Оценка потенциала солнечной и ветровой энергии в Таджикистане с использованием мультикритериального метода

  • Мансур (Мансурджон) [Mansur Mansurdzhon] Кудусов [Kudusov]
  • Умархон [Umarkhon] Мадвалиев [Madvaliev]
  • Ризои [Rizoi] Бахромзод [Bakhromzod]
  • Аъзам [Azam] Рустамович [R.] Мукумов [Mukumov]
Ключевые слова: солнечный и ветровой потенциалы, мультикритериальный подход, энергетика Таджикистана, возобновляемые источники энергии

Аннотация

Цель исследования — определение технического и экономического потенциалов солнечной и ветровой энергетики в Таджикистане с применением мультикритериального подхода, направленного на развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в регионе для улучшения энергетической безопасности и поддержки устойчивого развития энергетического сектора страны.

В работе использован мультикритериальный подход основанный на анализе плотности ресурсов, типов землепользования, характеристик местности, а также экологических и технических параметров. Представлены обновленные данные о солнечных и ветровых ресурсах, а также методология зон ВИЭ, что позволяет учитывать различные факторы при оценке энергетического потенциала.

Исследование показало, что технический потенциал ВИЭ в Таджикистане составляет 646850 МВт  - для солнечной энергии и 15557 МВт для ветровой, при этом, экономический потенциал составляет 369600 и 4485 МВт, соответственно. Выявлены ключевые зоны для развития ВИЭ, что позволяет направить усилия на их освоение.

Итоги проведенной работы могут быть использованы для формирования стратегии и политики в области энергетики, особенно в контексте развития малых солнечных и ветровых электростанций в Таджикистане, и играют важную роль для планирования инфраструктуры и принятия решений в области устойчивого развития энергетического сектора страны.

Мультикритериальный подход выявил значительный потенциал возобновляемых источников энергии в Таджикистане, что способствует развитию сектора ВИЭ и улучшению энергетической безопасности страны. Результаты исследования способствуют уточнению и актуализации данных о потенциале ВИЭ в регионе, что является важным для стратегического планирования и реализации проектов по использованию возобновляемых источников энергии.

Сведения об авторах

Мансур (Мансурджон) [Mansur Mansurdzhon] Кудусов [Kudusov]

ассистент кафедры промышленного и гражданского строительства Таджикского технического университета имени академика М.С. Осими, e-mail: m.kudusov@systemavto.tj

Умархон [Umarkhon] Мадвалиев [Madvaliev]

доктор физико-математических наук, член-корреспондент Национальной академии наук Таджикистана, главный научный сотрудник Физико-технического института им. С.У. Умарова Национальной академии наук Таджикистана, e-mail: solar@systemavto.tj

Ризои [Rizoi] Бахромзод [Bakhromzod]

кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Физико-технического института им. С.У. Умарова Национальной академии наук Таджикистана, e-mail: rizo@physics.msu.ru

Аъзам [Azam] Рустамович [R.] Мукумов [Mukumov]

ведущий научный сотрудник Физико-технического института им. С.У. Умарова Национальной академии наук Таджикистана, e-mail: azammuqumov91@gmail.com

Литература

1. Абдулов Д.Н., Сафарова М.Б., Махмудов Б.Н. Топливно-энергетический комплекс Республики Таджикистан как фактор развития экономики // Молодой ученый. 2016. № 18. С. 211—216.
2. Йе Хтут Мьят, Шведов Г.В. Сравнительный анализ графиков электрической нагрузки некоторых стран Европы и Азии. Ч. 2. Суточные графики // Вестник МЭИ. 2023. № 4. С. 50—61.
3. Петров Г.Н. и др. Общая оценка ситуации в энергетике в мире и Таджикистане // Известия Академии наук Республики Таджикистан. 2009. № 2. С. 101—111.
4. Чоршанбиев С.Р. Повышение эффективности функционирования электрических сетей с распределенной солнечной генерацией за счет снижения технических потерь электроэнергии (на примере Республики Таджикистан). М.: Из-во МЭИ, 2019.
5. Киргизов А.К. Развитие и оптимизация режимов электроэнергетической системы с распределенными возобновляемыми источниками энергии методами искусственного интеллекта (на примере Республики Таджикистан): дис. … канд. техн. наук. Новосибирск: НГТУ, 2017.
6. UNDP. Renewable Energy Snapshots. UNDP in Europe and Central Asia [Электрон. ресурс] https://www.undp.org/eurasia/publications/renewable-energy-snapshots (дата обращения 21.04.2024).
7. Karimov K.S. e. a. Effective Management of Combined Renewable Energy Resources in Tajikistan // Sci. of the Total Environment. 2013. V. 461. Pp. 835—838.
8. Akash J., Kudusov M., Akanksha J., Pramod J., Madvaliev U. A Multicriteria Approach to Identifying and Developing Renewable Energy Zones in Tajikistan // Appl. Solar Energy. 2023. V. 59(2). Pp. 176—188.
9. Lee N., Flores-Espino F., Hurlbut D.J. Renewable Energy Zone (Rez) Transmission Planning Process: a Guidebook for Practitioners. Golden: National Renewable Energy Lab., 2017.
10. Tahri M., Hakdaoui M., Maanan M. The Evaluation of Solar Farm Locations Applying Geographic Information System and Multi-criteria Decision-making Methods: Case Study in Southern Morocco // Renewable and Sustainable Energy Rev. 2015. V. 51. Pp. 1354—1362.
11. Yushchenko A. e. a. GIS-based Assessment of Photovoltaic (PV) and Concentrated Solar Power (CSP) Generation Potential in West Africa // Renewable and Sustainable Energy Rev. 2018. V. 81. Pp. 2088—2103.
12. Ghasemi G. e. a. Theoretical and Technical Potential Evaluation of Solar Power Generation in Iran // Renewable Energy. 2019. V. 138. Pp. 1250—1261.
13. Sánchez-Lozano J.M. e. a. Geographical Information Systems (GIS) and Multi-criteria Decision Making (MCDM) Methods for the Evaluation of Solar Farms Locations: Case Study in South-eastern Spain // Renewable and Sustainable Energy Rev. 2013. V. 24. Pp. 544—556.
14. Ghasempour R. e. a. Multi-criteria Decision Making (MCDM) Approach for Selecting Solar Plants Site and Technology: a Review // Intern. J. Renewable Energy Development. 2019. V. 8(1). Pp. 15—25.
15. Stökler S., Schillings C., Kraas B. Solar Resource Assessment Study for Pakistan // Renewable and Sustainable Energy Rev. 2016. V. 58. Pp. 1184—1188.
16. Brent A. C. e. a. Solar Atlas of New Zealand from satellite imagery // J. Royal Soc. New Zealand. 2020. V. 50(4). Pp. 572—583.
17. Global Solar Atlas 2.0: Validation Rep. (English). Energy Sector Management Assistance Program Washington, D.C.: World Bank Group [Электрон. ресурс] http://documents.worldbank.org/curated/en/507341592893487792/Global-Solar-Atlas-2-0-Validation-Report (дата обращения 21. 04. 2024).
18. Perez R., Cebecauer T., Šúri M. Chapter 2 — Semi-empirical Satellite Models // Solar Energy Forecasting and Resource Assessment. N.-Y.: Academic Press, 2013. Pp. 21—48.
19. Palmer D. e. a. Satellite or Ground-based Measurements for Production of Site Specific Hourly Irradiance Data: which is Most Accurate and Where? // Solar Energy. 2018. V. 165. Pp. 240—255.
20. Global Solar Atlas [Электрон. ресурс] https://globalsolaratlas.info/ (дата обращения 26.04.2024).
21. Global Wind Atlas [Электрон. ресурс] https://globalwindatlas.info/ (дата обращения 26.04.2024).
22. Davis N.N. e. a. The Global Wind Atlas: A High-resolution Dataset of Climatologies and Associated Web-based Application // Bulletin American Meteorological Soc. 2023. V. 104(8). Pp. E1507—E1525.
23. Petersen E.L. In search of the wind energy potential // J. Renewable and Sustainable Energy. 2017. V. 9(5). Pp. 1—13.
24. Bandoc G. e. a. Spatial Assessment of Wind Power Potential at Global Scale. A Geographical Approach // J. Cleaner Production. 2018. V. 200. Pp. 1065—1086.
25. El-Bshah A. e. a. Resource Assessment of Wind Energy Potential of Mokha in Yemen with Weibull Speed // Computers, Materials & Continua. 2021. V. 69(1). Pp. 1123—1140.
26. Protected Planet [Электрон. ресурс] https://www.protectedplanet.net/country/TJK (дата обращения 26.04.2024).
27. Bingham H.C. e. a. Sixty Years of Tracking Conservation Progress Using the World Database on Protected Areas // Nature Ecology & Evolution. 2019. V. 3(5). Pp. 737—743.
28. ArcGIS Online [Электрон. ресурс] https://www.arcgis.com/apps/mapviewer/index.html?layers=d6642f8a4f6d4685a24ae2dc0c73d4ac (дата обращения 26.04.2024).
29. Global Land Ice Measurements from Space [Электрон. ресурс] https://www.glims.org/ (дата обращения 26.04.2024).
30. Raup B. e. a. The GLIMS Geospatial Glacier Database: a New Tool for Studying Glacier Change // Global and Planetary Change. 2007. V. 56(1—2). Pp. 101—110.
31. Johnston K. e. a. Using ArcGIS Geostatistical Analyst. Redlands: Esri Press, 2001.
32. Zeiler M. Modeling Our World: the ESRI Guide to Geodatabase Design. Redlands: Esri Press, 1999.
33. Tegou L., Polatidis H., Haralambopoulos D. Environmental Management Framework for wind Farm Siting: Methodology and Case Study // J. Environmental Management, 2010. V. 91(11). Pp. 2134—2147.
34. Sánchez-Lozano J. e. a. GIS-based Photovoltaic Solar Farms Site Selection Using ELECTRE-TRI: Evaluating the Case for Torre Pacheco, Murcia, Southeast of Spain // Renewable Energy. 2014. No. 66. Pp. 478—494.
35. Shuttle Radar Topography Mission [Электрон. ресурс] https://srtm.csi.cgiar.org/download/ (дата обращения 26.04.2024).
36. Yang L., Meng X., Zhang X. SRTM DEM and Its Application Advances // Intern. J. Remote Sensing. 2011. V. 32(14). Pp. 3875—3896.
37. Jarvis A. e. a. Practical Use of SRTM Data in the Tropics: Comparisons with Digital Elevation Models Generated Cartographic Data. Cali-Palmira: Centro Inter. de Agricultura Tropical, 2004.
38. Перминов Э.М. К вопросу о ветроэнергетике: история, состояние, перспективы // Вестник МЭИ. 2020. № 5. С. 11—26.
---
Для цитирования: Кудусов М.А., Мадвалиев У., Бахромзод Р., Мукумов А.Р. Оценка потенциала солнечной и ветровой энергии в Таджикистане с использованием мультикритериального метода // Вестник МЭИ. 2024. № 6. С. 55—67. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-6-55-67
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Abdulov D.N., Safarova M.B., Makhmudov B.N. Toplivno-energeticheskiy Kompleks Respubliki Tadzhikistan kak Faktor Razvitiya Ekonomiki. Molodoy uchenyy. 2016;18:211—216. (in Russian).
2. Ye Khtut M'yat, Shvedov G.V. Sravnitel'nyy Analiz Grafikov Elektricheskoy Nagruzki Nekotorykh Stran Evropy i Azii. Ch. 2. Sutochnye Grafiki. Vestnik MEI. 2023;4:50—61. (in Russian).
3. Petrov G.N. i dr. Obshchaya Otsenka Situatsii v Energetike v Mire i Tadzhikistane. Izvestiya Akademii Nauk Respubliki Tadzhikistan. 2009;2:101—111. (in Russian).
4. Chorshanbiev S.R. Povyshenie Effektivnosti Funktsionirovaniya Elektricheskikh Setey s Raspredelennoy Solnechnoy Generatsiey za Schet Snizheniya Tekhnicheskikh Poter' Elektroenergii (na Primere Respubliki Tadzhikistan). M.: Iz-vo MEI, 2019. (in Russian).
5. Kirgizov A.K. Razvitie i Optimizatsiya Rezhimov Elektroenergeticheskoy Sistemy s Raspredelennymi Vozobnovlyaemymi Istochnikami Energii Metodami Iskusstvennogo Intellekta (na Primere Respubliki Tadzhikistan): Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. Novosibirsk: NGTU, 2017. (in Russian).
6. UNDP. Renewable Energy Snapshots. UNDP in Europe and Central Asia [Elektron. Resurs] https://www.undp.org/eurasia/publications/renewable-energy-snapshots (Data Obrashcheniya 21.04.2024).
7. Karimov K.S. e. a. Effective Management of Combined Renewable Energy Resources in Tajikistan. Sci. of the Total Environment. 2013;461:835—838.
8. Akash J., Kudusov M., Akanksha J., Pramod J., Madvaliev U. A Multicriteria Approach to Identifying and Developing Renewable Energy Zones in Tajikistan. Appl. Solar Energy. 2023;59(2):176—188.
9. Lee N., Flores-Espino F., Hurlbut D.J. Renewable Energy Zone (Rez) Transmission Planning Process: a Guidebook for Practitioners. Golden: National Renewable Energy Lab., 2017.
10. Tahri M., Hakdaoui M., Maanan M. The Evaluation of Solar Farm Locations Applying Geographic Information System and Multi-criteria Decision-making Methods: Case Study in Southern Morocco. Renewable and Sustainable Energy Rev. 2015;51:1354—1362.
11. Yushchenko A. e. a. GIS-based Assessment of Photovoltaic (PV) and Concentrated Solar Power (CSP) Generation Potential in West Africa. Renewable and Sustainable Energy Rev. 2018;81:2088—2103.
12. Ghasemi G. e. a. Theoretical and Technical Potential Evaluation of Solar Power Generation in Iran. Renewable Energy. 2019;138:1250—1261.
13. Sánchez-Lozano J.M. e. a. Geographical Information Systems (GIS) and Multi-criteria Decision Making (MCDM) Methods for the Evaluation of Solar Farms Locations: Case Study in South-eastern Spain. Renewable and Sustainable Energy Rev. 2013;24:544—556.
14. Ghasempour R. e. a. Multi-criteria Decision Making (MCDM) Approach for Selecting Solar Plants Site and Technology: a Review. Intern. J. Renewable Energy Development. 2019;8(1):15—25.
15. Stökler S., Schillings C., Kraas B. Solar Resource Assessment Study for Pakistan. Renewable and Sustainable Energy Rev. 2016;58:1184—1188.
16. Brent A. C. e. a. Solar Atlas of New Zealand from satellite imagery. J. Royal Soc. New Zealand. 2020;50(4):572—583.
17. Global Solar Atlas 2.0: Validation Rep. (English). Energy Sector Management Assistance Program Washington, D.C.: World Bank Group [Elektron. Resurs] http://documents.worldbank.org/curated/en/507341592893487792/Global-Solar-Atlas-2-0-Validation-Report (Data Obrashcheniya 21. 04. 2024).
18. Perez R., Cebecauer T., Šúri M. Chapter 2 — Semi-empirical Satellite Models. Solar Energy Forecasting and Resource Assessment. N.-Y.: Academic Press, 2013:21—48.
19. Palmer D. e. a. Satellite or Ground-based Measurements for Production of Site Specific Hourly Irradiance Data: which is Most Accurate and Where? Solar Energy. 2018;165:240—255.
20. Global Solar Atlas [Elektron. Resurs] https://globalsolaratlas.info/ (Data Obrashcheniya 26.04.2024).
21. Global Wind Atlas [Elektron. Resurs] https://globalwindatlas.info/ (Data Obrashcheniya 26.04.2024).
22. Davis N.N. e. a. The Global Wind Atlas: A High-resolution Dataset of Climatologies and Associated Web-based Application. Bulletin American Meteorological Soc. 2023;104(8):E1507—E1525.
23. Petersen E.L. In search of the wind energy potential. J. Renewable and Sustainable Energy. 2017;9(5):1—13.
24. Bandoc G. e. a. Spatial Assessment of Wind Power Potential at Global Scale. A Geographical Approach. J. Cleaner Production. 2018;200:1065—1086.
25. El-Bshah A. e. a. Resource Assessment of Wind Energy Potential of Mokha in Yemen with Weibull Speed. Computers, Materials & Continua. 2021;69(1):1123—1140.
26. Protected Planet [Elektron. Resurs] https://www.protectedplanet.net/country/TJK (Data Obrashcheniya 26.04.2024).
27. Bingham H.C. e. a. Sixty Years of Tracking Conservation Progress Using the World Database on Protected Areas. Nature Ecology & Evolution. 2019;3(5):737—743.
28. ArcGIS Online [Elektron. Resurs] https://www.arcgis.com/apps/mapviewer/index.html?layers=d6642f8a4f6d4685a24ae2dc0c73d4ac (Data Obrashcheniya 26.04.2024).
29. Global Land Ice Measurements from Space [Elektron. Resurs] https://www.glims.org/ (Data Obrashcheniya 26.04.2024).
30. Raup B. e. a. The GLIMS Geospatial Glacier Database: a New Tool for Studying Glacier Change. Global and Planetary Change. 2007;56(1—2):101—110.
31. Johnston K. e. a. Using ArcGIS Geostatistical Analyst. Redlands: Esri Press, 2001.
32. Zeiler M. Modeling Our World: the ESRI Guide to Geodatabase Design. Redlands: Esri Press, 1999.
33. Tegou L., Polatidis H., Haralambopoulos D. Environmental Management Framework for wind Farm Siting: Methodology and Case Study. J. Environmental Management, 2010;91(11):2134—2147.
34. Sánchez-Lozano J. e. a. GIS-based Photovoltaic Solar Farms Site Selection Using ELECTRE-TRI: Evaluating the Case for Torre Pacheco, Murcia, Southeast of Spain. Renewable Energy. 2014;66:478—494.
35. Shuttle Radar Topography Mission [Elektron. Resurs] https://srtm.csi.cgiar.org/download/ (Data Obrashcheniya 26.04.2024).
36. Yang L., Meng X., Zhang X. SRTM DEM and Its Application Advances. Intern. J. Remote Sensing. 2011;32(14):3875—3896.
37. Jarvis A. e. a. Practical Use of SRTM Data in the Tropics: Comparisons with Digital Elevation Models Generated Cartographic Data. Cali-Palmira: Centro Inter. de Agricultura Tropical, 2004.
38. Perminov E.M. K Voprosu O Vetroenergetike: Istoriya, Sostoyanie, Perspektivy. Vestnik MEI. 2020;5:11—26. (in Russian)
---
For citation: Kudusov M.A., Madvaliev U., Bakhromzod R., Mukumov A.R. Assessing the Potential of Solar and Wind Energy in Tajikistan Using a Multi-criteria Method. Bulletin of MPEI. 2024;6:55—67. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-6-55-67
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
Опубликован
2024-09-04
Раздел
Энергетические системы и комплексы (технические науки) (2.4.5)