انتخاب مکان مزرعه بادی
مطالعه موردی ۳ – انتخاب مکان مزرعه بادی
مزرعه بادی منطقه ای از زمین است که گروهی از توربین های بادی برای تولید انرژی استفاده می کنند. مزارع بادی می تواند حداقل پنج توربین بادی یا چند صد توربین بادی داشته باشد. مزارع بادی به عنوان منبع بالقوه وسیع انرژی تجدیدپذیر، به ویژه در کشورهایی که بر انرژی جایگزین متمرکز هستند، بسیار محبوب هستند. در ایالات متحده بیست ایالت به علاوه ناحیه کلمبیا دارای استانداردهای نمونه کارها تجدیدپذیر هستند که به درصد خاصی از انرژی از منابع تجدیدپذیر از جمله نیروی باد تا یک سال خاص نیاز دارد. در سال ۲۰۰۹ ، ۹۵۸۱ مگاوات ظرفیت تولید باد در ایالات متحده اضافه شد که ۴۱ درصد از کل ظرفیت افزوده شده کل کشور را در آن سال به خود اختصاص داد (اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده، ۲۰۱۱). بدیهی است که مکان ایده آل برای نیروگاه بادی، مکان بادخیز است. در برخی موارد مکان بادی نیز ممکن است عموماً غیرقابل استفاده یا غیرقابل سکونت باشد. در برخی دیگر مزرعه بادی ممکن است املاک مفیدی را که می تواند برای کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد، تصاحب کند. علاوه بر این مزارع بادی ممکن است تهدیدی جدی برای پرندگان مهاجر باشد. بنابراین بهترین مکان برای مزرعه بادی همیشه جایی نیست که بیشترین منابع باد وجود داشته باشد. سایر عوامل اجتماعی و اقتصادی و محیطی نیز در انتخاب محل مزارع بادی نقش دارند. (وان هارن و فتناکیس، ۲۰۱۱) مطالعه موردی از انتخاب مکان مزارع بادی در ایالت نیویورک از طریق تجزیه و تحلیل چند معیاره با ArcGIS ارائه کردند.
مطالعه موردی آنها چندین معیار اقتصادی، برنامه ریزی، فیزیکی و زیست محیطی را در فرآیند مکان یابی سه مرحله ای خود در نظر گرفت، از جمله:
۱) معیارهای برنامه ریزی – مقررات برنامه ریزی ، نفوذ بصری ، سر و صدا و ایمنی
۲) معیارهای فیزیکی – دسترسی به ساخت و ساز و استحکام پایه
۳) معیارهای زیست محیطی – زیستگاه حیات وحش ، هیدرولوژی و تأثیرات آن بر پرندگان
۴) معیارهای اقتصادی – منابع بادی، هزینه های دسترسی به جاده و پاکسازی زمین، و هزینه های اتصال به شبکه
سه مرحله از فرآیند مکان یابی عبارت بودند از :
مرحله ۱ – شناسایی مکان های بالقوه امکان پذیر
مرحله ۲ – ارزیابی اقتصادی
مرحله ۳ – ارزیابی تاثیر پرنده
در مرحله ۱، مکانهای غیرقابل دسترس شناسایی و با توجه به برنامه ریزی، محدودیت های فیزیکی و اکولوژیکی حذف شدند. آنها شامل (الف) سرزمین های فدرال و هندی مانند پارک های ملی، پایگاه های نظامی، پناهگاه های حیات وحش و سایر زمینهایی که وظایف خاصی را انجام می دهند (محدود به مقررات برنامه ریزی)، (ب) مناطق شهری، جاده ها و مجاورت آنها (محدود به نفوذ بصری، سر و صدا و ایمنی)، (ج) زمینه های متخلخل کارست (محدود به استحکام فونداسیون برای نصب توربین بادی)، (د) شیب های بیش از ۱۰ درصد (محدود به دسترسی به ساختمان) و (ه) دریاچه ها و مجاورت آنها (محدود شده توسط محیط زیست).
هفت لایه داده نقشه، نشان دهنده زمین فدرال، زمین هند، مناطق شهری، جاده ها، دریاچه ها، GTOPO30 DEM و Karst (بالای ۱۰۰ متر عمق)، از پایگاه داده ملی Atlas GIS ایجاد شده توسط سازمان زمین شناسی ایالات متحده به دست آمد. ۵۰۰ متر بافر در اطراف جاده ها، ۱۰۰۰ متر حایل در اطراف شهرها، ۲۰۰۰ متر حایل در اطراف شهرها و ۳۰۰۰ متر حایل در اطراف دریاچه ها و زمین های هند با استفاده از تابع بافر ArcGIS برای نمایش موانع تخصیص یافته به امکان سنجی مزرعه بادی ایجاد شدند. نقشه شیب از DEM با استفاده از تابع شیب ArcGIS استخراج شد. لایه زمین فدرال، لایه ناحیه کارست، لایه شیب و لایه‌های بافر برای ایجاد یک لایه نقشه که تمام مکانهای غیرممکن ذکر شده در بالا را حذف می‌کند، ترکیب شدند. سایت های باقی مانده در لایه نقشه خروجی سایت های بالقوه امکان پذیر بودند. شکل ۱۰-۴ فرآیند مرحله ۱ را نشان می دهد
در مرحله ۲، سایت های بالقوه امکان پذیر بر اساس ارزش فعلی خالص مورد انتظار آنها که از هزینه های جاده های دسترسی، پاکسازی زمین و اتصال به شبکه و درآمد حاصل از برق تولید شده محاسبه شده است، ارزیابی و رتبه بندی شدند. هزینه های اتصال به شبکه به عنوان تابعی از هزینه مورد نیاز برای ساخت یا ارتقاء پست، هزینه کابل در واحد مسافت (به عنوان مثال، در هر کیلومتر) و فاصله تا نزدیکترین خط برق یا پست محاسبه شد. این ها بر اساس نقشه ای با پست ها و خطوط انتقال محاسبه شدند. هزینه های پاکسازی زمین به نوع پوشش گیاهی موجود در سایت بستگی دارد. پایگاه ملی پوشش زمین داده های نوع پوشش گیاهی را ارائه کرد. هزینه های پاکسازی زمین برای انواع مختلف پوشش گیاهی ($/acre) از مراجع وب به دست آمد. هزینه های جاده های دسترسی به ۸۲۰۰۰ دلار در هر کیلومتر به نزدیکترین جاده موجود تعیین شد. درآمد حاصل از برق تولیدی بر اساس منابع بادی محلی تعیین شد که بر حسب تولید انرژی سالانه یا بازده برق اندازه‌گیری شد. داده های تولید سالانه انرژی توسط Associated Weather Services ارائه شده است. آنها بر اساس داده های سری زمانی در سرعت، جهت، دما و فشار باد در مکان های مختلف برآورد شدند. کل درآمد حاصل از تولید برق با سالانه کردن بازده برق ضربدر درآمد مورد انتظار به ارزش فعلی خالص تبدیل شد. نتیجه این مرحله نقشه اولویت بود که مکان های امکان پذیر بالقوه را بر اساس ارزش فعلی خالص آنها رتبه بندی می کرد. شکل ۱۰-۵ روند را نشان می دهد.
شکل ۱۰-۴ تجزیه و تحلیل GIS در مرحله ۱ انتخاب سایت نیروگاه بادی
شکل ۱۰-۵ تجزیه و تحلیل GIS در مراحل ۲ و ۳ انتخاب سایت نیروگاه بادی
در مرحله ۳، مکان های بالقوه امکان پذیر برای اثرات بالقوه بر پرندگان مورد ارزیابی قرار گرفت. نقشه مناطق مهم پرندگان تهیه شده توسط برنامه مناطق مهم پرندگان ایالت نیویورک از طریق عملیات همپوشانی با نقشه اولویت دار مرحله ۲ قطع شد (شکل ۱۰-۵ را ببینید). مناطق مهم پرندگان از نظر مرگ و میر پرندگان مکانهای بالقوه مشکل ساز را نشان می دهد. مکانهای دارای رتبه بالا که خارج از مناطق مهم پرندگان واقع شده اند، بعنوان امکان پذیرترین مکانها شناخته شده اند. با این حال نویسندگان پیشنهاد کردند که بررسی ها و ارزیابی های فردی لازم است زیرا مناطق مهم شناسایی شده پرندگان بیانی قطعی از وجود یا عدم وجود همه گونه ها در یک مکان معین نیستند و هنوز تجزیه و تحلیل کامل تأثیرات محیطی مورد نیاز است.
بدون دیدگاه