تصمیم‌گیری چندمعیاره برای آینده‌نگری ذخیره‌سازی انرژی در ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشکده انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

3 دانشیار، گروه مهندسی انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشکده انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

افزایش سهم انرژی‌های تجدیدپذیر و نوسان تولید آن‌ها، ضرورت توسعه فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی را در ایران برجسته کرده است. با توجه به پتانسیل بالای منابع خورشیدی، این پژوهش هشت فناوری شامل ذخیره‌سازی تلمبه-پمپاژ، باتری‌های لیتیوم-یون و سدیم-گوگرد، ذخیره‌سازی هوای فشرده، گرمایی، چرخ‌طیار، هیدروژنی و ابرخازن را با رویکرد تصمیم‌گیری چندمعیاره ارزیابی کرده است. معیارهای مالی، فنی، زیست‌محیطی، اجتماعی و ریسک با روش تحلیل سلسله‌مراتبی وزن‌دهی و داده‌ها در سناریوهای مختلف (وزن برابر، مالی، فنی، زیست‌محیطی، ترکیبی و آینده‌نگر) تحلیل شدند. نتایج نشان داد فناوری‌های ذخیره‌سازی هیدروژنی، گرمایی و هوای فشرده در بیش‌تر سناریوها برترند، در حالی که باتری‌های لیتیوم-یون و سدیم-گوگرد به‌دلیل هزینه بالا و عمر کم‌تر رتبه‌های پایین‌تری دارند. در نهایت، توسعه بومی فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی می‌تواند امنیت انرژی کشور را تقویت کرده، وابستگی به سوخت‌های فسیلی را کاهش دهد و گذار ایران به نظام انرژی پایدار و کم‌کربن را تسهیل کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Bozorgmehri S, Salimi M, Azarm D, Rahimi Takami M, Khalaj M, Haghparast Kasahani A, Hosseinpour M, Golmohammad M. Future prospects for solar energy production and storage in Iran. Hydrogen, Fuel Cell & Energy Storage. 2024;11(4):247-258.
  • Khalili R, Khaledi A, Marzband M, Nematollahi AF, Vahidi B, Siano P. Robust multi-objective optimization for the Iranian electricity market considering green hydrogen and analyzing the performance of different demand response programs. Applied Energy. 2023;334:120737.
  • Abdollahi SA, Faramarzi S, Mafi M, Ranjbar SF, Motavalli SS. Proposing a hydrogen liquefaction cycle for geothermal energy storage in an innovative multi-generation system. Hydrogen, Fuel Cell & Energy Storage. 2025;12(1):1-8.
  • Ur Rehman U, Mahmood T, Waqas HM. Managing uncertainty in battery energy storage system evaluation using complex hesitant fuzzy multi-criteria decision-making technique with Einstein operators. Journal of Energy Storage. 2025;125:116968.
  • Hua W, Li M, Shi Y, Zhang X. New low carbon path for cold store—Research progress of new type of cold store based on phase change thermal energy storage technology. Journal of Energy Storage. 2025;126:117109.
  • Shu H. Hybrid energy storage system for intelligent electric vehicles incorporating improved PSO algorithm. Energy Informatics. 2025;8(1):1-16.
  • Gasanzade F, Witte F, Tuschy I, Bauer S. Integration of geological compressed air energy storage into future energy supply systems dominated by renewable power sources. Energy Conversion and Management. 2023;277:116643.
  • Dong C, Gunina MG. ANN-driven optimization and dynamic performance assessment of a hybrid energy system with enhanced SOFC and compressed air energy storage. Energy. 2025;328:136448.
  • Elalfy DA, Gouda E, Kotb MF, Bureš V, Sedhom BE. Comprehensive review of energy storage systems technologies, objectives, challenges, and future trends. Energy Strategy Reviews. 2024;54:101482.
  • Zhang Z, Chen Y, Ma T, Tian H, Liu J, Zhou M, Wang W. Multi-type energy storage expansion planning: A review for high-penetration renewable energy integration. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2025;219:115853.
  • Shahnazi R, Alimohammadlou M. Investigating risks in renewable energy in oil-producing countries through multi-criteria decision-making methods based on interval type-2 fuzzy sets: A case study of Iran. Renewable Energy. 2022;191:1009-1027.
  • Karbin H, Rashidi Komijan A. An MCDM-based approach for renewable energy planning in Iran. Journal of Energy and Economic Development. 2022;1(3):60-79.
  • Yousefi H, Motlagh SG, Montazeri M. Multi-criteria decision-making system for wind farm site-selection using geographic information system (GIS): Case study of Semnan Province, Iran. Sustainability. 2022;14(13):7640.
  • Migliari L, Micheletto D, Cocco D. Green hydrogen generation for mitigating the impact of curtailment in floating photovoltaic-pumped hydro energy storage (FPV-PHES) systems. Journal of Energy Storage. 2025;132:117997.
  • میرمحمدی ع، الهیاری س. طراحی سیستم خنک‌کاری برای باتری لیتیوم‌یون در نرخ دشارژهای مختلف با مدل‌سازی الکتریکی‌ـ‌حرارتی. نشریۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1400، د. 51، ش. 1، ص. 239.
  • Vineeth S, Yamauchi Y, Kumar V. Electrolytes for room-temperature sodium-sulfur batteries: A holistic approach to understand solvation. In: Room-temperature Sodium-Sulfur Batteries. CRC Press; 2023. p. 79-114.
  • Liang R, Ma H, Li H, Wang X, Zeng Z, Zheng Z, Li W, Huang Y, Zhao K. Techno-economic analysis of compressed air energy storage in abandoned salt caverns: A case study in China. Renewable Energy. 2025:123595.
  • امیری دلوئی ا، سجادی ح، نعیمی ه، صبوری ع، حسین‌پور ا. بررسی فنی و اقتصادی سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی به‌وسیلۀ هوای فشرده به‌منظور مدیریت مصرف در اوج بار. نشریۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1402، د. 53، ش. 1، ص. 91-99.
  • D’Angelo P, Scafuri A, Zamboni W. Modelling, optimisation and management strategies for a microgrid with integrated thermal energy storage. Mathematics and Computers in Simulation. 2025.
  • Guo W, Min R, Xu G, Lan J, He Z, Yang Y, Jia Z. A novel flywheel frequency and voltage stabilization system. SSRN Electronic Journal. Available from: https://ssrn.com/abstract=5052196
  • Janke S, Crawford C, Truelove A, Lenio M, Hashemi B. Regenerative hydrogen energy storage modelling for northern microgrid energy design. Renewable Energy. 2025:123979.
  • رضاپور دولق ب، قندهاریون س. ذخیرۀ انرژی گرمایی با استفاده از هیدرید فلزی و مادۀ تغییر فازدهنده. نشریۀ مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران. 1404، د. 5، ش. 1، ص. 1-5.
  • Cao G, Dang Y, Guo S, Liang Y, Jia R. Optimal allocation of supercapacitor energy storage system capacity for mitigating wind power fluctuations. Journal of Applied Science and Engineering. 2025;29(1):129-138.
  • Viswanathan V, Mongird K, Franks R, Li X, Sprenkle V, Baxter R. 2022 Grid Energy Storage Technology Cost and Performance Assessment. 2022.
  • Department of Energy, “Findings from Storage Innovations 2030: Compressed Air Energy Storage.”[Online].Available:https://www.energy.gov/oe/storage-innovations-2030.
  • Newsom G, Brown EG. Flywheel systems for utility-scale energy storage: A transformative flywheel project for commercial readiness. California Energy Commission. [Online]. Available from: https://www.energy.ca.gov/research/
  • S. Department of Energy. Technology Strategy Assessment Findings from Storage Innovations 2030: Supercapacitors. [Online]. 2023. Available from: https://www.energy.gov/oe/storage-innovations-2030
  • S. Department of Energy. Technology Strategy Assessment Findings from Storage Innovations 2030: Sodium Batteries. [Online]. 2023. Available from: https://www.energy.gov/oe/storage-innovations-2030
  • S. Department of Energy. Technology Strategy Assessment Findings from Storage Innovations 2030: Bidirectional Hydrogen Storage. [Online]. 2023. Available from: https://www.energy.gov/oe/storage-innovations-2030
  • S. Department of Energy. Technology Strategy Assessment Findings from Storage Innovations 2030: Pumped Storage Hydropower. [Online]. 2023. Available from: https://www.energy.gov/oe/storage-innovations-2030
  • S. Department of Energy. Findings from Storage Innovations 2030: Thermal Energy Storage. [Online]. Available from: https://www.energy.gov/oe/storage-innovations-2030
  • Diyono D, Cappon H, Kujawa-Roeleveld K, Keesman KJ. Empowering off-river pumped hydro energy storage: An economic and environmental analysis of renewable energy production-storage systems. Energy Reports.2025;14:310-319. doi:10.1016/j.egyr.2025.06.026.
  • Cohen S, Ramasamy V, Inman D. A component-level bottom-up cost model for pumped storage hydropower. National Renewable Energy Laboratory. [Online]. Available from: https://www.nrel.gov/docs/fy23osti/84875
  • Ammendoerfer A, Tietze I, Hottenroth H, Viere T. Life-cycle impacts of pumped hydropower storage and battery storage. International Journal of Energy and Environmental Engineering. 2017;8(3):231-245. doi:10.1007/s40095-017-0237-5.
  • Karve G, Thakre M, Vaidya G. Impact of extreme weather parameters on optimum sizing of solar photovoltaic-battery energy storage systems: A case study. International Journal of Electrical and Electronics Research. 2024;12(4):1357-1563. doi:10.37391/IJEER.120429.
  • Saaty TL. How to make a decision: The analytic hierarchy process. European Journal of Operational Research. 1990;48(1):9-26.
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
دوره 56، شماره 3 - شماره پیاپی 116
در حال تکمیل
آبان 1405
صفحه 77-86

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار