Nueva estrategia para la selección del sitio de la planta de energía fotovoltaica en las colinas de las gangue de carbón: las tecnologías SIG y Topsis impulsan la transformación verde en áreas mineras

Las colinas de las gangue de carbón, formadas por la acumulación a largo plazo de los desechos mineros de carbón, no solo ocupan los recursos de la tierra, sino que también causan contaminación ambiental, degradación ecológica y problemas socioeconómicos. Para explorar las vías de regeneración verde para las tierras mineras abandonadas, un equipo de investigación de la Universidad de Minería y Tecnología de China (Beijing) y la Universidad Normal de Beijing ha propuesto un método innovador - Integración de sistemas de información geográfica (SIG) y la técnica para la preferencia de pedido por similitud a la solución ideal (TOPSIS) - para evaluar científicamente la viabilidad de construir centrales eléctricas fotovoltaicas (PV) en las colinas de las gangue de carbón. Este estudio, publicado recientemente en Energy Strategy Reviews, validó el enfoque utilizando las áreas suburbanas y mineras de la ciudad de Yangquan, provincia de Shanxi, China, como un estudio de caso.

1. Proyecto de verificación: mina de carbón Wangzhuang en Yangquan, Shanxi

El 1 de septiembre de 2023, el Proyecto de Contratación General de EPC del Proyecto de generación de energía fotovoltaica distribuida de 47MW de Shanxi Lu'an, comenzó la construcción, con una capacidad instalada total de 24.51MW. El proyecto puede generar más de 33 millones de kWh de electricidad limpia anualmente, ahorrar aproximadamente 10000 toneladas de carbón estándar y reducir las emisiones de dióxido de carbono en aproximadamente 26000 toneladas. El 26 de junio, el proyecto fotovoltaico distribuido de 4.59MW en la cima de la montaña North Gangshan en la mina de carbón de Wangzhuang y el proyecto fotovoltaico distribuido de 5.63MW en la pendiente de la montaña de North Gangshan en la mina de carbón de Wangzhuang, llevado a cabo por la compañía de inversión de la construcción de Gansu, fueron con éxito con éxito a la gran cantidad de la Mina de Instalación de Montañas de la Montaña de la Montaña de la Montaña de la Montaña de la Montaña, el primer lugar de la Montaña de la Montaña de la Montaña de la Montaña de la Montaña, el primer lugar de la Montaña de la Montaña de la Montaña de la Montaña de la Montaña, el primer Ganator de la Montaña de la Montaña de la Montaña de la Montaña de la Montaña de la Montaña. Proyecto fotovoltaico en China.

2. Innovación de métodos: aplicación sinérgica de GIS y TOPSIS

El equipo de investigación desarrolló un modelo de evaluación de varios niveles, analizando las colinas de las gangue de carbón a través de dos dimensiones principales: indicadores de eficiencia (requisitos económicos, de transporte y geográficos) e indicadores ambientales (entornos naturales y vivos). El modelo incorporó 19 indicadores secundarios, con indicadores de eficiencia que representan el 92.05%del peso total (necesidades geográficas: 55.57%, necesidades económicas: 24.33%, necesidades de transporte: 12.15%) e indicadores ambientales que contribuyen al 7.95%(entorno natural: 3.36%, entorno de vida: 4.59%).

Al combinar el proceso de jerarquía analítica (AHP) y el método de peso de entropía, el equipo equilibró la experiencia subjetiva de expertos subjetivos con la optimización de datos objetivos para refinar las distribuciones de peso. Por ejemplo, la intensidad de radiación solar, un indicador de eficiencia crítica, tenía un peso de 22.67%, mientras que la proximidad a los ríos representaron solo el 0.66%. Aprovechar el análisis de datos espaciales SIG, parámetros como la pendiente del terreno, los recursos solares y la accesibilidad de transporte se convirtieron en capas visuales. El modelo TOPSIS luego priorizó los sitios candidatos en función de su proximidad a las soluciones ideales.

3. Estudio de caso en Yangquan: clasificación de idoneidad de cinco niveles y evaluación potencial

En las áreas suburbanas y mineras de la ciudad de Yangquan, las colinas de las gangue de carbón se clasificaron en cinco niveles de idoneidad:

Idoneidad extremadamente alta: 8 colinas, óptimas para PV debido a la exposición a la luz solar, las condiciones de pendiente y la preparación para la infraestructura.

Alta idoneidad: 6 colinas con potencial secundario.

Ideabilidad media: 11 colinas que requieren optimización de diseño.

Baja idoneidad: 8 colinas.

No es adecuado: 4 colinas excluidas debido a la sensibilidad ecológica o las limitaciones del terreno.

Los resultados mostraron que aproximadamente el 30% de las colinas de gangue tenían un potencial significativo para el desarrollo fotovoltaico, lo que demuestra el valor práctico de esta metodología.

4. Beneficios duales: restauración ecológica y transición energética

La construcción de la planta fotovoltaica en las colinas de las gangue de carbón no solo alivia las presiones de recuperación de tierras, sino que también reduce la contaminación del polvo y los riesgos de lixiviación a través de la cobertura del panel. La investigación destaca tres efectos sinérgicos:

Restauración ecológica: las instalaciones fotovoltaicas estabilizan las superficies de las colinas, frenando la erosión del suelo.

Suministro de energía limpia: con una capacidad de 50 - 100 MW por kilómetro cuadrado, tales proyectos apoyan a China " S Objetivos de doble carbono.

Beneficios económicos: la utilización de páramos reduce los costos de la tierra y mejora el valor industrial en las regiones mineras.

5. Futuro: un nuevo paradigma para el avivamiento verde en áreas mineras

Este estudio ofrece nuevas ideas para reutilizar tierras mineras abandonadas a nivel mundial. Los próximos pasos incluyen incorporar variables como la dinámica meteorológica y las configuraciones de almacenamiento de energía en el modelo, así como explorar modelos híbridos como "Agricultura ECO PV" y "Facultad de carbono FV". A medida que China avanza su estrategia de "PV", Coal Gangue Hills - Una vez pasivos - podría transformarse en centros de energía verde, estableciendo puntos de referencia para transiciones de área minera sostenible.

La integración de SIG y TOPSIS no solo proporciona una herramienta científica para la selección del sitio fotovoltaico, sino que también es pionero en las vías innovadoras para fusionar la remediación ecológica con el desarrollo de energía renovable. La adopción generalizada de este marco podría acelerar el renacimiento verde de los páramos mineros en todo el mundo, promoviendo la transición de los sistemas de energía hacia modelos de baja carbono y circulares.