مطالعه مکان یابی نیروگاه های حرارتی خورشیدی در ایالت میناس گرایس

تولید الکتریسیته گرمابی در سراسر جهان در کشورهایی مانند اسپانیا، ایالات متحده آمریکا، آلمان و بسیاری دیگر مورد توجه قرار گرفته است. در برزیل، این نوع تولید انرژی در قالب پروژه های بزرگ (بالای 80 مگاوات) ناشناخته باقی مانده است. با این حال، مشخص است که در کشور، مناطق گسترده ای از تابش مستقیم معمولی با شدت بالا و عامل فصلی کم وجود دارد، به ویژه در مناطق نیمه خشک برزیل، به طور عمده در شمال و شمال شرق Minas Gerais. علاوه بر این، این مناطق میناس گرایس دارای ویژگی های قابل توجه دیگری برای نصب این نیروگاه ها هستند: مجاورت با خطوط انتقال، مسطح بودن، عدم خطر انقراض پوشش گیاهی مربوطه، مشخصات کاربری مناسب (در دسترس بودن زمین بدون استفاده در کشاورزی)، کم بودن. سرعت باد، تراکم جمعیت کم و اخیراً افزایش تقاضا برای انرژی الکتریکی محلی به دلیل رشد اقتصادی بالاتر از نرخ متوسط ​​برزیل. علاوه بر این، راه اندازی نیروگاه های خورشیدی در آن منطقه به دلیل ماهیت پراکنده آن، با ایجاد اشتغال و درآمد، توسعه و رشد منطقه (به طور معمول فقیر) را به همراه خواهد داشت. این مقاله به بررسی موقعیت بهینه نیروگاه های ترموالکتریک در مناطق نیمه خشک میناس گرایس، با فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) می پردازد. GIS شامل مجموعه‌ای از منابع تخصصی است که امکان دستکاری داده‌های مکانی را فراهم می‌کند، کارایی و چابکی را در شناسایی مکان‌های مناسب برای نصب نیروگاه‌های خورشیدی به ارمغان می‌آورد و به طور همزمان امکان در نظر گرفتن سناریوهای آینده برای برنامه‌ریزی انرژی با تأثیرات مربوطه را فراهم می‌کند. هزینه ها و منافع این مطالعه سطوح بسیار امیدوارکننده تابش خورشیدی را برای تولید برق توسط انرژی خورشیدی، اعم از ترموالکتریک یا فتوولتائیک شناسایی کرده است که به تابش خورشیدی سالانه 2700 کیلووات ساعت در متر مربع در تابستان و در محدوده 2200 تا 2400 کیلووات ساعت بر متر مربع در سال می رسد. . این منطقه شامل منطقه وسیعی در شمال/شمال شرقی ایالت است که دارای نواحی پیوسته و هموار با شیب کمتر از 3 درصد است. علاوه بر این، منابع آبی با کیفیت بالا فراوان و به خوبی توزیع شده است. علاوه بر این، منطقه Minas Gerais دارای مناطق کمی با مشخصات کشاورزی بالا و کاهش تعداد واحدهای حفاظت شده است. بنابراین به طور کلی پوشش خطوط انتقال در آن منطقه مناسب است. با در نظر گرفتن مرتبط ترین جنبه هایی که قبلا ذکر شد و به عنوان مرجع محدودیت های ریز منطقه تعریف شده توسط IBGE، ریزمنطقه‌های زیر به عنوان امیدوارکننده‌ترین مناطق طبقه‌بندی شدند: 1) Janaúba، 2) Januária، 3) Pirapora و Unaí، 4) Pirapora و Paracatu، 5) Curvelo و Três Marias، و 6) Patrocínio و Araxá. در نهایت، مهم است که تأکید شود که این پتانسیل ممکن است به تدریج در میان مدت، با کمبود سایر منابع تأمین، افزایش مقیاس و آمادگی چنین فناوری‌هایی، و همچنین ایجاد یک سیستم پیچیده خورشیدی-بادی- آبی مورد بررسی قرار گیرد. همانطور که مشاهده شد، از مکمل قوی چنین منابعی استفاده می کند.

کلید واژه ها:

انرژی خورشیدی، نیروگاه خورشیدی ترموالکتریک، سیستم اطلاعات جغرافیایی، مناطق امیدوار کننده در میناس گرایس

1. مقدمه

1.1. شرح فناوری ها

یک نیروگاه خورشیدی ترموالکتریک عمدتاً از اجزای زیر تشکیل شده است: یک متمرکز کننده کلکتور خورشیدی که در آن جمع آوری و غلظت از طریق بازتاب یا پراش نور انجام می شود. جاذب که نور را جذب می کند و گرما را به سیال حرارتی منتقل می کند. یک سیستم ذخیره گرما؛ یک سیستم مولد بخار. و یک سیستم متعارف تبدیل انرژی حرارتی به برق ( شکل 1 ). اساساً در چهار مفهوم زیر می توان مقاطع جمع کننده را متمایز کرد: شکل 1 (الف) و شکل 1 (ب) به ترتیب متمرکز کننده های خطی و دو بعدی هستند و شکل 1 (ج) و شکل 1 (د) سه بعدی هستند. متمرکز کننده ها شکل 1(ب) و شکل 1 (د) دارای اجزای بازتابنده ای هستند که به عنوان هلیواستات شناخته می شوند که در آن هر آینه نور را برای گیرنده خطی یا حجمی منعکس می کند، در حالی که متمرکز کننده های شکل 1 (الف) و شکل 1 (ج) شکل دهنده تصویر هستند.

1.2. تکامل اخیر فن آوری ها و درج تجاری آنها

تکامل اخیر نیروگاه های ترموالکتریک خورشیدی در دهه 1980 آغاز شد و می توان آن را در موارد برجسته زیر خلاصه کرد [ 1 ]:

دهه 1980

· 1981- برج های خورشیدی معروف به SOLAR I (10.0 مگاوات، EUA)، CESA I (1.2 مگاوات اسپانیا)، THEMIS (2.5 مگاوات، فرانسه)، EURELIOS (1.0 مگاوات، ایتالیا) و NIO (1.0 مگاوات، ژاپن) متصل شدند. به یک شبکه الکتریکی

· 1984—Solar Electric Generating System I (SEGS)، یک نیروگاه خورشیدی ترموالکتریک با یک متمرکز کننده سیلندر سهموی با توان 13.8 مگاوات، شروع به کار کرد.

دهه 1990

· 1990- نه نیروگاه از نوع SEGS در پایگاه های تجاری (SEGS 1، 13.8 MWe؛ SEGS 2 تا 7، 30 MWe و SEGS 8 و 9.80 MWe)، در مجموع 354 MWe کاشته شدند.

· 1991- توسعه دهنده اصلی SEGS، Solar Light، اعلام ورشکستگی کرد.

· 1996 – برج خورشیدی، SOLAR II (بارستو، ایالات متحده آمریکا)، یک نیروگاه 10 مگاواتی، شروع به کار کرد و قابلیت ذخیره سازی با نمک های مذاب را نشان داد.

· 1990-2000 — با وجود وقفه در نصب سیستم های تجاری بزرگ، تحقیقات اساسی ادامه یافت.

دهه 2000

· 2004 — یک دیسک سهموی با موتور استرلینگ 150 کیلووات در آزمایشگاه ساندیا اجرا شد، دولت اسپانیا حکمی را اجرا کرد که خرید 200 مگاوات انرژی خورشیدی ترموالکتریک با هزینه تضمین شده را تحریک کرد.

· 2006 — نصب نیروگاه P&D (1 مگاوات) فناوری سهموی سیلندر در ساگوارو، ایالات متحده.

· 2007 — اجرای برج کارخانه تجاری PS10 و نوادا I 60 مگاواتی با فناوری سهموی سیلندر در اسپانیا.

شروع رشد تجاری سازی

· 2008 — Andasol I (اسپانیا، 50 مگاوات)، نیروگاه سهموی سیلندر، راه اندازی شد. همچنین، کیمبرلینا (EUA، 5 مگاوات)، اولین نیروگاه خورشیدی ترموالکتریک با متمرکز کننده خطی فرنل، نصب شد.

· 2009 — در اسپانیا: PS20 (برج خورشیدی 20 مگاواتی)، نیروگاه های سهموی استوانه ای در Puertollano، Andasol II و La Risca، هر کدام 50 مگاوات و فناوری خطی فرنل PE1 1.4 مگاوات ساخته شدند. در ایالات متحده، برج سیرا سان (5 مگاوات) ساخته شد.

· 2012 — ظرفیت تجمعی نیروگاه های حرارتی خورشیدی نصب شده در سراسر جهان 2236 مگاوات بود که اکثر نیروگاه ها از فناوری غلظت سهموی استوانه ای (95%) استفاده می کردند.

نیروگاه های SEGS (سیستم های تولید برق خورشیدی) در پایان قرن گذشته نصب شدند که نشان دهنده بزرگترین (354 مگاوات) و موفق ترین نمونه از فناوری حرارتی خورشیدی نصب شده با استفاده از متمرکز کننده های سهموی استوانه ای است. 9 کارخانه SEGS در سه مکان مختلف در صحرای موهاو در کالیفرنیا (ایالات متحده آمریکا) بین سال‌های 1984 و 1991 ساخته شدند و همچنان در عملیات تجاری هستند و قابلیت اطمینان فنی و تجاری آن را نشان می‌دهند.

پس از وقفه ای در نصب چنین سیستم هایی به مدت تقریبی 15 سال، در اواسط دهه 2000 مجدداً این فناوری از سر گرفته شد. در سال 2012، مقدار تجمعی نیروگاه های حرارتی خورشیدی واقع در سراسر جهان 2236 مگاوات بود که اکثریت آن از فناوری غلظت سهموی استوانه ای (95٪) بود. برآورد نیروگاه های خورشیدی حرارتی در حال ساخت و یا اعلام عمومی به دلیل استفاده از معیارهای مختلف از جمله در نظر گرفتن دوره های مختلف و عدم به روز رسانی تغییرات در پروژه از نظر توان تولیدی مغایر است. با توجه به [ 2حدود 2590 مگاوات در حال ساخت بود و 4508 مگاوات در ایالات متحده، 1080 مگاوات در اسپانیا و 4386 مگاوات در بقیه جهان اعلام شد. با در نظر گرفتن دقیق این اعداد، منطقی است که بگوییم سرعت رشد، میزان انباشت تجربه و افزایش مقیاس در سال های آتی بسیار دیدنی خواهد بود. بنابراین، بر اساس منحنی یادگیری تهیه شده توسط [ 3 ] ( شکل 2 )، این احتمال وجود دارد که در 10 سال آینده، هزینه انرژی حرارتی خورشیدی برابر با هزینه انرژی از شبکه معمولی باشد.

1.3. ترموالکتریک در زمینه تولید برق در MG

ایالت میناس گرایس تقریباً از تمام منابع بزرگ آب برای تولید برق آبی استفاده کرده است. با این وجود، گزینه‌های واردات انرژی، استفاده از سایر منابع تجدیدپذیر محلی (PCH، بادی و خورشیدی) یا ایجاد نیروگاه‌های حرارتی معمولی (با نفت کوره، گاز، زغال‌سنگ یا هسته‌ای) توسعه نیافته باقی مانده‌اند. موانع اصلی واردات انرژی یا ایجاد نیروگاه‌های حرارتی هسته‌ای و متعارف به شرح زیر است: 1) هزینه‌های واردات برق آبی آمازون بسیار بالاتر از خود تولید است، علاوه بر مشکلات زیست‌محیطی که عدم اطمینان را به فعالیت می‌افزاید. 2) سوخت های فسیلی که قیمت های فزاینده ای دارند. 3) مشکلات زیست محیطی و یارانه های “نامرئی” (خارجی ها) که به طور فزاینده ای توسط جامعه مورد سوال قرار می گیرند. و در نهایت 4) در مورد انرژی هسته ای خطر حوادث فاجعه بار.

با چشم انداز بلوغ تکنولوژیکی و تجاری نیروگاه های حرارتی خورشیدی در مقیاس بزرگ در دهه 2020، برای سیستم الکتریکی در میناس گرایس مناسب است که تکامل این فناوری را دنبال کند، تحقیق و توسعه را با جزئیات انجام دهد و پتانسیل را ارزیابی کند. منبع خورشیدی موجود در قلمرو آن نصب نیروگاه های حرارتی خورشیدی علاوه بر جنبه تجدیدپذیر و اثرات زیست محیطی کم آن، از نظر منطقه ای مهم است، به دلیل جنبه های زیر: الف) “ترکیب” بخش تولید برق برزیل را بهبود می بخشد و در نتیجه امنیت را افزایش می دهد. سیستم الکتریکی؛ ب) منبع خورشيدي در دوره خشك منطقه قوي ترين است و بنابراين داراي ويژگي هاي مكمل سيستم برق آبي منطقه اي است. ج) منبع خورشیدی حداکثر در بالاترین دوره مصرف (تابستان) باشد. د) دارای یک تولید پراکنده مشخص است (یکی دیگر از عوامل ایمنی سیستم الکتریکی). ه) می توان آن را در مناطق نیمه خشک با تراکم جمعیت کم و زمین های غیر رقابتی برای سایر مصارف اصیل تر (مثلاً کشاورزی) نصب کرد. و) ایجاد اشتغال و درآمد می کند.

1.4. مطالعه نشسته با GIS

استفاده از GIS در انرژی های تجدیدپذیر که در دهه 1990 آغاز شد، پیشرفت قابل توجهی را پشت سر گذاشت و در نتیجه، ابزارهای مختلف پشتیبانی تصمیم توسعه یافت [ 4 ]. کار پیشگام در مورد استفاده از GIS برای CSP (نیروی خورشیدی متمرکز) به دلیل [ 5 ] است که آفریقای شمالی را تجزیه و تحلیل کرد و رتبه‌بندی مکان‌ها را با توجه به پتانسیل و هزینه برق حرارتی خورشیدی برای پیکربندی نیروگاه خاص ارائه کرد. اخیراً، این نوع مطالعه گسترده شده است: [ 6 ] برای جنوب غربی ایالات متحده، [ 7 ] برای آفریقای جنوبی، [ 8 ] برای عمان، [ 9 ] برای بورکینافاسو، [ 10 ] برای استرالیا [ 11 ] برای هند. ، و [ 12] بر اساس ترکیب سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تصمیم گیری چند معیاره (MCDM)، برای اسپانیا.

ارزیابی و شناسایی سایت با استفاده از GIS، فرآیند تصمیم‌گیری را در جهان متحول کرده و به رشد سریع اجرای فناوری CSP کمک می‌کند. بنابراین، در این کار، شناسایی و نقشه برداری از امیدوار کننده ترین مکان ها در شمال شرقی برزیل انجام شد تا این کشور به زودی روند اجرای فناوری خورشیدی CSP را در مقیاس وسیع آغاز کند.

2. نیروگاه خورشیدی ترموالکتریک SEGS

همانطور که قبلا ذکر شد، فناوری تولید خورشیدی مبتنی بر متمرکز کننده‌های استوانه‌ای سهمی، فناوری است که در حال حاضر بیشترین مقدار تجمعی نصب و طولانی‌ترین تجربه عملیاتی را داشته است. بنابراین، قابلیت اطمینان فنی و تجاری آن به وضوح نشان داده شده است و بنابراین تمرکز این کار است.

حوزه کلکتورهای خطی SEGS به عنوان جزء اصلی خود، سیستم جذب SCA (مجموعه جمع کننده خورشیدی) را دارد که آینه های شیشه ای منحنی است که یک حفره استوانه ای سهموی را تشکیل می دهد که در آن تابش عادی خورشیدی مستقیم متمرکز می شود. هر SCA از یک کلکتور سهموی مستقل، ساختار پشتیبانی فلزی، لوله های گیرنده و سیستم ردیابی خورشیدی تشکیل شده است. کلکتورها در محور شمال-جنوب تراز شده اند و امکان ردیابی خورشیدی را بر اساس محور شرق-غرب فراهم می کنند و اطمینان می دهند که خورشید به طور مداوم بر روی لوله جاذب متمرکز می شود.

شکل 3 نموداری از تنظیمات معمولی ایستگاه های نوع SEGS را نشان می دهد. در میدان جمع کننده ایستگاه، یک سیال تا حدود 400 درجه سانتیگراد گرم می شود و از طریق یک سری مبدل های حرارتی پمپ می شود، جایی که بخار فوق گرم تولید می شود. سپس سیال به سیستم باز می گردد. بخار تولید شده یک مجموعه توربین ژنراتور معمولی را برای تولید انرژی الکتریکی فعال می کند. بخار استفاده شده توسط توربین بعداً متراکم می شود و به مبدل های حرارتی باز می گردد تا دوباره به بخار تبدیل شود و چرخه تکرار شود.

3. سیستم های اطلاعات جغرافیایی

طبق [ 13 ] سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) به عنوان مجموعه‌ای از تکنیک‌های پیاده‌سازی شده در یک محیط محاسباتی مشخص می‌شود که قادر به دستکاری، ذخیره، بازیابی داده‌ها و تجسم به طرق مختلف است که روابط خبری، الگوها و روندها را آشکار می‌کند.

هر GIS باید دارای عملکردهای زیر باشد [ 14] : 1) ورودی داده های توصیفی و گرافیکی. 2) ذخیره سازی و مدیریت داده ها؛ 3) تعامل با کاربر؛ 4) تجزیه و تحلیل داده ها. و 5) اطلاعات خروجی و ارائه. ورودی داده های توصیفی و گرافیکی یک جنبه بسیار مرتبط است، زیرا برنامه های اطلاعاتی (واحدهای پایه ذخیره سازی پایگاه داده جغرافیایی) را برای استفاده در یک برنامه GIS تعیین می کند. هنگامی که این مرحله بدون آگاهی از مبانی نقشه‌برداری انجام می‌شود، ممکن است به دلیل تبدیل بین پلتفرم‌های CAD و GIS، ناسازگاری‌های نموداری ایجاد شود، به‌عنوان مثال، همپوشانی طرح‌های اطلاعاتی در مقیاس‌های ناسازگار، استفاده از اسناد از سیستم‌های ژئودزیک مرجع متمایز، و به زودی. ذخیره سازی و مدیریت داده ها توسط DBMS (سیستم مدیریت پایگاه داده) انجام می شود که باید ورودی، خروجی و بازیابی داده های مکانی را تسهیل کند. بنابراین دسترسی را کنترل و محدود می کند. تعامل با کاربر امکان دسترسی به عملکردهای GIS را فراهم می کند. این تعامل باید به راحتی قابل تفسیر باشد، زیرا مشکلات مربوط به تعامل با کاربر یکی از دلایل رها شدن سیستم ها است. تجزیه و تحلیل داده ها در پایه های گرافیکی – از تجزیه و تحلیل فضایی – و همچنین در یک تحلیل توصیفی – با محاسبات حسابی و منطق بولی انجام می شود و امکان صدور گزارش ها، گرافیک ها و نقشه ها و غیره را فراهم می کند. اطلاعات خروجی ممکن است به صورت موقت یا قطعی پیاده سازی شود. اولی زمانی رخ می دهد که اطلاعات در مانیتور ارائه شود یا در رسانه های مغناطیسی ذخیره شود در حالی که دومی هنگام چاپ (رسانه آنالوگ). زیرا مشکلات مربوط به تعامل با کاربر یکی از دلایل رها شدن سیستم ها است. تجزیه و تحلیل داده ها در پایه های گرافیکی – از تجزیه و تحلیل فضایی – و همچنین در یک تحلیل توصیفی – با محاسبات حسابی و منطق بولی انجام می شود و امکان صدور گزارش ها، گرافیک ها و نقشه ها و غیره را فراهم می کند. اطلاعات خروجی ممکن است به صورت موقت یا قطعی پیاده سازی شود. اولی زمانی رخ می دهد که اطلاعات در مانیتور ارائه شود یا در رسانه های مغناطیسی ذخیره شود در حالی که دومی هنگام چاپ (رسانه آنالوگ). زیرا مشکلات مربوط به تعامل با کاربر یکی از دلایل رها شدن سیستم ها است. تجزیه و تحلیل داده ها در پایه های گرافیکی – از تجزیه و تحلیل فضایی – و همچنین در یک تحلیل توصیفی – با محاسبات حسابی و منطق بولی انجام می شود و امکان صدور گزارش ها، گرافیک ها و نقشه ها و غیره را فراهم می کند. اطلاعات خروجی ممکن است به صورت موقت یا قطعی پیاده سازی شود. اولی زمانی رخ می دهد که اطلاعات در مانیتور ارائه شود یا در رسانه های مغناطیسی ذخیره شود در حالی که دومی هنگام چاپ (رسانه آنالوگ). اطلاعات خروجی ممکن است به صورت موقت یا قطعی پیاده سازی شود. اولی زمانی رخ می دهد که اطلاعات در مانیتور ارائه شود یا در رسانه های مغناطیسی ذخیره شود در حالی که دومی هنگام چاپ (رسانه آنالوگ). اطلاعات خروجی ممکن است به صورت موقت یا قطعی پیاده سازی شود. اولی زمانی رخ می دهد که اطلاعات در مانیتور ارائه شود یا در رسانه های مغناطیسی ذخیره شود در حالی که دومی هنگام چاپ (رسانه آنالوگ).

3.1. داده های مکانی در GIS

داده های مکانی در GIS از داده های گرافیکی و توصیفی تشکیل شده است. اولی مسئول رکوردهای گرافیکی است که مربوط به مکان های معین در دنیای واقعی است و می توان آنها را در قالب های یک فایل برداری یا ماتریسی (رستر) ذخیره یا نمایش داد. ساختار برداری وجود سه جسم فضایی متمایز را که در ابتدایی های جغرافیایی نشان داده شده اند را پیش بینی می کند: نقطه، خط و چندضلعی. با این حال، شطرنجی یک ساختار عددی است که توسط تصاویر ذخیره شده در قالب ماتریس نشان داده می شود. ماتریس از مجموعه ای از پیکسل ها (سلول ها) تشکیل شده است که در خطوط (x) و ستون ها (y) قرار گرفته اند. موقعیت ماتریس (x,y) مختصات تصویر را مشخص می کند و یک سطح خاکستری مرتبط را نشان می دهد.

داده‌های توصیفی با خطوط متوالی (سوابق) یا فایل‌های نمایه‌شده ساختار می‌یابند و شامل ویژگی‌هایی هستند که بدنه‌های این اشیاء را توصیف می‌کنند. داده های توصیفی داده های گرافیکی را با استفاده از ویژگی ها واجد شرایط می کنند و به طور کلی در ساختارهای جدول پایگاه داده ذخیره می شوند و توسط سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) کنترل می شوند.

داده های مکانی دارای چهار ویژگی جدایی ناپذیر هستند [ 13 ]: 1) موقعیت جغرافیایی. 2) ویژگی های مرتبط 3) روابط توپولوژیک. و 4) مرجع زمانی. موقعیت جغرافیایی به این پاسخ می دهد که “کجاست؟” سوال، و ویژگی یک جزء داده مکانی است که هدف آن توصیف و توصیف ویژگی گرافیکی است و به سؤالات «چیست» و «به چه چیزی اشاره دارد» پاسخ می‌دهد. روابط توپولوژیک روابط فضایی شی و پیرامون آن را توصیف می کند و مرجع زمانی شامل ارزیابی رفتار داده ها در طول زمان می شود.

کاربردهای GIS معمولاً به شکل دو داده فضایی بزرگ هستند: الف) ژئوفیلدها که برای نمایش مقادیر پراکنده فضایی مانند نوع خاک، توپوگرافی و محتوای معدنی استفاده می‌شوند. و ب) اشیای جغرافیایی که فردی هستند و دارای هویت مشخص هستند. اشیاء جغرافیایی (یا اشیاء جغرافیایی) دارای ویژگی های غیر مکانی هستند که در یک پایگاه داده ذخیره می شوند. این اشیاء ممکن است با چندین نمایش گرافیکی مانند مدارس، شهرداری ها و مزارع مرتبط باشند.

3.2. تحلیل فضایی در GIS و جبر میدانی

هدف از تحلیل فضایی اندازه گیری خواص و روابط با در نظر گرفتن موقعیت مکانی پدیده مورد مطالعه است [ 15 ]. یکی از انواع اصلی تحلیل فضایی جبر میدانی است. جبر میدانی (همچنین به عنوان جبر نقشه شناخته می شود) شامل یک روش تجزیه و تحلیل فضایی است که در GIS تنظیم شده است، که داده های جدیدی را از توابع دستکاری اعمال شده بر روی آن تولید می کند. عناصر جبر میدانی بر روی نقشه ها عمل می کنند و هر مکان از یک منطقه مورد مطالعه تعیین شده را به یک مقدار کمی یا کیفی مرتبط می کنند. نقشه ها به عنوان متغیرهای منفرد در نظر گرفته می شوند و محاسبات تعریف شده بر روی آن متغیرها به طور یکسان در تمام نقاط نقشه اعمال می شوند. با توجه به [ 16 ]، این محاسبات ممکن است به سه کلاس گروه بندی شوند: وقت شناس، همسایه و منطقه.

محاسبات وقت شناس منجر به فیلدهای جغرافیایی عددی یا موضوعی می شود که مقادیر آنها تابعی از مقادیر مربوط به همان مکان توسط یک یا چند نمایش از سایر فیلدهای جغرافیایی است. این محاسبات روی نقشه‌ها (مثلاً اسکن مدل عددی زمین) یا بر روی مجموعه‌های فضایی (مثلاً عملیات بولی)، اعم از ریاضی یا تغییر شکل (تعمق، اسکن، و غیره) انجام می‌شوند.

محاسبات همسایه بر روی یک میدان جغرافیایی تحت تأثیر ابعاد و شکل همسایه (ماسک) عمل می کنند. در طول محاسبه، ماسک جابجا می‌شود و مقادیر مشخصه‌ای را که توسط ماسک مشخص شده است، در فیلد جغرافیایی اعمال می‌کند. در محیط محاسباتی، بیشترین استفاده از ماسک، شکل ماتریس سلولی است. فیلتر فضایی میدان جغرافیایی، با استفاده از نمایش های تصویری و محاسبات شیب از یک فیلد جغرافیایی ارتفاع سنجی، نمونه ای از عملیات همسایه با استفاده از ماسک در قالب ماتریس سلولی است [ 16 ].

در محاسبات ناحیه در جبر میدانی، مقدار هر موقعیت جغرافیایی مقصد میدان جغرافیایی به مقدار ویژگی در تمام موقعیت‌های جغرافیایی که منطقه را در ژئوفیلد اولیه تشکیل می‌دهند، بستگی دارد. برخلاف تبدیل‌های همسایه، که در آن هر موقعیت جغرافیایی همسایه خود را داشت، که با ماسکی نشان داده می‌شود که روی داده‌ها جابجا می‌شود، در تبدیل ناحیه، مناطق ساکن هستند و بر روی منطقه جغرافیایی مورد مطالعه قرار نمی‌گیرند. نمونه‌هایی از این محاسبات، محاسبات اکثریت منطقه و تنوع منطقه است.

4. روش شناسی

شناسایی مناسب ترین مکان ها برای نصب نیروگاه های خورشیدی بزرگ، اعم از فتوولتائیک یا ترموالکتریک، قبلاً به روش های مشخص شده در شکل 4 نیاز داشت . رویه ها اعمال می شود

با اطلاعات اسنادی قبلی موجود، و لذا در مرحله دوم توصیه شده، بازدیدهای در محل انجام می شود تا تایید این اطلاعات اجرا شود یا نشود. برای مجموعه سایت‌های حاصل از این فیلتر، جالب است که بلافاصله اندازه‌گیری تابش را در این افراد محلی شروع کنیم زیرا تابش خورشیدی مرتبط‌ترین متغیر در اقتصاد تلاش‌های آینده است.

با استفاده از اندازه‌گیری‌های تابش در حداقل 1 سال (در حالت ایده‌آل بیش از 3 سال) و با در نظر گرفتن سایر موارد ذکر شده، انتخاب مکان شرکت انرژی خورشیدی انجام می‌شود. در مورد نیروگاه های خورشیدی برای تولید برق با استفاده از غلظت های متوسط ​​یا بالا، مکان هایی با تابش مستقیم خورشیدی بالا ضروری است.

در مطالعات نشسته نیروگاه های خورشیدی بزرگ، در میان سایرین، متغیرهای زیر در نظر گرفته می شوند: منبع خورشیدی جهانی یا مستقیم با توجه به فناوری خورشیدی مورد استفاده: ثابت یا متمرکز. در دسترس بودن زمین به روشی غیر متخاصم (زمین کشاورزی، ذخایر یا پارک های ملی، رزروهای بومی منحصر به فرد هستند). نزدیکی به دسترسی برای حمل تجهیزات ظریف یا بزرگ (آینه)؛ نزدیکی به خطوط انتقال؛ و در دسترس بودن آب با کیفیت خوب (قابل مصرف برای سیستم های PV). به طور جداگانه، دانش منابع خورشیدی مرتبط ترین متغیر در عدم قطعیت های مرتبط با یک پروژه سیستم انرژی خورشیدی است.

رویه ها

تمامی اطلاعات ذکر شده در طرح های اطلاعاتی (نقشه های ارجاع جغرافیایی) استاندارد شده است که با هم تلاقی می کنند و در نتیجه اطلاعات جدید و مفیدی برای شناسایی مکان های امیدوارکننده به دست می آید.

از طرح های اطلاعاتی زیر برای شناسایی اولیه مناطق امیدوار کننده ایالت استفاده شد:

· تابش مستقیم خورشیدی عادی (SWERA، 2005).

· شیب (SRTM)؛

· منابع آبی؛

· خط انتقال (CEMIG)؛

· کاربری و اشغال زمین (EMBRAPA).

5. تجزیه و تحلیل و تشخیص

5.1. منبع خورشیدی

یک نیروگاه خورشیدی، اعم از حرارتی یا فتوولتائیک، با غلظت نیاز به تابش مستقیم مستقیم خورشیدی دارد زیرا (تقریباً به طور انحصاری) فقط از بخش مستقیم تابش خورشیدی که بر روی سطح خود می‌افتد استفاده می‌کند. بر اساس رابطه (1)، تابش خورشیدی در صفحه جمع آوری متمرکز کننده (I _c ) با مولفه عادی مستقیم ( _Ib ) به اضافه جزء پراکنده ( _Id ) تقسیم بر غلظت (C) تعیین می شود. سپس، در نیروگاه خورشیدی که در آن نسبت غلظت 50 < C < 100 وجود دارد، که به عنوان مثال، برای کارخانه تجاری فن آوری سهمی استوانه ای معمول است، سهم جزء منتشر ناچیز است، یعنی _Ib – من _ج. بنابراین، برای تعیین بهترین مکان این گیاهان، مشخص کردن تابش مستقیم خورشیدی طبیعی ضروری است.

(1)

برای سیستم‌ها یا گیاهان با غلظت کم، تابش مستقیم خورشیدی عادی کمتر مهم است، اما با این وجود، پیش‌نیاز هنوز سطح خوبی از تابش خورشیدی جهانی است، که معمولاً در مناطقی اتفاق می‌افتد که در آن تابش مستقیم خورشید نیز بسیار زیاد است.

یک نیروگاه خورشیدی برای تولید برق حرارتی خورشیدی معمولاً یک سیستم تابش خورشیدی با غلظت بالا است، و بنابراین، مکان‌های مساعد برای نصب آنها باید دارای تابش خورشیدی >2100 کیلووات ساعت/(m2 ^∙ سال)، یا >5.75 کیلووات ساعت در متر باشند. میانگین سالانه ^{2 ∙روز.} برای سیستم های فتوولتائیک مسطح (بدون غلظت)، نیاز کمتر است: تابش خورشیدی جهانی باید > 2000 کیلووات ساعت در (m2 ^∙ year) باشد، به عنوان مثال، میانگین سالانه > 5.5 کیلووات ساعت در متر مربع ^{∙ روز.} این مقادیر کمی بالاتر از مقادیری است که معمولاً برای تهیه مطالعات امکان سنجی برای نصب نیروگاه های فتوولتائیک یا ترموالکتریک در جهان استفاده می شود.

ایالت میناس گرایس دارای مناطق وسیعی است که معیارهای فوق را برآورده می کند. در شکل 5 ، می توان دید که نیمی از ایالت، به طور دقیق تر، کل ضلع غربی، دارای میانگین تابش خورشیدی جهانی روزانه در محدوده 5.5 تا 6.5 کیلووات ساعت بر متر مربع در ^روز است. همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است، برای تابش مستقیم خورشیدی معمولی روزانه، میانگین سالانه کل ضلع غربی ایالت این شرایط را برآورده می کند .

5.2. در دسترس بودن و توپوگرافی

متمرکز کننده های سهموی استوانه ای به مناطق نسبتاً بزرگی نیاز دارند. یک نیروگاه خورشیدی متشکل از 80 مگاوات

تقریباً 500000 مترمربع (بدون در نظر گرفتن ذخیره حرارتی) برای تطبیق با آرایش کلکتورها نیاز ^دارد . ضریب مقیاس به دست آمده از تجربیات ساخت نیروگاه های خورشیدی نشان می دهد که نصب چندین نیروگاه مجاور و در نتیجه ایجاد یک پارک خورشیدی سودمند است. بنابراین، حداقل مساحت در دسترس می تواند 2 تا 8 کیلومتر مربع ^برای نصب مدولار متوالی این نیروگاه ها باشد.

توپوگرافی زمینی که نیروگاه خورشیدی در آن قرار خواهد گرفت، با توجه به تأثیر آن بر هزینه نسبی برای آماده سازی و تسطیح زمین، مقبولیت سایت را تعیین می کند. این مکان باید تا حد امکان مسطح باشد (با شیب کمتر از 2%) اما برای زهکشی طبیعی زمین کافی باشد.

در مورد افق بصری میدان کلکسیونرها فقط موانعی (مانند تپه ها، درختان، برج ها یا موارد دیگر) که زاویه دید آنها کمتر از 100 باشد مجاز است.

در شکل 7 ، شیب های موجود در حالت نشان داده شده است. مناطق پیوسته با شیب کم (<3٪) را می توان (“لکه”) در شمال غربی میناس گرایس، در منطقه Januária، و در Janaúba و Capão Redondo شناسایی کرد. نیروگاه های فتوولتائیک خورشیدی از نظر شیب بسیار کم تقاضا هستند زیرا مدولارتر هستند. شیب در محدوده 3٪ – 8٪ قابل قبول است. بنابراین، برخی از مناطق اضافی در شمال غربی، منطقه غربی مرکزی بلو هوریزونته، و غرب افراطی چنین پیش نیازهایی را برآورده می کنند.

5.3. استفاده و شغل

در اجرای نیروگاه خورشیدی باید مجوزها و هرگونه محدودیت در کاربری زمین در نظر گرفته شود. مجوزها مربوط به مسائل مربوط به روابط قراردادی بین مالکان زمین و توسعه دهندگان پروژه است، در حالی که محدودیت ها به استفاده مورد نظر از زمین اشاره دارد. در این راستا، خاطرنشان می شود که در مناطق شهری یا گسترش شهری، برای مثال مناطق حفاظت شده محیطی (EPAs، شکل 8 )، مناطق تولید مواد غذایی (زراعی، شکل 9 )، و بردگان سابق (quilombolas) و مناطق بومی، هستند. مناطق نامناسب برای نصب نیروگاه های خورشیدی در نظر گرفته شده است. مناطق خشک و خشک برای نصب این گیاهان معمولی در نظر گرفته می شوند.

نقشه پتانسیل کشاورزی

5.4. خطرات

بلایای طبیعی مانند زلزله، وزش باد شدید، طوفان شن، تگرگ، رعد و برق و عوامل دیگر از عوامل آسیب‌رسان بالقوه یا عوامل مختل کننده عملکرد نیروگاه‌های خورشیدی هستند. علاوه بر این، کیفیت خاک نیز باید در نظر گرفته شود.

5.5. اتصال به شبکه برق

الزامات اتصال به شبکه برق برای یک نیروگاه خورشیدی که از کلکتورهای استوانه ای سهموی استفاده می کند مشابه سایر نیروگاه های بخار است. برای مثال، نیروگاهی که 80 مگاوات برق تولید می کند، باید 230 کیلو ولت خطوط انتقال داشته باشد. علاوه بر ظرفیت شارژ، یک جنبه مهم دیگر نیز باید در نظر گرفته شود: فاصله بین نیروگاه خورشیدی و خطوط انتقال. هزینه های واقعی با ساخت خطوط انتقال جدید به طور کلی بسیار زیاد است و به سطح ولتاژ خط و طول آن بستگی دارد. بنابراین، نیروگاه خورشیدی باید تا حد امکان نزدیک به خطوط انتقال قرار گیرد. شکل 10 خطوط انتقالی را نشان می دهد که از ایالت Minas Gerais عبور می کنند.

5.6. تامین آب

برای مثال، یک نیروگاه سیلندر سهموی 50 مگاواتی که 350 روز در سال و 10 ساعت در روز کار می کند، تقریباً 500000 متر مکعب ^آب یا 1500 متر مکعب ^در روز مصرف می کند. این آب برای برج های خنک کننده (90%)، تولید بخار در چرخه برق (8%) و تمیز کردن آینه ها (2%) مورد نیاز است. دبی معمولی برای برج خنک کننده 320 متر مکعب ^بر ساعت است. آب نیز باید از کیفیت مناسبی برخوردار باشد تا از اکسید شدن و لایه برداری تجهیزات جلوگیری شود.

به طور کلی ایالت میناس گرایس به خوبی از نظر آب تامین می شود. در نتیجه، این جنبه برای نصب نیروگاه های خورشیدی بزرگ محدود کننده نخواهد بود. توجه داشته باشید که نیروگاه های فتوولتائیک خورشیدی فقط به مقدار کمی آب نیاز دارند، عمدتاً برای تمیز کردن ماژول ها و حذف گرد و غبار و سایر آلاینده ها.

5.7. در دسترس بودن سوخت یا سایر منابع انرژی پشتیبان

سوخت یا سایر منابع انرژی پشتیبان برای عملکرد هیبریدی نیروگاه خورشیدی (منبع خورشیدی + سوخت) مورد نیاز است. در نیروگاه های سهموی استوانه ای خورشیدی در خارج از کشور، گاز طبیعی به عنوان سوخت پشتیبان استفاده می شود. در منطقه نیمه خشک Minas Gerais، اطلاعیه های اخیر حاکی از وقوع خوب گاز است که بسیار امیدوارکننده است.

5.8. دسترسی داشته باشید

دسترسی به سایت مربوط به حمل و نقل تجهیزات بزرگ و شکننده (آینه های شیشه ای) است. معیارهای طبقه بندی دسترسی، عرض جاده ها، کیفیت سطح جاده و امکان مانور با وسایل نقلیه بزرگ است. طبق گزارش اداره بزرگراه های میناس گرایس، این ایالت دارای 8957 کیلومتر بزرگراه فدرال (تنها 667 کیلومتر آسفالت نشده) و 26604 کیلومتر بزرگراه ایالتی (7238 کیلومتر بدون آسفالت، شکل 11 ) است. تا آنجا که به شبکه ریلی مربوط می شود، میناس گرایس دارای 5080 کیلومتر راه آهن است و شرکت های اصلی فعال در این بخش عبارتند از Centro-Atlântica، MRS Logistica SA و Estrada de Ferro Vitoria a Minas. علاوه بر این، میناس گرایس دارای رودخانه های قابل کشتیرانی است، مانند رودخانه های Paranaíba، Paracatu، Velhas، Paraopeba و São Francisco.

5.9. شناسایی و اولویت بندی سایت ها

با توجه به جنبه های مربوطه ذکر شده در بالا، و با در نظر گرفتن محدودیت های ریز مناطق تعریف شده توسط IBGE، می توان گفت که طبقه بندی امیدوار کننده ترین مناطق در ایالت Minas Gerais، مواردی است که در شکل 12 نشان داده شده است :

5.9.1. منطقه 1 – منطقه کوچک جاناوبا

میکرو منطقه جاناوبا یکی از ریزمنطقه‌های میناس گرایس است که به منطقه میانی میناس شمالی تعلق دارد. بر اساس سرشماری جمعیتی 2010، جمعیت آن 273275 نفر بود [ 17 ]، و به 13 شهرداری تقسیم شده است، که در آنها Janaúba، Jaíba و Espinosa برجسته شده‌اند و مساحتی بالغ بر 15155.227 کیلومتر مربع دارند ^[ 17 ] . بدون شک، این منطقه با استعدادترین منطقه تابش مستقیم مستقیم خورشیدی در میناس گرایس با مقادیر سالانه 2200 – 2400 کیلووات ساعت بر متر ^مربع است که در تابستان به 2500 – 2700 کیلووات ساعت بر متر مربع ^{می رسد.}

بیشتر قلمرو دارای پتانسیل کشاورزی کم، شیب کم و کمبود واحدهای حفاظت شده است. شهرداری‌های اسپینوزا و موکامبینهو، واقع در این منطقه کوچک، بالاترین مقادیر خورشیدی نرمال مستقیم را نشان می‌دهند.

تابش در ایالت میناس گرایس مراکز عمده مصرف منطقه 1 در شهرداری های Janaúba، Jaíba و Espinosa به ترتیب با حدود 66000، 33000 و 31000 ساکن هستند [ 17 ]. ریزمنطقه جاناوبا در سال 2010 (توسط CEMIG) 240 گیگاوات ساعت مصرف فاکتور داشت [ 18 ].

5.9.2. منطقه 2 – منطقه کوچک Januária

ریزمنطقه ژانواریا یکی از ریزمنطقه‌های میناس گرایس است که به منطقه میانی میناس شمالی تعلق دارد. جمعیت Januária، طبق سرشماری جمعیتی 2010، جمعیت آن 254055 نفر بود [ 17 ] و به شانزده شهرداری تقسیم شده است که در آنها Januaria و San Francisco برجسته شده اند. مساحت این ریز منطقه 33169.626 کیلومتر مربع است ^[ 17 ] . Januária همچنین یک منطقه خوب از نظر تابش مستقیم خورشیدی نرمال در Minas Gerais با مقادیر سالانه 2200 – 2400 kWh/m2 ^است که به 2500 – 2700 kWh/m2 می رسد ^.در تابستان در برخی از مناطق قلمرو خود. لازم به ذکر است که در این منطقه مناطقی با تناسب کشاورزی متوسط ​​به بالا و همچنین واحدهای حفاظت شده وجود دارد. با توجه به جنبه شیب، مناطق دارای شیب پیوستگی (<3٪) کوچکتر در مقایسه با منطقه 1 هستند. در بخش شمالی Januária، محدودیت های جزئی در جنبه های ذکر شده در بالا وجود دارد. علاوه بر این، توجه داشته باشید که شهر مونتالوانیا، واقع در شمال آن منطقه کوچک، بالاترین سطوح تابش مستقیم خورشیدی نرمال را نشان می‌دهد. بزرگترین مراکز مصرف منطقه 2 شهرهای ژانواریا و سانفرانسیسکو با تقریباً 65000 و 53000 نفر هستند [ 17 ]. ریز منطقه Januária مصرف فاکتوری در سال 2010 (توسط CEMIG) 147 GWh [ 18 ] داشت.

5.9.3. منطقه 3 – مناطق کوچک پیراپورا و یونای

منطقه 3، همانطور که مشخص شد، از دو منطقه تشکیل شده است: بخش جنوبی ریز منطقه Unai و بخش شمالی پیراپورا، که هر دو به منطقه میانی میناس گرایس شمالی تعلق دارند. ریز منطقه پیراپورا دارای مساحت 23071.697 کیلومتر مربع است ^[ 17 ] . شهرهای اصلی پیراپورا و ورزئا دا پالما هستند که به ترتیب تقریباً 53000 و 35000 نفر جمعیت دارند [ 17 ]. جمعیت کل منطقه خرد در سال 2010، بر اساس سرشماری جمعیتی، 164941 نفر بود [ 17 ]. منطقه کوچک Unaí در سال 2010، طبق سرشماری، 148829 نفر جمعیت داشته و به 9 منطقه تقسیم شده است. مساحت ریز منطقه 27383.810 کیلومتر مربع ^است. شهرهای اصلی Unaí و Buritis با حدود 77000 و 22000 سکنه هستند. منطقه 3 دارای تابش عادی مستقیم خورشیدی با مقادیر سالانه 2200 – 2400 کیلووات ساعت بر متر مربع ^است و بیشتر قلمرو دارای پتانسیل کشاورزی کم یا بسیار کم و عدم وجود واحدهای حفاظت شده و قلمرو بومی است. در مورد انحرافات، آن ناحیه از ناحیه اول بدتر است، زیرا تراکم نواحی پیوسته انحرافات کم، یعنی کمتر از 3 درصد کمتر است. با این وجود، منطقه ای با شیب مناسب است. مجدداً توجه داشته باشید که شهرداری سائو رومائو، که در شمال منطقه کوچک پیراپورا قرار دارد، یکی از مناطقی است که سطح تابش کل خورشیدی بالاتری دارد. با هم، این دو منطقه کوچک در سال 2011 مصرف فاکتوری (توسط CEMIG) 2989 گیگاوات ساعت [ 18 ] داشتند.] .

5.9.4. منطقه 4 – مناطق کوچک پیراپورا و پاراکاتو

منطقه 4 از دو ریز منطقه تشکیل شده است: بخش جنوبی ریز منطقه پیراپورا و منطقه خرد پاراکاتو. پاراکاتو یکی از ریزمنطقه‌های میناس گرایس است که به منطقه میانی شمال غربی میناس گرایس تعلق دارد و مساحت آن 34997.251 کیلومتر مربع ^است . طبق سرشماری جمعیتی در سال 2010، تقریباً 217555 تن سکنه داشت. شهرداری‌های اصلی پاراکاتو و ژائو پینیرو هستند که به ترتیب تقریباً 84000 و 45000 نفر جمعیت دارند [ 17 ]. شرح ریز منطقه پیراپورا در بالا ارائه شده است. این مناطق دارای تابش مستقیم خورشیدی نرمال در ایالت میناس گرایس با مقادیر سالانه 2200 – 2400 کیلووات ساعت بر متر مربع هستند ^.. بیشتر منطقه 4 دارای پتانسیل کشاورزی کم یا بسیار کم و عدم وجود مناطق حفاظت شده و مناطق بومی است. شیب، عمدتاً در منطقه کوچک پاراکاتو، نه تنها به دلیل گسترش، بلکه برای تداوم آن کاملاً مطلوب است. با هم، این دو منطقه کوچک دارای مصرف فاکتور 3323 گیگاوات ساعت [ 18 ] بودند.

5.9.5. منطقه 5 – مناطق کوچک کورولو و ترس ماریا

منطقه 5 از بخش هایی از دو ریز منطقه تشکیل شده است: منطقه کوچک Curvelo و منطقه خرد سه ماریا، که هر دو متعلق به منطقه میانی مرکزی Minas Gerais هستند. این ریزمنطقه در مجموع 13749.120 کیلومتر مربع ^و تقریباً 150661 سکنه دارد. شهرهای اصلی کورولو و کورینتو با تقریباً 7000 و 23000 نفر به ترتیب [ 17 ] هستند. منطقه کوچک Três Marias دارای 10509.238 کیلومتر مربع مساحت ^و 95900 نفر است. شهرهای اصلی Três Marias و Pompeu هستند که هر دو تقریباً 29000 نفر جمعیت دارند. این مناطق دارای تابش مستقیم خورشیدی نرمال در ایالت میناس گرایس با مقادیر سالانه 2200 – 2400 کیلووات ساعت بر متر مربع هستند ^.. ریزمنطقه Curvelo دارای مناطقی از مناسبت کشاورزی متوسط ​​و بالا است. با این حال، هیچ واحد حفاظت شده یا سرزمین های بومی وجود ندارد. سایت‌هایی وجود دارند که در آنها شیب‌ها کم است، اما تا آنجا که به کل مساحت و همچنین ناپیوستگی مربوط می‌شود، بدتر از سایر مناطقی هستند که قبلاً تحلیل شده‌اند. ریز منطقه Três Marias نیز از این الگو پیروی می کند، اما قابل توجه است که مناطق بزرگ تری با شیب کم وجود دارد. با این حال، این مناطق کوچک تراکم خطوط انتقال بالاتری دارند و به مراکز مصرف اصلی مانند Sete Lagoas و Belo Horizonte (170 کیلومتر از BH) بسیار نزدیکتر هستند. مراکز اصلی مصرف‌کنندگان محلی شامل شهرداری‌های دیامانتینا (44000 نفر جمعیت، 39 گیگاوات ساعت) و کرولو (72000 نفر جمعیت، 78 گیگاوات ساعت) است. این منطقه توسط خطوط انتقال 138 کیلوولت و 34.5 کیلوولت و BR-259 عبور می کند.

5.9.6. منطقه 6 – مناطق کوچک پاتروسینیو و آراکسا

منطقه 6 از بخشی از دو ریز منطقه تشکیل شده است: منطقه کوچک پاتروچینیو و منطقه کوچک آراکسا، که هر دو متعلق به منطقه میانی Triângulo Mineiro و Alto Parnaíba هستند. ریز منطقه پاتروچینیو دارای مساحت کل 11980.072 کیلومتر مربع ^و تقریباً 197806 نفر است [ 17 ]. شهرهای اصلی پاتروچینیو و مونت کارملو هستند که به ترتیب تقریباً 82000 و 50000 نفر جمعیت دارند. منطقه خرد آراکسا دارای مساحت کل 14103 کیلومتر مربع ^و 201585 نفر است [ 17 ]. شهرهای اصلی آراکسا و ساکرامنتو هستند که به ترتیب تقریباً 93000 و 23000 نفر جمعیت دارند. این مناطق دارای تابش مستقیم خورشیدی نرمال در ایالت میناس گرایس با مقادیر سالانه بین 2200 تا 2400 کیلووات ساعت بر متر مربع هستند ^.. با این حال، واحدهای حفاظت شده در منطقه کوچک آراکسا وجود دارد، و منطقه کوچک پاتروچینیو دارای مکان‌هایی با تناسب کشاورزی متوسط ​​و بالا است و واحدهای حفاظت‌شده یا قلمرو بومی وجود ندارد. به طور کلی، مناطقی وجود دارد که در آنها شیب کم است. با این حال، هم از نظر مساحت کل و هم از نظر ناپیوستگی، مشابه منطقه 5 هستند. توجه داشته باشید که این ریز منطقه تراکم خطوط انتقال بالاتری دارد و همچنین به مراکز عمده مصرف، مانند اوبرلندیا و اوبرابا (154 کیلومتری) نزدیکتر است. برای مثال اوبرلندیا). مناطق کوچک 5 و 6 دارای مقادیر کمتری از مناطق مسطح هستند اما بیشترین مزیت را در نزدیکی به مراکز عمده مصرف کننده برق و همچنین قرار گرفتن در داخل منطقه با بیشترین تراکم خطوط انتقال دارند.

6. نتیجه گیری

این مطالعه پتانسیل بسیار امیدوارکننده‌ای را برای تولید انرژی خورشیدی اعم از حرارتی یا فتوولتائیک شناسایی کرد که به تابش مستقیم خورشیدی سالانه 2700 کیلووات ساعت بر متر مربع ^در تابستان، با 2200 تا 2400 کیلووات ساعت بر متر مربع ^در سال می‌رسد. این منطقه شامل منطقه وسیعی در شمال/شمال شرقی ایالت است. به همین ترتیب، منطقه دارای مناطق بسیار مسطح و پیوسته با شیب کمتر از 3 درصد و در دسترس بودن منابع آب با کیفیت خوب (فراوان و به خوبی پراکنده) است. این منطقه دارای مناطق نسبتا کمی با قابلیت کشاورزی بالا و تعداد کمی واحد حفاظت شده است. در مجموع پوشش خطوط انتقال این منطقه مناسب و با تراکم بیشتر در جنوب و جنوب غرب استان است.

این تحلیل اولین رویکرد کلان فضایی است که با هدف شناسایی مکان‌های امیدوارکننده برای توسعه انرژی خورشیدی انجام می‌شود. یک تحلیل امکان‌سنجی اقتصادی دقیق‌تر به ارزیابی محلی تابش خورشید به مدت حداقل 3 سال و بازدید از سایت برای تعمیق و جزئیات سایر جنبه‌های دخیل در این مشکل نیاز دارد: شیب، دسترسی و وجود خطوط انتقال و غیره.

علاوه بر مناطقی که قبلاً ذکر شد، بخش های کوچکتر دیگری نیز وجود دارد که برای نصب نیروگاه های خورشیدی بزرگ کافی است. چنین تحولاتی را می توان از نظر دسترسی، مجاورت با خطوط انتقال و مراکز مصرف، بهتر مکان یابی کرد، اگرچه از نظر شیب و رقابت با تناسب زمین کشاورزی متوسط ​​و بالا بدترین هستند. تجزیه و تحلیل دقیق تری از مقرون به صرفه بودن گیاهان مستقر در آن مناطق باید در آینده انجام شود.

در پایان لازم به ذکر است که این پتانسیل با توجه به کاهش سایر منابع انرژی و افزایش آمادگی این فناوری ها و ایجاد یک سیستم پیچیده خورشیدی-بادی- آبی که اهرم های قوی را به کار می گیرد، می تواند به تدریج در میان مدت مورد بررسی قرار گیرد. بطوری که مشاهده شد مکمل زمانی این منابع است.

منابع