The role of solar energy in the sustainable development of Tehran Case study: Residential building

Authors

1 Professor of Climatology, Faculty of Science and Geography, Kharazmi University, Tehran, Iran.

2 Associate Professor of Climatology, Faculty of Geographical Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran,

3 PhD in Climatology, Urban, Faculty of Geography, Kharazmi University, Tehran, Iran

Abstract

Human needs for energy are constantly increasing and fossil energy sources are declining. Improper use of fossil fuel resources by polluting the environment threatens life on Earth, and today one of the solutions to the energy crisis, along with improving consumption patterns, is the use of renewable energy. Solar energy including renewable energy
And is one of the main components of sustainable development. This study investigates and recognizes the potential of solar energy and the factors affecting its replacement with fossil fuels, especially in residential buildings in Tehran. It is applied in terms of purpose and descriptive-analytical in terms of type and consists of 3 main stages. In the first stage, in order to identify and study the current status of energy production and consumption, to study, review and compare data related to energy consumption of all fossil fuels, non-renewable and renewable energy, in the second stage, the potential of solar energy in the city Tehran Using the information obtained from Mehrabad synoptic station in Tehran, in the third stage, the operational status and cost of infrastructure required for the operation of photovoltaic systems in comparison with fossil fuels, and in the last stage, the design and analysis process Run on a sample system is described. The results indicate that according to the topographic conditions and geographical location, the city of Tehran has a high capacity of solar energy that provides opportunities for sustainable development in this city. The results also show that the use and activation of solar photovoltaic systems in the studied residential building has a significant economic profitability, which is itself a platform for achieving sustainable development.

Keywords


.1 اکبری، حسین) 1305 (، طراحی ساختمان اداری با صرفهجویی انرژی با استفاده از نرمافزارهای شبیهساز، پایاننامه
- . کارشناسی ارشد معماری، دانشکدهی معماری و شهرسازی دانشگاه هنر تهران، صص 05 33
.2 اجلالی، فرید) 1331 (، آلودگی هوا تهران با نگاهی به پالایش هوای تهران، نشر آموزش کشاورزی.
.3 - ،) بیگدلی، آتوسا) 1330 (، تأثیر اقلیم و آلودگی هوای تهران بر بیماری سکته قلبی)دوره 0 ساله 1003 1005
- .121 135 ، فصلنامهی تحقیقات جغرافیایی، پاییز 1335 ، شماره 12
.3 پورکرمانی؛ محسن، آرین، مهران) 1333 (، مروری بر مطالعات لرزهخیزی گسترهی تهران، فصلنامهی رشد آموزش
. زمینشناسی، پاییز 1333
.0 پوراحمد؛ احمد، حاتمی نژاد؛ سید حسین؛ قاسمی؛ ایرج) 1302 (، پهنهبندی شهر تهران بر اساس شاخصهای
اجتماعی جمعیتی مدرنیته، فصلنامهی مطالعات و پژوهشهای شهری و منطقهای، زمستان 1302 ، سال پنجم
. شماره 10
.1 حیدری، شاهین) 1333 (، برنامهریزی انرژی در ایران با تأکید بر بخش ساختمان، چاپ اول، انتشارات دانشگاه
تهران.
.7 رحیمی خوب، علی؛ بهبانی، سیدمحمدرضا؛ جمشیدی، محبوبه) 1333 (، ارزیابی دو روش تجربی و مدلهای
شبکه عصبی مصنوعی برای برآورد تابش خورشید رسیده به زمین مطالعه موردی در جنوب شرق تهران، -
- . فصلنامه علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، سال پنجاهم، زمستان 1333 . ص 30 13
.3 صفایی، بتول؛ طالقانی، .) گیت) 1333 بهینهسازی مصرف انرژی در ساختمان، چهارمین همایش بهینه سازی
مصرف سوخت در ساختمان .
.0 لشکری، حسن؛ ظفری، افسانه) 1333 (. پهنهبندی آلودگی هوای شهر تهران با استفاده از GIS - دوره آماری 1000
- .30 15 ، 2557 ، فصلنامه جغرافیایی سرزمین، پاییز 1333 ، سال ششم، شماره 23
.15 مجرد، فیروز؛ حسینیفر، سمیه) 1301 (. مکانیابی نواحی مساعد برای توسعه فیزیکی کلانشهر تهران بر مبنای
- .32 23 ، عناصر اقلیمی و عوامل جغرافیایی، فصلنامه جغرافیا و برنامهریزی محیطی، شماره 37
.11 مقیمی، ابراهیم؛ صفاری؛ امیر) 1330 (. ارزیابی ژئومورفولوژیکی توسعه شهری در قلمروی حوضههای زهکشی
- . سطحی مطالعه موردی: کلان شهر تهران، فصلنامه مدرس علوم انسانی، بهار 1330 شماره 10
.12 مسیحی، سارا؛ سعدوندی، مهدی؛ صالحینیا، مجید) 1301 (. بررسی و شناسایی شاخصههای اقلیمی موثر بر
مطلوبیت محیطی مسکن انبوه )مطالعه موردی مسکن انبوه در منطقه پرند تهران(، پایان نامه کارشناسی ارشد
. رشته هنر و معماری دانشکده هنر اصفهان. 1301
.13 نظریان، اصغر، ضیائیان فیروزآبادی، پرویز؛ جنگی، علی اکبر) 1331 (. بررسی نقش مکان و مورفولوژی در کیفیت
هوای شهر تهران با استفاده از GIS و دادههای ماهوارهای، فصلنامهی تحقیقات جغرافیایی، پاییز 1331 ، شماره
- .17 35 ،11
.13 نقی زاده، محمد) 1331 (، ضوابط شهرسازی و معماریِ بهینهسازی مصرف سوخت، دومین همایش بهینهسازى
مصرف سوخت در ساختمان .
.10 وثوق، فریبرز؛ حیدری نژاد، قاسم) 1303 (. بررسی علل افزایش میانگین دمای محیط با نگرش ویژه به تأثیر آن بر
شهرهای بزرگ، پایاننامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، به راهنمایی حیدری نژاد،
. قاسم، 
16. A.H.Almasoud; Hatim M.Gandayh.(2015).solar energy in Baghdad, Journal of King Saud University - Engineering Sciences. Volume 27, Issue 2, July 2015, Pages 153-157.
17. Choi.(2003).Indicators of sustainable development: programmed of work on indicators for sustainable development of the commission on sustainable development. As contained in the report of the secretary – general to the CSD on chapter 35 of agenda 21, “information for decision – making” (E / C N. 17/1000/13).
18. Dapeng, Li; Gang, Liu; Shengming, Liao(2015). Solar potential in urban residential buildings, Solar Energy, Volume 111, January 2015, Pages 225-235.
19. Ehsanul, Kabir; Pawan, Kumar; Sandeep, Kumar; Adedeji A, Adelodun; Ki-Hyun Kim )2513(, Solar energy: Potential and future prospects, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 82, Part 1, February 2018, Pages 894-900.
20. Gang, J. (2008). “Wanted: tall buildings less iconic, more specific”, CTBUH 8th World Congress on Tall & Green: Typology for a Sustainable Urban Future, 2008, Dubai, 3–5 March, pp.496–502.
21. Guiavarch, A., Peuportier, B.,( 2006).Photovoltaic collectors efficiency according to their integration in buildings. Solar Energy 80 (1), 65–77.
22. Hirth; L,(2013)The market value of variable renewables: the effect of solar wind power variability on their relative price. Energ Econ 2013;38:218e36.
23. Juan ,José Sarralde ;David ,James Quinn ;Daniel ,Wiesmann ;Koen ,Steemers (2015). Solar energy and urban morphology: Scenarios for increasing the renewable energy potential of neighbourhoods in London. Renewable Energy. Volume 73, January 2015, Pages 10-17.
24. Kim YD, Thu K, Bhatia HK, Bhatia CS, Ng KC,(2012). Thermal analysis and performance optimization of a solar hot water plant with economic evaluation. Sol Energy 2012;86(5):1378e95.
25. Krause M, Vajen K, Wiese F, Ackermann H.(2002). Investigations on optimizing large solar thermal systems. Solar Energy 2002;73(4):217e25.
26. Koroneos CJ, Nanaki EA.(2012), Life cycle environmental impact assessment of a solar water heater. J Clean Prod 2012;37:154e61.
27. Lysen, E. H. (1996).The Trias Energica: Solar Energy Strategies for Developing Countries, Eurosun Conference, Freiburg 16-19 Sep 1996.
28. Mazman M, Cabeza LF, Mehling H, Nogues M, Evliya H, H€O Paksoy.(2009). Utilization of phase change materials in solar domestic hot water systems. Renew Energ 2009;34(6):1639e43.
29. Mohsenzadeh M, Hosseini R. A (2015),photovoltaic/thermal system with a combination of a booster diffuses reflector and vacuum tube for generation of electricity and hot water production. Renew Energy 2015;78:245e52.
30. Nadarajah, Kannan; Divagar,Vakeesan,(2016).Solar energy for future world: - A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Volume 62, September 2016, Pages 1092-1105.
31. Nahid ,Mohajeri; Govinda, Upadhyay; Agust, Gudmundsson; Dan, Assouline; Jérôme, Kämpf; Jean-Louis ,Scartezzini (2016). Effects of urban compactness on solar energy potential. Renewable Energy, Volume 93, August 2016, Pages 469-482.
32. Sanjay, KumarKar; Atul, Sharma; Biswajit, Roy.(2016). Solar energy market developments in India. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Volume 62, September 2016, Pages 121-133.
33. Trnka, M., Z. Zalud, J. Eitzinger and M. Dubrovsky.( 2005).Global solar radiation in Central European lowlands estimated by various empirical formulas. Agric. and Forest Meteorol. 131(1-2): 45-76.
34. Wesley, Herche,(2017), Solar energy strategies in the U.S. utility market, Renewable and Sustainable Energy ReviewsVolume 77, September 2017, Pages 590-595.
35. Young, J.W.S., (1997). A framework for the ultimate environment index— putting atmospheric change into context with sustainability. Environmental Monitoring and Assessment 46, 135–149.
36. Yifan ; Li, Jinyan ,Zhan; Fan, Zhang; Miaolin ,Zhang; Dongdong ,Chen.(2017), The study on ecological sustainable development in Chengdu, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, ,Volume 101, October 2017, Pages 112-120.
37. Zhu, Y., Lin, B.,( 2004). Sustainable housing and urban construction in China. Energy and Buildings 36, 1287–1297.
38. Zeng Y, Klabjan D, Arinez J.(2005). Distributed solar renewable generation: option contracts with renewable energy credit uncertainty. Energ Econ 2015;48: 295e305.
39. Zarzalejo, L.F., J. Polo, L. Martin, L. Ramirez and B. Espinar. (2009). A new statistical approach for deriving global solar radiation from satellite images. Solar Energy 83: 480–484.