مديريت توليد آينده در نيروگاه‌هاي برقابي تحت تأثير تغيير اقليم (مطالعۀ موردي: نيروگاه سد كارون 4)

Management of Hydropower Future Production Under Climate Change Impacts. Case study: Karun 4 Plant

افزايش تقاضا و كاهش بالقوۀ منابع، توليد انرژي در آينده را به يكي از چالش‌هاي مهم تبديل كرده است. در نيروگاه‌هاي برقابي، تغيير‌ اقليم از دلايل اصلي محدوديت منابع تأمين توليد است. دما و بارش مي‌تواند شرايط هيدرولوژيكي آينده را تغيير دهد و بر ميزان و توزيع زماني توليد اثر مستقيم بگذارد. براي مشخص شدن تغييرات آيندۀ توليد و امكان مديريت آن، يك مدل رياضي بهينه‌سازي تحت بستۀ نرم‌افزاري Lingo توسعه داده شده است. بررسي‌هاي تغيير اقليم با ايجاد گروهي از سناريوهاي آيندۀ عوامل تأثيرگذار انجام گرفته است. اين تحقيق با استناد به داده‌هاي تاريخي 30 سال منطقۀ كارون 4، مدل‌هاي لازم براي برآورد تبخير و جريان رودخانه را تهيه كرده و با ايجاد سناريوهاي آيندۀ دما و بارش، با استفاده از مدل‌هاي مذكور، مقدار و توزيع زماني جريان ‌رودخانه در 86 سال آينده را برآورد كرده است. نتايج نشان مي‌دهد تا انتهاي قرن، با 17/2 درصد كاهش بارش، و 22/6 و 26/1 درصد افزايش دما و تبخير، جريان رودخانه به‌طور متوسط 10/9 درصد كاهش خواهد يافت. در مديريت توليد، با ضريب بار ‌نيروگاهي 0/2مي‌توان توليد نيروگاه برقابي را در محدودۀ كاهش 12 تا 46 درصدي و به‌طور متوسط 20 درصد با لحاظ محدوديت‌هاي متعدد كنترل بهينه‌سازي كرد.

Increasing of energy demand and decreasing of water resources, could make the future energy production as a big challenge. Climate change is one of the main reasons for water resources limitation. Future precipitation and air temperature, change hydrological conditions and directly effect on the hydropower production. For showing the future condition and making it possible to manage the hydropower, a mathematical model is developed and is run under Lingo optimization package. Climate changes are evaluated by establishing a group of scenarios of hydrological parameters. In this research a 30 years historical data of Karun4 basin is used to establish the monthly temperatureevaporation models and series of multivariable discharge models. By using these models, future discharge scenarios are computed by the downloaded scenarios data. The results show a 17.2% reduction on precipitation, a 22.6% increasing on air temperature and a 26.1% increasing on the evaporation. These all cause a 10.9% reduction on the river discharge at the dam entrance. By managing the PF and taking it equal to 0.2, production optimization results a range of reduction between 12 and 46 percent with the average amount of 20% in energy production under a series of restrictions from climate change, plant characteristics and future energy demand.