بررسی احداث نیروگاه های خورشیدی خانگی در استان کرمان

کشور ایران با داشتن میانگین تابش خورشیدی ۵ کیلووات ساعت بر متر مربع در روز از ظرفیت بالایی برای استفاده از انرژی خورشیدی برخوردار است. بر اساس پیش­ بینی­ ها تا سال ۲۰۵۰ میلادی ۳۴ درصد از کل برق مصرفی دنیا از انرژی خورشیدی تامین می­ گردد. استان کرمان به­­ عنوان یکی از استان های کشور به دلیل قرارگیری در عرض­ه ای جغرافیایی پایین و کثرت ساعات آفتابی به طور بالقوه از پتانسیل بالایی در انرژی خورشیدی برخوردار است. ایجاد سیستم ­های تولیدی انرژی خورشیدی در سطح استان به­ ویژه در مناطق محروم به­ منظور کسب درآمد از فروش انرژی به شرکت­ های توزیع را می توان در کنار افزایش توانمندی­ های افراد محلی در زمینه ایجاد کسب­ و کار­های مرتبط با انرژی خورشیدی و اشتغال­ زایی دانست.

کلیدواژه: نیروگاه خورشیدی، انرژی، کرمان

ضرورت و اهداف پژوهش

منابع انرژی تجدیدپذیر در بسیاری از کشورها برای حل مشکلات زیست­ محیطی مورد توجه قرار گرفته است. استان کرمان به دلیل تابش خورشید بیش از ۳۰۰ روز در سال از مزیت خوبی در انرژی خورشیدی برخوردار است که می ­تواند موقعیت استان را در زمینه تامین انرژی پاک و همچنین جذب سرمایه گذاران خارجی بهبود بخشد. به همین دلیل مطالعه ارزیابی تابش خورشیدی در این منطقه برای کاربردهای بالقوه انرژی خورشیدی مورد ­توجه است. اگرچه انرژی خورشید رایگان است ولی تجهیزات تولید برق از انرژی خورشیدی به سرمایه اولیه زیادی احتیاج دارد که قابل رقابت با انرژی سوخت فسیلی ارزان ­قیمت نیست؛ بنابراین در این پژوهش ارزیابی فنی، اقتصادی، اجتماعی و زیست­ محیطی سیستم­ های خورشیدی هم برای بخش دولتی و هم بخش خصوصی به­ منظور سرمایه­ گذاری بهینه صورت گرفته است.

روش شناسی پژوهش

در این پژوهش به ­منظور استخراج معیارها و زیرمعیارها، از روش دلفی و سپس برای تعیین وزن کلیه معیارها، زیرمعیارها و اولویت­ بندی شهرها در استان کرمان، با کمک نرم ­افزار Expert choice از روش تحلیل سلسه مراتبی “AHP” استفاده شده است. برای به­ دست آوردن معیارهای اقتصادی و اجتماعی-زیست­ محیطی نیز از روابط مشخص و نرم­افزار  MATLAB بهره ­گیری شده است. معیارهای فنی و فرعی مکانی با استفاده از نرم افزار PvSyst محاسبه شده و همچنین برای ارزیابی عملکرد اقتصادی سیستم­ های فتوولتائیک خانگی از ارزش فعلی خالص (NPV)، نرخ بازدهی داخلی (IRR) و دوره بازگشت سرمایه (PP) استفاده شده است.

بررسی شهرستان ­های استان برحسب معیارها و زیرمعیارها

با استفاده از مطالعات صورت گرفته، ۴ معیار اصلی و ۱۵ زیرمعیار به عنوان شاخص­ های سنجش مزیت­ های مکانی، فنی، اقتصادی، اجتماعی-زیست محیطی استخراج شده­ اند. نتایج مطالعات نشان می­ دهد که معیار مزیت اقتصادی بیشترین وزن را در بین سایر معیارها دارد. در رتبه­ های بعدی به ترتیب معیارهای مزیت مکانی، مزیت فنی، و در آخر مزیت اجتماعی-­زیست­ محیطی ذکر شده است. در میان زیرمعیارهای مکانی، زیرمعیار میزان تابش خورشید، از میان زیرمعیارهای اقتصادی، زیرمعیار نرخ بازده داخلی و از میان زیرمعیارهای مزیت اجتماعی-زیست ­محیطی، زیر معیار نرخ بیکاری دارای بیشترین وزن می ­باشد. در ادامه بررسی هر کدام از معیارها آمده است.

الف) معیار مزیت اقتصادی

هزینه سرمایه ­گذاری ۸۵ میلیون ریال به ازای هر کیلووات، هزینه نگهداری و تعمیرات ۱۰ درصد سرمایه ­گذاری با نرخ تنزیل ۱۷ درصد و با در نظر گرفتن نرخ تعدیل و نرخ خرید تضمینی ۸۰۰۰ ریال به ازای هر کیلووات در دوره ۲۰ ساله محاسبه شده است. نتایج محاسبات زیرمعیارهای اقتصادی نشان می­دهد NPV برای تمامی شهرستان­ ها مثبت می ­باشد که بیشترین آن مربوط به شهرستان رابر و کمترین آن مربوط به شهرستان منوجان است. میانگین نرخ بازدهی داخلی ۲۳ درصد و مدت زمان بازگشت سرمایه با در نظر گرفتن نرخ تنزیل، ۷ سال و ۹ ماه می­باشد.

ب) معیار مزیت مکانی

نتایج محاسبات زیرمعیارهای مکانی با اسفاده از نرم­افزار PvSyst نشان می­ دهد میانگین میزان تابش خورشیدی در استان کرمان برابر با ۲۱۳۷ کیلووات ساعت بر مترمربع، میانگین دما برابر با ۲۱ درجه سانتی­گراد و میانگین ارتفاع از سطح دریا برابر با ۱۲۰۱ متر است.

ج) معیار مزیت فنی

میزان تولید سالانه شهرستان­ های استان کرمان به عنوان زیرمعیار مزیت فنی با استفاده از نرم­افزار ­PvSyst و با استفاده از پنل پلی­سیلیکونی با ظرفیت ۵ کیلووات محاسبه شده است. نتایج نشان می­ دهد بیشترین میزان تولید مربوط به شهرستان رابر و کمترین میزان تولید مربوط به شهرستان منوجان است و این در حالی است که متوسط تولید در استان کرمان ۹۵۲۹ کیلووات ساعت می ­باشد.

د) معیار مزیت اجتاعی-زیست­ محیطی

نتایج محاسبات زیرمعیارهای مزیت اجتماعی-زیست­ محیطی نشان می ­دهد بیشترین مقدار میزان گاز دی­ اکسید­کربن منتشر شده مربوط به شهرستان کرمان با عدد ۸۹۱۱۸۴.۲۳۲۴ تن و کمترین مقدار آن مربوط شهرستان رابر با عدد ۱۰۰۸۶.۱۳۹۸ تن می ­باشد. بیشترین مقدار زیرمعیار آب مصرفی مربوط به شهرستان کرمان با عدد ۸۱۳۵۰۰۸۵۹۷ لیتر و کمترین آن مربوط به شهرستان رابر با عدد ۹۲۰۶۹۴۴۰.۸۶ لیتر است. بیشترین میزان نرخ بیکاری مربوط به شهرستان فاریاب با عدد ۱۶.۵۷ و کمترین مقدار آن مربوط به شهرستان فهرج با عدد ۶.۱۸ می­باشد. بیشترین میزان درآمد خانوار مربوط به شهرستان راور با عدد ۱۵۶ و کمترین مقدار آن مربوط به شهرستان رودبار با عدد ۷۵.۶ است.

شناسایی بهترین مکان ساخت نیروگاه خورشیدی

نتایج رتبه ­بندی شهرستان ­های استان بر اساس مزیت­ ها مصورسازی شدند. بر این اساس شهر بافت و رابر بیشترین مزیت فنی را دارند. از سویی شهرهای ریگان، کهنوج، رودبار، منوجان، و قلعه­ گنج کمترین مزیت اقتصادی را دارند. همچنین براساس مزیت اجتماعی-زیست­ محیطی، شهر رابر کمترین مزیت را بین شهرهای استان دارد و براساس مزیت مکانی نیز تعداد شهرستان­ های بیشتری دارای این مزیت هستند. براساس مزیت ترکیبی، شهرستان­ های رابر و بافت دارای پتانسیل بالاتری نسبت به سایر شهرستان ­های استان کرمان است.

ارائه پیشنهاد

• با توجه به نتایج مطالعات و دسته ­بندی شهرستان ­های استان براساس مزیت ترکیبی، شهرستان­ های رابر و بافت دارای پتانسیل بالاتری نسبت به سایر شهرستان­ های استان کرمان است پس به عنوان بهترین مکان جهت احداث نیروگاه­ های خورشیدی ۵ کیلوواتی توصیه می شود. همچنین با توجه به توان رقابتی بالایی که دارد بهترین مکان در استان کرمان جهت صادارت انرژی خورشیدی است.
• به منظور تحقق اهداف توسعه پایدار به ویژه فقرزدایی و همچنین با توجه به اختلاف پتانسیل تولید برق از انرژی خورشیدی در تمامی نقاط از لحاظ مکانی، فنی، اقتصادی و اجتماعی-زیست­ محیطی، پیشنهاد می­ گردد نرخ خرید تضمینی نیز متفاوت باشد تا مناطقی که بازدهی انرژی کمتری دارند دولت با نرخ بالاتری برق را خریداری کرده تا سرمایه­ گذاری در این مناطق سودمند باشد.
• پیشنهاد می ­گردد در احداث نیروگاه­ های خورشیدی از تجهیزات داخلی استفاده گردد تا طبق قانون، دولت تا ۳۰ درصد بیشتر برق تولیدی را خریداری نمایند.

جمع بندی

استان کرمان به دلیل تابش خورشید بیش از ۳۰۰ روز در سال از مزیت خوبی در انرژی خورشیدی برخوردار است که می ­تواند موقعیت استان را در زمینه تامین انرژی پاک و همچنین جذب سرمایه گذاران خارجی بهبود بخشد. در این مطالعه ضمن شناسایی و استخراج معیارها و زیر معیارهای سنجش، شهرستان­ های استان کرمان طبق مزایای فنی، مکانی، اقتصادی و اجتماعی-سیاسی رتبه ­بندی شدند. بر این اساس شهرستان­ های رابر و بافت به عنوان بهترین مکان جهت احداث نیروگاه­ های خورشیدی ۵ کیلو واتی توصیه می ­شود. استفاده از نرخ خرید تضمینی شناور و استفاده از تجهیزات داخلی در احداث نیروگاه­ های خورشیدی از دیگر پیشنهادهای مطالعه حاضر است.

این مطالعه در اندیشکده تدبیر انرژی توسط مسعود رشیدی نژاد و به سفارش اندیشکده انرژی اتاق کرمان در سال ۱۳۹۸ انجام شده است.