Chagua Lugha

Njia ya Hatua Mbili ya DEA-AHP kwa Uchaguzi wa Eneo la Kituo cha Umeme cha Jua cha PV nchini Taiwan

Karatasi ya utafiti inayowasilisha mbinu mseto ya DEA na AHP kwa uchaguzi bora wa eneo la kituo cha umeme cha jua cha photovoltaic nchini Taiwan, ikichambua maeneo 20 yanayowezekana.
solarledlight.org | PDF Size: 3.4 MB
Ukadiriaji: 4.5/5
★ ★ ★ ★ ★
Ukadiriaji Wako
Umekadiria waraka huu tayari
Kifuniko cha Waraka PDF - Njia ya Hatua Mbili ya DEA-AHP kwa Uchaguzi wa Eneo la Kituo cha Umeme cha Jua cha PV nchini Taiwan
Tazama Waraka PDF Pakua PDF Tafsiri PDF
Nyumbani » Nyaraka » Njia ya Hatua Mbili ya DEA-AHP kwa Uchaguzi wa Eneo la Kituo cha Umeme cha Jua cha PV nchini Taiwan

1. Utangulizi

Karatasi hii inashughulikia changamoto muhimu ya kuchagua maeneo bora kwa vituo vya umeme vya jua vya Photovoltaic (PV) nchini Taiwan. Uharaka huu unatokana na hitaji la kimataifa la kuhama kutoka kwa mafuta ya visukuku hadi kwenye nishati mbadala, mabadiliko yaliyoimarishwa na janga la Covid-19 na mahitaji ya mabadiliko ya tabianchi. Taiwan, inayotegemea sana mafuta ya visukuku yanayoagizwa kutoka nje na iko katika eneo lenye shughuli nyingi za tetemeko la ardhi, inaona ukuzaji wa nishati ya jua kuwa muhimu kwa usalama wa nishati na uendelevu wa kiuchumi.

1.1 Hali ya Nishati Mbadala Duniani

Karatasi hii inaweka utafiti ndani ya juhudi za kimataifa kama vile Makubaliano ya Paris na Mpango wa Kijani Ulaya, unaolenga kufikia uzalishaji wa sifuri kabisa wa gesi chafu. Inasisitiza uwezo wa nishati mbadala wakati wa mgogoro wa Covid-19, huku uzalishaji wa umeme kutoka kwa vyanzo vya nishati mbadala ukiongezeka kwa 5% mwaka 2020 licha ya misukosuko.

1.2 Uwezo wa Nishati ya Jua

Nishati ya jua imetambuliwa kama chanzo cha nishati mbadala kinachofaa zaidi kwa Taiwan kutokana na hali yake ya kijiografia na ya hali ya hewa. Hata hivyo, vikwazo vya ardhi, changamoto za sera, na maswala ya kiwango huzuia ukuaji, na kufanya uchaguzi wa kimfumo wa eneo kuwa muhimu.

2. Mbinu: Mfumo wa Hatua Mbili wa MCDM

Mchango mkuu ni njia mpya ya hatua mbili ya Kufanya Maamuzi ya Vigezo Vingi (MCDM) inayochanganya Uchambuzi wa Ufanisi wa Data (DEA) na Mchakato wa Uainishaji wa Kihalisi (AHP).

2.1 Hatua ya 1: Uchambuzi wa Ufanisi wa Data (DEA)

DEA inatumika kama kichujio cha awali ili kutathmini ufanisi wa rasilimali asilia wa majiji/mikoa 20 inayowezekana. Inachukulia maeneo kama Vitengo vya Kufanya Maamuzi (DMUs).

  • Vitu Vilivyowekwa (Inputs): Joto, Kasi ya Upepo, Unyevu, Mvua, Shinikizo la Hewa.
  • Matokeo (Outputs): Saa za Mwangaza wa Jua, Mwangaza wa Jua (Insolation).

Maeneo yanayofikia alama kamili ya ufanisi ya 1.0 yanaendelea kwenye hatua inayofuata.

2.2 Hatua ya 2: Mchakato wa Uainishaji wa Kihalisi (AHP)

AHP inatumika kupanga maeneo yenye ufanisi kutoka Hatua ya 1 kulingana na seti pana zaidi ya vigezo vya kijamii, kiteknolojia, kiuchumi na kimazingira. Inahusisha kulinganisha jozi kwa jozi ili kupata uzani wa vigezo na alama za mwisho za eneo.

2.3 Vigezo na Uainishaji wa Vigezo Vidogo

Mfano wa AHP umepangwa na vigezo kuu vitano na vigezo vidogo 15:

  1. Sifa za Eneo: Mwinuko wa ardhi, Aina ya matumizi ya ardhi, Umbali wa gridi ya umeme.
  2. Kiteknolojia: Mionzi ya jua, Saa za mwangaza wa jua, Joto.
  3. Kiuchumi: Gharama ya uwekezaji, Gharama ya uendeshaji na matengenezo, Gharama ya usafirishaji wa umeme, Mbinu za usaidizi (mfano, bei za kuingiza umeme).
  4. Kijamii: Uvumilivu wa umma, Uundaji wa ajira, Mahitaji ya matumizi ya umeme.
  5. Kimazingira: Kupunguzwa kwa uzalishaji wa kaboni, Athari za kiikolojia.

3. Uchunguzi wa Kesi: Taiwan

3.1 Ukusanyaji wa Data & Maeneo Yanayowezekana

Utafiti huo ulitathmini majiji na mikoa 20 mikuu nchini Taiwan. Data ya hali ya hewa (vitu vilivyowekwa/matokeo kwa DEA) na data ya kijamii na kiuchumi (kwa AHP) zilikusanywa kutoka kwa vyanzo rasmi vya Taiwan kama vile Ofisi ya Hali ya Hewa ya Kati na Wizara ya Mambo ya Uchumi.

3.2 Matokeo ya Uchambuzi wa Ufanisi wa DEA

Mfano wa DEA ulichuja nje maeneo yenye ufanisi duni wa rasilimali asilia. Majiji/mikoa yaliyobadilisha kwa ufanisi vitu vilivyowekwa vya hali ya hewa (kama vile joto la wastani na unyevu mdogo) kuwa matokeo ya nishati ya jua (mwangaza wa jua mwingi na mionzi ya jua) pekee ndiyo yaliyopata alama ya 1.0. Hatua hii ilipunguza idadi ya wagombea kwa uchambuzi wa kina zaidi wa AHP.

3.3 Uzani wa AHP & Uratibu wa Mwisho

Ulinganisho wa jozi kwa jozi wa AHP ulifunua umuhimu wa jamaa wa vigezo. Vigezo vidogo vitatu vya juu kabisa vilivyo na ushawishi mkubwa zaidi vilikuwa:

0.332Mbinu za Usaidizi
0.122Gharama ya Usafirishaji wa Umeme
0.086Mahitaji ya Matumizi ya Umeme

Hii inasisitiza kwamba sababu za sera na kiuchumi (usaidizi, gharama) na mahitaji ya ndani yana ushawishi mkubwa zaidi kuliko uwezo wa rasilimali ya jua tu katika uratibu wa mwisho.

4. Matokeo & Majadiliano

4.1 Matokeo Muhimu

Njia mseto ya DEA-AHP ilifanikiwa kutambua na kuweka vipaumbele vya maeneo. Nguvu ya mchakato wa hatua mbili iko katika kuhakikisha kwanza uwezekano wa rasilimali asilia (DEA) kabla ya kutathmini uwezekano mpana zaidi (AHP), na hivyo kuzuia maeneo yenye rasilimali nyingi lakini yasiyowezekana vinginevyo kusimama juu katika uratibu.

4.2 Maeneo ya Juu Kabisa

Uratibu wa mwisho wa AHP ulitambua maeneo matatu ya juu kabisa yanayofaa kwa ukuzaji wa shamba kubwa la umeme wa jua la PV nchini Taiwan:

  1. Jiji la Tainan
  2. Kaunti ya Changhua
  3. Jiji la Kaohsiung

Maeneo haya yanachanganya rasilimali nzuri za jua na hali nzuri za kiuchumi (mfano, mbinu zilizopo za usaidizi), gharama ya chini ya jamaa ya usafirishaji, na mahitaji makubwa ya ndani ya umeme.

5. Maelezo ya Kiufundi & Uundaji wa Kihisabati

Uundaji wa DEA (Mfano wa CCR): Alama ya ufanisi $\theta_k$ kwa DMU $k$ hupatikana kwa kutatua programu ya mstari: $$\text{Max } \theta_k = \sum_{r=1}^{s} u_r y_{rk}$$ $$\text{subject to: } \sum_{i=1}^{m} v_i x_{ik} = 1$$ $$\sum_{r=1}^{s} u_r y_{rj} - \sum_{i=1}^{m} v_i x_{ij} \leq 0, \quad j=1,...,n$$ $$u_r, v_i \geq \epsilon > 0$$ ambapo $x_{ij}$ ni vitu vilivyowekwa, $y_{rj}$ ni matokeo, $v_i$ na $u_r$ ni uzani, na $\epsilon$ ni kiasi kidogo sana kisicho cha Archimedean.

Uangaliaji wa Uthabiti wa AHP: Hatua muhimu ni kuhakikisha kuwa matriki ya kulinganisha jozi $A$ ina uthabiti. Kielelezo cha Uthabiti ($CI$) na Uwiano wa Uthabiti ($CR$) huhesabiwa: $$CI = \frac{\lambda_{max} - n}{n-1}$$ $$CR = \frac{CI}{RI}$$ ambapo $\lambda_{max}$ ni thamani kuu ya eigen, $n$ ni ukubwa wa matriki, na $RI$ ni Kielelezo cha Nasibu. $CR < 0.1$ inakubalika.

6. Mfumo wa Uchambuzi: Kesi ya Mfano

Hali: Kutathmini maeneo mawili ya mgombea, "Jiji A" na "Kaunti B," baada ya uchujaji wa awali wa DEA.

Hatua ya 1 - Uzani wa Kigezo (AHP): Wataalam hufanya ulinganishi wa jozi kwa jozi. Kwa mfano, kulinganisha "Kiuchumi" dhidi ya "Kimazingira" kunaweza kutoa alama ya 3 (umuhimu wa wastani wa Kiuchumi juu ya Kimazingira). Hii inajaza matriki ya kulinganisha ili kupata uzani wa kimataifa (mfano, Kiuchumi: 0.35, Kimazingira: 0.10).

Hatua ya 2 - Kupima Alama za Eneo kwa Kila Kigezo: Pima kila eneo dhidi ya kila kigezo kidogo kwa kiwango (mfano, 1-9). Kwa "Mbinu za Usaidizi," ikiwa Jiji A lina bei nzuri za kuingiza umeme (alama=9) na Kaunti B ina usaidizi duni (alama=3), hizi zinarekebishwa.

Hatua ya 3 - Uchanganyaji: Alama ya mwisho ya Jiji A = $\sum (\text{Uzani wa Kigezo Kidogo} \times \text{Alama ya Kurekebishwa ya Jiji A})$. Eneo lenye alama ya jumla ya juu zaidi ndilo linalopendekezwa.

Mfumo huu uliopangwa, wenye kiasi, unachukua nafasi ya kufanya maamuzi bila mpango kwa uwazi na uwezo wa kufuatilia.

7. Mtazamo wa Utumizi & Mwelekeo wa Baadaye

  • Uchanganyaji na GIS: Kazi ya baadaye inapaswa kuchanganya njia hii ya MCDM na Mifumo ya Taarifa ya Kijiografia (GIS) kwa uonyeshaji wa anga na uchambuzi wa ufaa wa ardhi, na kuunda zana zenye nguvu za usaidizi wa maamuzi.
  • Mifumo ya Mienendo & Uwezekano: Kujumuisha data ya mfululizo wa wakati na utabiri wa uwezekano wa vigezo vya hali ya hewa na bei za umeme kunaweza kufanya mfano huu kuwa wa kukabiliana na mabadiliko ya baadaye.
  • Mseto na njia zingine za MCDM: Kuchanganya AHP na mbinu kama TOPSIS au VIKOR kunaweza kushughulikia kutokuwa na uhakika au vigezo vinavyokinzana kwa nguvu zaidi.
  • Utumizi Mpana Zaidi: Mfumo huu wa hatua mbili unaweza kubadilishwa kwa urahisi kwa matatizo mengine ya uchaguzi wa eneo la nishati mbadala (mfano, upepo, nishati ya joto la ardhi) katika mazingira tofauti ya kijiografia.
  • Ujumuishaji wa Uendelevu wa Mzunguko wa Maisha: Kupanua kigezo cha kimazingira hadi Tathmini Kamili ya Mzunguko wa Maisha (LCA) kungetathmini wigo wa kaboni wa utengenezaji na kufutwa kwa paneli za PV.

8. Marejeo

  1. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Cambridge University Press.
  2. United Nations. (2015). Paris Agreement. United Nations Treaty Collection.
  3. European Commission. (2019). The European Green Deal. COM(2019) 640 final.
  4. International Energy Agency (IEA). (2020). World Energy Outlook 2020. OECD/IEA.
  5. International Renewable Energy Agency (IRENA). (2021). Renewable Energy and Jobs – Annual Review 2021.
  6. Charnes, A., Cooper, W. W., & Rhodes, E. (1978). Measuring the efficiency of decision making units. European Journal of Operational Research, 2(6), 429-444.
  7. Saaty, T. L. (1980). The Analytic Hierarchy Process. McGraw-Hill.
  8. Wang, C. N., Nguyen, N. A. T., Dang, T. T., & Bayer, J. (2021). A Two-Stage Multiple Criteria Decision Making for Site Selection of Solar Photovoltaic (PV) Power Plant: A Case Study in Taiwan. IEEE Access, 9, 75509-75522. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3081995.

9. Uchambuzi wa Mtaalam & Ukaguzi Muhimu

Ufahamu Mkuu: Karatasi hii sio tu utafiti mwingine wa uchaguzi wa eneo; ni mwongozo wa vitendo wa kupunguza hatari kwa uwekezaji wa miundombinu ya nishati mbadala. Ufahamu wa kweli ni mantiki ya mlolongo: tumia DEA kuchuja kwa ukali kwa ufanisi wa rasilimali asilia kwanza—mlango usioweza kubadilishwa, unaotegemea fizikia—kabla ya kuruhusu vigezo virahisi vya AHP, vyenye sera nyingi, kuamua mshindi. Hii inazuia shida ya kawaida ya kuchagua eneo ambalo ni rahisi kwa kisiasa lakini duni kwa hali ya hewa.

Mtiririko wa Mantiki: Uzuri wa mbinu hii uko katika mgawanyo wa kazi. DEA inashughulikia swali la "inaweza kufanya kazi hapa?" kulingana na jua, upepo, na mvua. AHP inashughulikia swali la "tunapaswa kujenga hapa?" kulingana na gharama, sera, na athari za kijamii. Hii inafanana na mchakato wa maamuzi wa wakati halisi wa wasanidi programu na serikali, kusonga kutoka kwa uwezo wa kiufundi hadi uwezekano wa mradi. Uzani mkubwa uliotolewa kwa "Mbinu za Usaidizi" (0.332) ni onyesho la ukweli bila kuficha: bei nzuri ya kuingiza umeme inaweza kuzidi asilimia kadhaa za mionzi ya juu zaidi ya jua.

Nguvu & Kasoro: Nguvu kuu ni uimara wa njia mseto na uthibitisho wake katika muktadha changamano wa ulimwengu halisi (Taiwan). Kutumia zana zilizokubalika na zinazoeleweka sana (DEA, AHP) kunaboresha uwezo wa kurudiwa. Hata hivyo, mfano huu una mapungufu makubwa. Kwanza, ni tuli; haizingatii utofauti wa wakati wa rasilimali za jua au athari za baadaye za mabadiliko ya tabianchi, jambo muhimu lililosisitizwa na ripoti za hivi karibuni za IPCC. Pili, kutegemea kwa AHP kwa ulinganishi wa jozi kwa jozi wa wataalam, ingawa ni kawaida, huleta ubaguzi wa kibinafsi. Karatasi hii ingekuwa na nguvu zaidi ikiwa ingeongeza hii kwa uchambuzi wa unyeti au kutumia njia ya fuzzy-AHP ili kushughulikia kutokuwa na uhakika, kama inavyoonekana katika matumizi ya hali ya juu kama yale yanayojadiliwa kwenye kurasa za mbinu za Shirika la RAND. Tatu, upatikanaji wa ardhi na gharama—ambao mara nyingi ndio kizuizi cha mwisho—inaonekana kufichwa ndani ya vigezo vidogo. Katika soko nyingi, hiki ndicho kizuizi kikuu.

Ufahamu Unaoweza Kutekelezwa: Kwa wanaoleta sera nchini Taiwan na maeneo yanayofanana, orodha ya juu kabisa (Tainan, Changhua, Kaohsiung) hutoa mahali pa kuanzia chenye msingi wa data kwa kuzingatia miundombinu na motisha. Kwa wasanidi programu, mfumo huu ni orodha tayari ya ukaguzi wa kina. Hatua inayofuata ya haraka inapaswa kuwa kuchanganya mfano huu na data ya hali ya juu ya GIS ili kusonga kutoka kwa kiwango cha jiji hadi uchambuzi wa kiwango cha kipande. Zaidi ya hayo, kulinganisha matokeo haya ya DEA-AHP na matokeo kutoka kwa mifumo ya ufaa wa eneo inayotumika kwa kujifunza kwa mashine—kama vile ile inayotumika sana katika upangaji wa shamba la upepo—itakuwa mwelekeo wa thamani wa utafiti ili kujaribu muunganiko (au tofauti) ya dhana tofauti. Hatimaye, kazi hii hutoa msingi imara, unaoweza kutumika. Baadaye iko katika kuifanya iwe ya mienendo, wazi kwa anga, na yenye uwezo wa kuingiza mtiririko wa data ya wakati halisi.