بهینه‌سازی چندهدفه مبتنی‌بر روش شبیه‌سازی گذری و سطح پاسخ (rsm) در سیستم‌های تولید انرژی

هدف این پژوهش بهینه‌سازی سیستم ترکیبی متشکل از پنل‌های فتوولتائیک خورشیدی و دستگاه دیزل ژنراتور به‌عنوان 2 متغیر تصمیم مستقل و 5 پاسخ و یا تابع هدف بهینه‌سازی شامل مصرف برق سیستم، مصرف گاز سیستم، مصرف سوخت دیزل، میزان کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی و همچنین بازگشت سرمایه به‌عنوان متغیرهای وابستۀ تحقیق‌اند. برای دستیابی به بهترین طراحی ممکن در نرم‌افزار ترنسیس از یک روش بهینه‌سازی استفاده می‌شود. درضمن برای پیدا کردن بهترین ترکیب فاکتورهای انتخاب‌شده در سیستم، از روش سطح پاسخ استفاده شده است. هدف اصلی سطح پاسخ، برآورد و پیش‌بینی تاثیر متغیرهای مستقل بر متغیر وابسته است. پس از پیاده‌سازی سیستم در نرم‌افزار ترنسیس و بهینه‌سازی توسط روش سطح پاسخ نتایج نشان داد که مساحت پنل‌های فتوولتائیک در حالت بهینه برابر با 11770 متر مربع و توان دیزل ژنراتور بهینه برابر با 984 کیلووات است. همچنین در شرایط بهینه، سیستم بهترین عملکرد را داشته و مطلوبیت ترکیبی برابر با 0.740 است. این عدد نشان می‌دهد که عملکرد سیستم بهینه و نزدیک به حالت ایدئال یعنی 1 است. ازنظر مصرف انرژی، سیستم بهینه به مصرف کل برق 1026860 کیلووات، کل مصرف گاز 205182 متر مکعب، کل مصرف سوخت دیزل 1338030 لیتر، میزان آلاینده‌های زیست‌محیطی 3693.23 کیلوگرم و دورۀ بازگشت سرمایه 1.679 سال دست پیدا می‌کند. همچنین استراتژی 1 که شامل خرید مستقیم کل دیماند برق از شبکه و فروش مستقیم کل برق تولیدی سیستم به شبکه است، ازلحاظ اقتصادی به‌صرفه‌تر به نظر می‌رسد. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که سیستم ترکیبی مورد بررسی، یک راهکار مناسب برای تولید همزمان انرژی الکتریکی و حرارتی بوده و قادر به تولید انرژی الکتریکی و حرارتی در طول سال است.

multi-objective optimization based on transient simulation method and response surface (rsm) in energy production systems

the aim of this research is to optimize the combined system consisting of solar photovoltaic panels and a diesel generator as two independent decision variables and five responses or the optimization objective function, including system electricity consumption, system gas consumption, diesel fuel consumption, the amount of bio-pollutants reduction. the environment and the return on investment are dependent variables of this research; an optimization method is used to achieve the best possible design in transis software, and the response level method is used to find the best combination of selected factors in the system. the main purpose of the response surface is to estimate and predict the effect of independent variables on the dependent variable after implementing the system in transis software and optimizing by the response surface method. the results showed that the area of photovoltaic panels in the optimal state is equal to 11770 square meters and the optimal diesel generator power is equal to 984 kw. also, in optimal conditions, the system has the best performance, and the combined utility is equal to 0.740, which indicates that the performance of the optimal system is close to the ideal state, i.e., one. in terms of energy consumption, the optimal system achieves a total electricity consumption of 1026860 kilowatts, a total gas consumption of 205182 cubic meters, a total diesel fuel consumption of 1338030 liters, an amount of environmental pollutants of 3693.23 kilograms, and an investment return period of 1.679 years. also, strategy one, which includes the direct purchase of the total electricity demand from the grid and the direct sale of the total electricity produced by the system to the grid, seems to be economically more economical. the results of the simulation showed that the investigated combined system is a suitable solution to simultaneous energy production. it is electric and thermal, and it is capable of producing electric and thermal energy throughout the year.