ارزيابي چرخه حيات فرآيند توليد الكتريسيته با استفاده از سيستم فتوولتاييك

كارشناسي ارشد

طي چند دهه¬ي اخير، افزايش مصرف انرژي و گسترش معضلات و آسيب¬هاي زيست‌محيطي به شيوه¬اي افسارگسيخته جامعه¬ جهاني را تحت اثر قرار داده¬اند، در اين ميان، گرمايش جهاني مهم¬ترين و گسترده‌ترين معضل زيست‌محيطي شمار مي¬رود. در مراتب پايين‌تر، آلودگي هوا، آلودگي آب¬ها، اسيدي شدن آب و خاك و كاهش منابع، ديگر اثرات گريبان گير بشر امروز محسوب مي¬شوند. توليد برق در مقياس جهاني، 42% نشر گازهاي گلخانه¬اي و 48% نشر دي¬اكسيد گوگرد را به خود اختصاص داده و 64% زغال‌سنگ و 40% گاز طبيعي توليدشده، در اين بخش به مصرف مي¬رسد. به سبب اهميت اين صنعت، آژانس بين‌المللي انرژي در چشم¬انداز ترسيم‌شده براي نيل به افق توسعه پايدار تا سال 2040، دي‌اكسيد كربن معادل توليدي به ازاي توليد هر كيلووات ساعت الكتريسيته را g 69 و سهم مكانيسم¬هاي بادي و خورشيدي در تأمين برق جهاني را 38% پيشنهاد داده است. به سبب اهميت توسعه صنعت فتوولتاييك به دلايل مذكور، پتانسيل بالاي توليد برق خورشيدي در ايران و عدم وجود مطالعه¬اي جامع در حوزه ابعاد زيست‌محيطي نيروگاه¬ها فتوولتاييك كشور، چرخه حيات احداث نيروگاه فتوولتاييك «ساري نور» با ظرفيت kW 150، در پژوهش حاضر مورد ارزيابي قرار گرفته است. «ارزيابي چرخه حيات» را مي¬توان جامع¬ترين، چندجانبه¬ترين و قابل‌اطمينان‌ترين روش مهندسي-اقتصادي-مديريتي براي مدلسازي محصولات و فرآيندها دانست. برخلاف ساير پژوهش¬هاي مشابه، در اين پژوهش تمامي عناصر BOS در نظر گرفته شده و يكايك مراحل حمل‌ونقل ادوات و تجهيزات مدلسازي شده است. مرزهاي اين ارزيابي تمامي مراحل چرخه حيات تجهيزات مورداستفاده در نيروگاه از استخراج مواد اوليه تا توليد، حمل‌ونقل و نصب در نيروگاه را شامل مي¬شود. مدلسازي ارزيابي چرخه حيات در اين پژوهش به كمك نرم افزار Simapro انجام شده است. انرژي اوليه كل مصرف‌شده، اثرات ايجادشده بر گرمايش جهاني، اسيدي شدن آب و خاك و يوتريفيكاسيون منابع آبي در تمامي مراحل چرخه عمر احداث نيروگاه، تحليل شده است. نتايج به‌دست‌آمده، دوره بازگشت انرژي نيروگاه را 3553/1 سال ارائه مي¬كند. اثرات به‌جاي مانده بر ساير گروه اثرات به ترتيب kg-CO2,eq/kWh 04154/0، kg-SO2,eq/kWh 00019149/0، kg- PO43-,eq/kWh 00005734/0 محاسبه شده است. چرخه حيات توليد پنل¬هاي خورشيدي مورداستفاده در نيروگاه كه در يكي از كارخانه¬هاي ايراني توليد شده براي نخستين بار در كشور مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج مدلسازي نشان از مصرف MJ/WP 4/15 انرژي طي كل مراحل چرخه حيات توليد و انتشار kg CO2-equiv. /WP 4356/1 ، kg SO2-equiv. /WP 006/0 و kg PO43- equiv. /WP 0013/0 به ترتيب در گروه اثرات گرمايش جهاني، اسيدي شدن آب و خاك و يوتريفيكاسيون منابع آبي دارد. در پژوهش حاضر سه روش نوآورانه براي مدلسازي دوره بازگشت انرژي و دو روش نوآورانه براي مدلسازي گروه اثرات زيست‌محيطي پيشنهاد شده است كه مي¬تواند دقت مدلسازي موارد مذكور را نسبت به روش-هاي مرسوم تا 36% بهبود بخشد. در ادامه، وضعيت توليد گازهاي گلخانه¬اي در صنعت برق كشور بررسي‌شده، اختلاف آن با چشم¬انداز توسعه پايدار آژانس بين‌المللي انرژي تشريح شده و سناريوهايي براي نيل به اين چشم¬انداز ارائه شده است. نتايج اين پژوهش مي‌تواند به‌منظور مقايسه با ساير نيروگاه¬ها و سياست‌گذاري براي توسعه صنعت برق كشور مورداستفاده قرار گيرد.

194885

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سمانه قندهاريون

تبديل انرژي - سيستم‌هاي انرژي

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور