ارزيابي جايگزيني انرژي هاي تجديدپذير به جاي سوخت هاي فسيلي در ايران: رهيافت كنترل بهينه

The Assessment of Renewable Energy substitution in Iran: An Optimal Control Approach

اگرچه سوخت‏هاي‏ فسيلي رشد سريع اقتصادي جوامع بشري را به همراه داشته، اما انتشار آلاينده هاي ناشي از مصرف اين سوخت ها، موجب بروز تغييرات آب و هوايي شده است. از سوي ديگر، منابع سوختهاي فسيلي نظير نفت،گاز، ذغال‏سنگ و اورانيوم به تدريج در حال كاهش است. اين موضوع، پژوهش در زمينه‏ انرژي هاي جايگزين و تجديدشونده شامل انرژي خورشيدي و بادي را ضروري مي-سازد. در اين مقاله به منظور حداكثر كردن رفاه اجتماعي، يك مدل كنترل بهينه طراحي و با استفاده از روش الگوريتم ژنتيك، مسيرهاي بهينه جايگزيني انرژي خورشيد و باد به جاي سوختهاي فسيلي در طي زمان در ايران ترسيم شده است. نتايج تحقيق نشان مي دهد در صورت ثابت ماندن هزينه تبديل انرژي خورشيدي و بادي و در نظر گرفتن نرخ تنزيل اجتماعي پنج درصد، انتقال از انرژي هاي فسيلي به سمت انرژي خورشيدي و بادي در سال 1466( 77 سال پس از سال مبنا) و با فرض كاهش50 درصدي هزينه تبديل انرژي خورشيد و باد در هر ده سال، اين انتقال در سال 1409 (20 سال پس از سال مبنا) مي بايست صورت پذيرد.

Although fossil fuels consumption may causes to rapid economic growth, but due to related pollutants and its consequences, the world has suffered from climate changes. Moreover, fossil fuel resources such as petroleum, gas, coal and uranium are being exhausted rapidly in the last decades. Therefore, seeking an appropriate as well as low-cost alternative for the above-mentioned energy carriers is one of the most important research topics. Regarding this situation, the utilization of renewable energy sources especially solar and wind energies is very important. In this study, the social welfare is maximized and optimal trajectory of solar and wind energy substitution is derived by using an optimal control approach. The model is solved empirically by genetic algorithm using MATLAB software. The results show that assuming social discount rate of 5% and no reduction in solar and wind energy conversion cost during next years, transition from fossil energy to solar and wind energy must occur in 2089 while assuming a 50 % reduction in solar and wind energy conversion cost in every 10 years period, this transition must take place in 2032.