Prioritizing the Construction of a Hydropower Plant on Water Supply Pipelines Using Multi-Criteria Decision-Making Methods

Subject Areas : Article frome a thesis

Mehdi Yasi ¹ , Mohammad Mohammadi ² , Saeed Jamali ³ , Hooman Hajikandi ⁴

1 - Associate Professor/ Department of Irrigation and Reclamation Engineering، University of Tehran
2 - Ph. D. Candidate، Department of Civil Engineering، Faculty of Engineering، Islamic Azad University- Tehran Central Branch، Iran
3 - Department of Civil Engineering، Faculty of Engineering، Islamic Azad University- Tehran Central Branch، Iran
4 - Department of Civil Engineering، Faculty of Engineering، Islamic Azad University- Tehran Central Branch، Iran

Received: 2018-08-18 Accepted : 2020-05-12 Published : 2020-04-20

Keywords: PAT, Water supply pipe lines, Hydropower, Multi-criteria decision making, Cost analysis,

Abstract :

The construction of the hydropower plant on the water pipelines using the excess pressure and replacement of PAT instead of the pressure reducing valve (PRV) due to positive effects such as renewable energy, the proper dispersion of water supply pipelines in different regions and short production time are considered. On the other hand, the prioritization of the construction of the power plant on the water pipelines involves various factors, which require multi-criteria decision-making methods. In this research, the water pipelines managed by the water and wastewater company of Ilam province, including six positions, taking into account five indicators, electricity production, construction costs, distance from the place of use, distance from the main road and ease of operation using multi-criteria methods (including: hierarchical analysis, network analysis, simple weighting, VIKOR and similarity to ideal option and economic analysis). The results indicated that the entrance to the Station 1 of the Ilam Dam (with an annual production capacity of 982800 kWh, the construction cost of 1218 million Rials, with a benefit-cost ratio of 3.7 and unit cost of 407 Rials per kW) is the best alternative for the production of hydro-electrical energy.

References:

1)       اصغرپور، م. ج، (1393). "تصمیم گیری چند معیاره"، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ دوازدهم.

2)    بشیرزاده تبریزی، ا. گیفانی، ن؛ وفرهمند، ع.(1388).به‌کارگیری نیروگاه برق‌آبی کوچک بر روی خطوط انتقال آب بامطالعه موردی خطوط انتقال آب بجنورد، زاهدان و بیرجند، سومین همایش ملی آب و فاضلاب (با رویکرد اصلاح الگوی معرفی) تهران اسفند 1388.

3)       عطایی، م. (1395) "تصمیم گیری چند معیاره"، انتشارات دانشگاه صنعتی شاهرود، چاپ چهارم.

4)    خالصی دوست، ع. محمدیان، ع؛ و مرادی، ع.(1392). تحلیل اقتصادینیروگاه برق‌آبی کوچک خط انتقال چشمه روزبه سمنان و مقایسه با نیروگاه گازی. کنفرانس بین‌المللی فناوری و مدیریت انرژی: دومین کنفرانس انجمن علمی انرژی ایران. تهران.

5)       روزبهانی، ع. شهبازی سحرانی، م. (1395). کاربرد شبیه‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره در گزینه‌یابی سد و نیروگاه خراسان1. مجله مهندسی منابع آب. سال نهم. تابستان 95.

6)       مسعودی، ح. (1395). اقتصاد مهندسی (تجزیه‌وتحلیل اقتصادی پروژه‌ها). تهران: انتشارات دانشگاه تهران.

7)    محمدی، م. یاسی، م. جمالی، س؛ و حاجی کندی ه. (1397). ارزیابی ظرفیت تولید برق از خطوط آب‌رسانی شهر ایلام، نشریه علمی پژوهشی سد و نیروگاه برق‌آبی، سال پنجم، شماره 16، بهار 1397.

8)    منظور، د. رحیمی، ع. (1394). اولویت‌بندی نیروگاه‌های تولید برق در ایران با استفاده از مدل‌های تصمیم‌گیری چند شاخصه. پژوهشنامه اقتصاد انرژی ایران. سال چهارم.شماره 14. بهار 1394.

9)       مومنی، م. شریفی سلیم، ع. (1390). مدل‌ها و نرم افزارهای تصمیم‌گیری چند شاخصه. ناشر مؤلفین.

10)     Abrishamchi, A., Ebrahimian, A., Tajrishi, M., and Miguel A. Marino (2005).Case Study: Aplication of Multicriteria Decision Making to Urban Water Supply. Journal of Water Resource Planning and Management, ASCE, August, 2005.

11)     Adhikry, P., kr Roy, P., and Mazmudar, A. (2015). Selection of Small Hydropower Project Site: A Multi Criteria Optimization Technique Approach. Arpn Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 10, No. 8, May 2015.

12)     Aschilean, I., and Giurca, I., (2018). Choosing a Water Distribution Pipe Rehabilitation Solution Using the Analytical Network Process Method. Journal Water, MDPI, 2018, 10, 484.

13)     Demirtas O. (2013). Evaluating the Best Renewable Energy Technology for Sustainable Energy Planning. International Journal of Energy Economics and Policy, Vol. 3, Special Issue, 2013, PP. 23 – 33.

14)     Hyundong L., and Myeongsik K., (2017). Analysis Level of Service for Asset Management in Water Supplt Network. International Journal of Applied Engineering Research ISSN 0973 – 4562 Volume 12, Number 20 (2017), PP. 9890 – 9895.

15)     Kougias, T. Patsialis, A. Zafirakou and N. Theodossiou. (2014)." Exploring the potential of energy recovery using micro hydropower systems in water supply systems." Water Utility Journal, Vol.7, 25-33.

16)     Kucukali, S. (2011)."Water supply lines as a source of small hydropower in Turkey: A case study Edermit." World Renewable Energy Congress- Sweden, 1400-1407, Linkoping, Sweden.

17)     Motwani, K. H. Jain, S. V. and Patel, R. N.(2013)." Cost analysis of pump as turbine for Pico hydropower plants- A case study." Procedia Engineering 51, 721 - 726.

18)     Rana C., S., and N. Patel, J. (2018). Selection of Best Location for Small Hydropower Project Using AHP, WPM and TOPSIS Methods. ISH Journal of Hydraulic Engineering, ISSN: 0971 – 5010 (Print) 2164 – 3040 (Online).

19)     Saaty, T. L. (2012). Decision Making for Leaders: The Analytical Hierarchy Process for Decisions in a Complex World. Third Revised Edition. Pittsburgh: RWS Publications.

20)     Saaty, T. L. (2008). Decision Making with the Analytical Hierarchy Process. Int. j. Services Scinces, Vol. 1, No. 1, 2008.

21)     Vargas, R. V. (2010). Using the Analytic Hierarchy Process (AHP) to Select and Prioritize Projects in a Portfilio. Paper Presented at PMI® Global Congress 2010 North America, Washington, DC. Newtown Square, PA: Project Management Institue.

22)     Vasanthakumar, P. Karthikayan, Dr. S. Kirshnaraj, J. Palanisami, M. and Vinoth, T. (2015). "Power Optimization of Rotodynamic Pump in Turbine Mode Operation for Pico Hydropower Plants. " Advances in Natural and AppliedSciences.9 (17). 291 – 295.

23)      Verkos, C. Tzimopoulos, C. Evangelids C. and Arampatzis, G. (2019). Multi Criteria Decision Making Using Alternatives Ratio Method for Locating a Small Hydropower Plant in Central Greece, International Journal of Renewable Energy Sources, Vol.4, 2019. 32-39.