نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

• کاظم رنگزن ¹
• نازنین قنبری ²
• مصطفی کابلی زاده ³
• پوریا مرادی ⁴

¹ دانشیار/دانشگاه شهید چمران اهواز

² دانشجو/ دانشگاه شهید چمران اهواز

³ استادیار/دانشگاه شهید چمران اهواز

⁴ دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

 
کاهش انتشار گاز دی اکسید کربن و تاثیر آن بر روند گرمایش جهانی یکی از مهم­ترین نتایج استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر می­باشد. در مناطق شهری، سیستم­های خورشیدی مستقر در سقف­های ساختمانی، مناسب­ترین روش­ بهره­گیری از منبع پایدار انرژی خورشید می­باشد. تراکم یا فشردگی شهری یکی از پارامترهای فرم و شکل شهر است که دسترسی به انرژی تجدیدپذیر خورشیدی را در مناطق ساخته شده تحت تاثیر قرار می­دهد، بنابراین ضروریست که اثرات تراکم شهری بر بهره­گیری ساختمان­ها از انرژی خورشید بررسی شود. هدف این مطالعه ارزیابی پتانسیل انرژی خورشید در مناطق شهری و تعیین ارتباط بین شاخص­های تراکم شهری و پتانسیل انرژی خورشید در مقیاس محلی می­باشد. در این مطالعه مدل­سازی تابش سالیانه خورشید برای هر یک از سطوح ساختمانی منطقه مورد مطالعه، در طول یک سال، با استفاده از مدل Solar Analyst انجام گردید. از طرف دیگر ارتباط بین چندین شاخص تراکم شهری از جمله شاخص­های پوشش سایت، نسبت طرح، نسبت حجم-سطح، آنتروپی، تراکم جمعیت و تراکم ساختمانی با تابش سالیانه رسیده به منطقه مورد مطالعه بحث شد و با استفاده از مدل رگرسیونی حداقل مربعات، روابط بین تابش خورشید و شاخص­های تراکم شهری مشخص گردید. هم­چنین پتانسیل استفاده از دو نوع سیستم خورشیدی فعال شامل سیستم­های یکپارچه فتوولتاییک ساختمانی (PV) و کلکتورهای حرارتی خورشیدی (STC) ارزیابی شد. طبق نتایج میزان تابش سالیانه خورشیدی از 507 (در نواحی فشرده) تا 741 (در نواحی پراکنده) کیلو وات ساعت بر متر مربع افزایش پیدا می­کند. شاخص نسبت حجم-سطح بیشترین ضریب تعیینی، R² برابر با 805/0 را با تابش سالیانه خورشید نشان می­دهد. هم­چنین در منطقه مورد مطالعه پتانسیل سقف­های ساختمانی جهت توسعه سیستم­های PV خیلی بیشتر از سیستم­های STC تحت تاثیر درجه فشردگی شهری می­باشد.

کلیدواژه‌ها

• آنتروپی
• انرژی تجدیدپذیر
• تراکم شهری
• سیستم اطلاعات جغرافیایی
• فتوولتاییک
• کلکتورهای حرارتی خورشیدی

موضوعات

• آب و هواشناسی

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Urban Compactness Indexes in Feasibility of Use of Solar Energy Potential using GIS (Case Study Ahvaz 4 Region)

نویسندگان [English]

• Kazemeh Rangzan ¹
• Nazanin Ghanbari ²
• Mostafa Kabolizade Kabolizade ³
• Poria Moradi Moradi ⁴

چکیده [English]

Emission reduction of carbon dioxide and its impact on global warming process is one of the most important results in the use of renewable energy sources. In urban areas, solar systems stationed on building roofs are the most appropriate utilization method of stable source of solar energy. Urban compactness is a major urban form parameter that affects the accessibility of solar renewable energy in the built environment, so it is essential that the effects of urban compactness on buildings utilization of solar energy, be surveyed. The aim of this study is the evaluation of solar energy potential in urban areas and determination of the relation between urban compactness indicators and solar energy potential in the local scale. In this study, the annual solar radiation modeling for each of the building surfaces of the study area, over one year period, was performed using the Solar Analyst model. On the other hand, the relation between various compactness indicators including site coverage, plot ratio, volume-area ratio, Entropy, population density and building density with Annual solar radiation received by the study area was explored and using least squares regression model, the relationship between the solar radiation and urban compactness indicators was determined. Also potential of using two types of active solar systems including Building Integrated Photovoltaic Systems (PV) and Solar Thermal Collectors (STC) was evaluated. According to the results, the annual solar irradiation increase from 507 (in compression areas) to 741 (in scattered areas) Kilowatt hours per square meter. Volume-area ratio shows the highest determination coefficient, R² equal to 0/805 with annual solar radiation. Also in the study area, the building roofs potential for the development of PV systems much more than STC systems, influenced by the degree of urban compactness.

کلیدواژه‌ها [English]

• Entropy
• Renewable energy
• urban compactness
• Geographic Information System
• Photovoltaic
• Solar Thermal Collectors