از انرژی تولید شده توسط نیروگاه های فسیلی، نیروگاه های برق- آبی، توربین های بادی، و انرژی خورشیدی می توان روشنایی در جاده ها را تأمین نمود. اما همانطور که گفته شد استفاده از  انرژی های تجدیدپذیر از جمله انرژی های بادی و خورشیدی به دلیل محدودیت منابع فسیلی و ایجاد آلودگی و آثار مخرب زیست محیطی این منابع، استفاده از انرژی های نو مقرون به صرفه است.

تحقیق حاضر، قصد دارد به برآورد هزینه ها و منافع استفاده از انرژی بادی و مقایسه ی آن با نیروگاه فسیلی بپردازد، و همچنین کاربرد استفاده از انرژی برق تولید شده توسط این دو انرژی را به صورت موردی در آزاد راه قزوین – رشت ( پارکینگ های کنار جاده ای مربوطه) مورد بررسی قرار دهد.

 

1-4-اهداف تحقیق

تحقیق حاضر، ضمن بررسی هزینه و فایده استفاده از انرژی فسیلی و بادی در تأمین روشنایی راه، به مقایسه دو روش تأمین روشنائی مذکور می پردازد.

بطور کلی اهداف این مطالعه به شرح زیر میباشد:

• برآورد هزینه ها و منافع مستقیم و غیر مستقیم تأمین روشنایی از طریق انرژی بادی
• برآورد هزینه ها و منافع مستقیم و غیر مستقیم تأمین روشنایی از طریق نیروگاههای سوخت فسیلی
• مقایسه هزینه ها و منافع تامین روشنایی جاده از طریق نیروگاههای برق سراسری با تأمین روشنایی از طریق سیستم های انرژی بادی

در تمام موارد ذکر شده در بالا، برآورد انجام شده، به صورت موردی،  در آزاد راه قزوین – رشت  (پارکینگ های موجود در آزاد راه) صورت خواهد گرفت.

 

1-5-سؤال تحقیق

استفاده از انرژی برق بادی، در مقایسه با نیروگاه های فسیلی، دارای چه هزینه ها و منافعی می باشد و برای تأمین روشنائی پارکینگ های کنار جاده ای آزاد راه قزوین- رشت، از نظر تجزیه و تحلیل اقتصادی استفاده از کدام نوع انرژی به صرفه می باشد؟

1-6-فرضیه تحقیق

استفاده از برق تولید شده از انرژی بادی به صرفه تر از برق نیروگاه های فسیلی، برای تأمین روشنائی جاده ها می باشد.

1-7-مواد و روش انجام تحقیق

روش تحقیق در این پژوهش، روش کاربردی بوده، گردآوری اطلاعات از طریق مطالعه و مرور سوابق و پیشینه های موجود در کتابخانه ها و سایر مراکز اطلاعات است و تحلیل اطلاعات به صورت کمی می باشد. به منظور مقایسه هزینه ها و فواید استفاده از برق بادی و نیروگاههای برق فسیلی، از روش تحلیل هزینه فایده و نرم افزار کامفار استفاده شده است.

2-1- مقدمه:

زندگی روزمره مردم وابسته به تولید و مصرف انرژی است، لذا عرضه و تقاضای آن در جوامع بشری به طور مستمر رو به افزایش است. درحال حاضر، بیش از نیمی از انرژی مصرفی جهان را سوخت های فسیلی تأمین میکنند که با تولید گازهای آلاینده و گلخانه ای در فرآیند تبدیل و در نتیجه تخریب لایه اوزون، محیط زیست را به شدت مورد تهدید قرار داده و موجب گرم شدن بیشتر دمای کره زمین می شوند

به طور کلی می توان گفت، دنیای امروز با دو بحران بزرگ در زمینه انرژی روبرو است؛ آلودگی محیط زیست در اثر احتراق سوخت های فسیلی و پایان پذیر بودن این سوخت ها. در سطح جهانی در 30 سال آینده، میزان انتشار دی اکسید کربن در اثر تولید و مصرف انرژی با آهنگی سریع تر از رشد مصرف انرژی پایه، افزایش خواهد یافت. میزان انتشار این گاز بین سال های 2000 تا 2030 با رشد یکنواخت 8/1 درصد در سال، در نهایت به 38 میلیارد تن در سال خواهد رسید که به منزله 70 درصد افزایش نسبت به میزان انتشار سالانه کنونی است.

از سوی دیگر کافی نبودن سوخت های فسیلی و محدودیت آن ها در تأمین انرژی در آینده نزدیک، بر اساس پیش بینی تمام سناریوها، امری غیر قابل اجتناب است. طبق یکی از سناریوهای تأیید شده توسط اداره اطلاعات انرژی آمریکا [1](EIA)، در صورت وجود ذخیره  1317 میلیارد بشکه نفت خام و مصرف 84 میلیون بشکه در روز، منابع نفتی بعد از 43 سال به پایان خواهد رسید ( دیانتی زاده، 1390).

آنچه همگان را به استفاده از انرژی های نو ترغیب می کند، محدویت ذخایر فسیلی و اثرات نامطلوب زیست محیطیِ پسماند های آن ها، نوسان قیمت ها و بحران های انرژی است. و آنچه همگان را از جانشینی سریع انرژی های نو باز می دارد، بازده پائین آن ها در مقایسه با انرژی های فسیلی، بالا بودن هزینه استفاده و تبدیل، آزمایشی بودن بسیاری از طرح ها و بی رغبتی دولت ها و صنایع به حمایت از آن هاست (خوش اخلاق و همکاران، 1384).