DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-18799-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41023228
تاريخ النشر: 2025-09-29
المؤلف: Hasan Eroğlu
الموضوع الرئيسي: اتخاذ القرار متعدد المعايير
نظرة عامة
تتناول هذه الدراسة الحاجة الملحة لاستراتيجيات استثمار فعالة في طاقة الرياح في تركيا، مدفوعة بالطلب المتزايد على الطاقة النظيفة والضرورة الملحة لتقليل انبعاثات الكربون. تقدم نموذجًا جديدًا لتحديد أولويات الاستثمار يدمج نظم المعلومات الجغرافية (GIS) مع طريقة نيوتروسوفيك-فيكور، مما يسمح بتقييم شامل لإمكانات طاقة الرياح الإقليمية مع الأخذ في الاعتبار عدم اليقين. يقيم النموذج خمسة معايير رئيسية: إمكانات الرياح، تكلفة الأرض، استهلاك الطاقة بناءً على كثافة السكان، وجود مزارع الرياح الحالية، وحكم الخبراء، مع تمثيل مدخلات الخبراء من خلال مقاييس لغوية نيوتروسوفيك ذات القيمة الواحدة. تحدد التحليلات باليكسير، وجناق قلعة، وإزمير كأفضل مناطق للاستثمار، بينما تبرز أيضًا إسطنبول وسامسون من حيث بنيتها التحتية الاستراتيجية وطلب الطاقة.
يعمل مؤشر الأولوية المقترح (PI) كأداة قابلة للتوسع لصانعي السياسات والمستثمرين، مما يسهل تحديد المقاطعات المثلى لتطوير طاقة الرياح. تؤكد النتائج على أهمية تحقيق التوازن بين توفر موارد الرياح واستهلاك الطاقة الإقليمي وكفاءة الشبكة. بينما توفر الدراسة رؤى قيمة للسياسات الوطنية مثل YEKA وRERSM، فإنها تعترف بالقيود المتعلقة باستخدام دقة NUTS-3، والتي قد تتجاهل التباينات الفرعية في إمكانات الرياح وتكاليف الأراضي. يتم تشجيع الأبحاث المستقبلية على تحسين النموذج من خلال استخدام وحدات مكانية أدق ودمج تأثيرات التفاعل المكاني، مما يعزز دقة التحليل. بشكل عام، تسهم هذه العمل في تطوير إطار عمل قوي ومدرك لعدم اليقين للتخطيط للطاقة المتجددة، مما يمهد الطريق لاستراتيجيات أكثر استنادًا إلى البيانات في تركيا وسياقات مماثلة.
الطرق
في هذا القسم، يتم توضيح المنهجية المستخدمة لإنشاء مؤشر أولوية منطقة الاستثمار لمحطات طاقة الرياح. تبدأ الدراسة بتحليل معايير الاستثمار المتعلقة بالموقع الكلي لمرافق طاقة الرياح، مع تحديد أربعة معايير رئيسية ضرورية للتقييم. يتم توضيح هذه المعايير في الأقسام الفرعية التالية.
لتسهيل التحليل، يتم دمج البيانات الضخمة المتعلقة بهذه المعايير في نظم المعلومات الجغرافية (GIS). يتم اقتراح صيغة رياضية لاشتقاق قيمة مؤشر الحاجة لمزارع الرياح بناءً على البيانات المدمجة. يتم إنشاء خريطة منطقة الأولوية الاستثمارية لمحطات طاقة الرياح في تركيا من خلال معالجة هذه البيانات ضمن إطار عمل نظم المعلومات الجغرافية، ويتم تقييم النتائج لاحقًا للتحقق من دقتها. يتم تمثيل الإطار المنهجي المقترح بصريًا في الشكل 4.
المناقشة
تؤكد قسم المناقشة في ورقة البحث على الأهمية الحيوية لتحديد مواقع محطات الطاقة المتجددة بشكل استراتيجي، وخاصة مرافق طاقة الرياح، لتحسين الإنتاج ودعم التنمية المستدامة. تميز بين الموقع الكلي، الذي يأخذ في الاعتبار عوامل إقليمية أوسع مثل إمكانات الرياح والجدوى الاقتصادية، والموقع الجزئي، الذي يركز على معايير محلية مثل الأثر البيئي وقرب البنية التحتية. تحدد الدراسة فجوة كبيرة في الأدبيات الحالية بشأن إطار عمل منهجي لتحديد أولويات الاستثمار على المستوى الوطني في طاقة الرياح، وهو أمر ضروري لتوجيه صانعي السياسات والمستثمرين في ظل الحاجة الملحة لحلول الطاقة المتجددة المدفوعة بتغير المناخ ومخاوف أمن الطاقة.
لمعالجة هذه التحديات، تستخدم الدراسة طريقة نيوتروسوفيك-فيكور، وهي نهج صنع قرار متعدد المعايير، لتحليل توزيع مزارع الرياح واستهلاك الطاقة في تركيا. تقدم البحث مؤشر أولوية الاستثمار، الذي يحدد باليكسير، وجناق قلعة، وإزمير كأفضل ثلاث مدن للاستثمار في طاقة الرياح بناءً على إمكاناتها العالية من طاقة الرياح وملفات استهلاك الطاقة. يعمل هذا المؤشر كأداة قائمة على البيانات للمستثمرين، مما يعزز عمليات اتخاذ القرار ويجسر الفجوة بين الأطر النظرية واستراتيجيات الاستثمار العملية. تؤكد النتائج على ضرورة توزيع متوازن لمرافق توليد الطاقة لتقليل خسائر النقل وتحسين كفاءة الطاقة، مما يدعم في النهاية انتقال تركيا إلى بنية تحتية للطاقة منخفضة الكربون.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-18799-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41023228
Publication Date: 2025-09-29
Author(s): Hasan Eroğlu
Primary Topic: Multi-Criteria Decision Making
Overview
This study addresses the critical need for effective wind energy investment strategies in Turkey, driven by the increasing demand for clean energy and the imperative to reduce carbon emissions. It introduces a novel investment prioritization model that integrates Geographic Information Systems (GIS) with the Neutrosophic-VIKOR method, allowing for a comprehensive assessment of regional wind energy potential while accounting for uncertainties. The model evaluates five key criteria: wind potential, land cost, energy consumption based on population density, existing wind farm presence, and expert judgment, with expert input represented through Single-Valued Neutrosophic linguistic scales. The analysis identifies Balıkesir, Çanakkale, and İzmir as the top investment regions, while also highlighting Istanbul and Samsun for their strategic infrastructure and energy demand.
The proposed Priority Index (PI) serves as a scalable tool for policymakers and investors, facilitating the identification of optimal provinces for wind energy development. The findings emphasize the importance of balancing wind resource availability with regional energy consumption and grid efficiency. While the study provides valuable insights for national policies such as YEKA and RERSM, it acknowledges limitations related to the use of NUTS-3 resolution, which may overlook sub-regional variations in wind potential and land costs. Future research is encouraged to refine the model by utilizing finer spatial units and incorporating spatial interaction effects, thereby enhancing the granularity and precision of the analysis. Overall, this work contributes to the development of a robust, uncertainty-aware framework for renewable energy planning, paving the way for more data-driven strategies in Turkey and similar contexts.
Methods
In this section, the methodology employed to establish the investment area priority index for wind power plants is outlined. The study begins with an analysis of investment criteria relevant to macro-siting of wind power facilities, identifying four primary parameters essential for evaluation. These parameters are elaborated upon in subsequent sub-sections.
To facilitate the analysis, big data corresponding to these criteria are integrated into Geographic Information Systems (GIS). A mathematical formulation is proposed to derive the need index value for wind farms based on the integrated data. The resulting investment priority area map for wind power plants in Turkey is generated by processing this data within the GIS framework, and the findings are subsequently assessed for accuracy. The proposed methodological framework is visually represented in Figure 4.
Discussion
The discussion section of the research paper emphasizes the critical importance of strategically siting renewable energy power plants, particularly wind energy facilities, to optimize production and support sustainable development. It distinguishes between macro-siting, which considers broader regional factors like wind potential and economic feasibility, and micro-siting, which focuses on localized criteria such as environmental impact and infrastructure proximity. The study identifies a significant gap in existing literature regarding a systematic framework for national-level investment prioritization in wind energy, which is essential for guiding policymakers and investors amid the urgent need for renewable energy solutions driven by climate change and energy security concerns.
To address these challenges, the study employs the Neutrosophic-VIKOR method, a multi-criteria decision-making approach, to analyze Turkey’s wind farm distribution and energy consumption. The research introduces a Priority Investment Index, which identifies Balıkesir, Çanakkale, and İzmir as the top three cities for wind power investment based on their high wind energy potential and energy consumption profiles. This index serves as a data-driven tool for investors, enhancing decision-making processes and bridging theoretical frameworks with practical investment strategies. The findings underscore the necessity for a balanced distribution of power generation facilities to minimize transmission losses and improve energy efficiency, ultimately supporting Turkey’s transition to a low-carbon energy infrastructure.