امكان سنجي استفاده از سيستم هاي فتوولتائيك در صنعت آب و فاضلاب (مطالعه موردي: شركت آب و فاضلاب تهران)

Feasibility Study of Using Photovoltaic Systems in Water and Wastewater Industry (Case Study: Tehran Water and Wastewater Company)

از آنجاكه شركت‌هاي آب و فاضلاب به عنوان يكي از مصرف‌كنندگان بارز انرژي در حوزه صنايع شهري مطرح مي‌باشند، سهم قابل توجهي در افزايش تقاضاي انرژي الكتريكي و به تبع آن افزايش بار نيروگاه‌هاي تأمين كننده برق شهرها دارند. هدف اين مطالعه، ارائه يك رويكرد نوين ارزيابي در به‌كارگيري انرژي خورشيدي در صنعت آب و فاضلاب مي‌باشد. از اينرو، ضمن ارزيابي ميزان برق مصرفي مناطق شش‌گانه شركت آب و فاضلاب تهران به‌عنوان مورد مطالعاتي، ظرفيت‌هاي نصب و بهره‌گيري از سيستم‌هاي فوتوولتائيك در اين شركت مورد بررسي قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، توابع هدف عبارتند از هزينه-هاي مصرف انرژي و انتشار گازهاي گلخانه‌اي؛ همچنين پتانسيل انرژي خورشيدي، نرخ رشد جمعيت و ميزان مصرف آب به‌عنوان مهمترين متغيرهاي مستقل و مصرف پيش‌بيني شده برق، ماليات كربن و قيمت فروش برق نيز متغيرهاي وابسته درنظر گرفته شده‌اند. نتايج اين تحقيق كه برمبناي استفاده از توسعه مدل رگرسيون مي‌باشد، نشان از افزايش ميزان مصرف و هزينه‌هاي برق به ترتيب 5/1 و 3 برابر، در اين بازه زماني دارد. به منظور محاسبه ميزان انتشار گازهاي گلخانه‌اي، سه سناريو با جايگزيني 5، 20 و 30 درصد از برق مورد نياز شركت بوسيله سيستم‌هاي فتوولتائيك، پياده‌سازي و نتايج آن‌ها مقايسه شد. كاهش انتشار CO2 ناشي از توليد 30% از برق مصرفي با انرژي خورشيدي، به ميزان 26,712 هزار تن، برآورد شده است. از سوي ديگر، وضع ماليات به ميزان بيش از 10 دلار به ازاي انتشار هر تن CO2، منجر به تغيير الگوي مصرف و كاهش 5,987,086 دلار هزينه‌هاي مصرف برق در اين صنعت خواهد شد.

Since water and wastewater companies are one of the significant energy consumers in urban industries, there is a substantial share to increase electricity demand and as a result, increasing the power plants load. The purpose of this study is to present a new evaluation approach for using solar energy in the water and wastewater industry. Therefore, while consideration of the energy consumption in the six regions of Tehran Water and Wastewater Company, requirements for the installation and operation of photovoltaic systems in this company has been investigated. In the present study, the objective functions are energy consumption costs and greenhouse gas emissions; Also, solar energy potential, increasing population rate and water consumption are the most important independent variables and forecasted electricity consumption, carbon tax, and electricity sales price are also dependent variables. The results of this study, which can be based on using the regression model, show that the increase in electricity consumption and costs are 1.5 and 3 times in this period, respectively. To calculate the amount of greenhouse gas emissions, the three scenarios are implemented and compared with the replacement of 5, 20, and 30% of the company required electricity by photovoltaic systems. The reduction in CO2 emissions due to the production of 30% of electricity consumption with solar energy, amounted to 26,712 thousand tons. On the other hand, taxing more than $ 10 per ton of CO2 emissions changes the consumption pattern and reduces the cost of electricity consumption in this industry by $ 5,987,086.