تحلیل اگزرژی و بهینه‌سازی چندهدفه یک سیستم‌ تولید چندگانه بر پایه میکروتوربین

در این مقاله با استفاده از قوانین ترمودینامیکی، یک سیستم تولید چندگانه با محرک اولیه میکروتوربین مدل سازی شده است. سپس با استفاده از مفهوم اگزرژی و به کارگیری توابع اقتصادی و زیست محیطی، راندمان اگزرژی و نرخ هزینه کل به عنوان دو تابع هدف سیستم محاسبه شده اند. با توجه به متضادبودن توابع هدف، برای بهینه سازی سیستم از الگوریتم بهینه سازی کرم شب تاب چندهدفه استفاده شده است. به منظور تسریع در فرآیند بهینه سازی و جلوگیری از گیرافتادن الگوریتم در بهینه های محلی، راهکارهای ابتکاری جدیدی به الگوریتم اضافه شده اند. نتیجه اعمال الگوریتم بر سیستم تولید چندگانه مورد مطالعه، منجر به مجموعه ای از جواب های بهینه پارتو خواهد شد که نشان دهنده ناحیه مصالحه بین توابع هدف است. برای انتخاب جواب نهایی از بین چندین جواب بهینه موجود از روش تصمیم گیری فازی maxmin بهره گرفته شده است. به منظور بررسی کارآیی الگوریتم بهینه سازی پیشنهادی نتایج حاصل از این الگوریتم با دو الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات و الگورتیم ژنتیک چندهدفه مقایسه شده است. براساس نتایج حاصل از بهینه سازی سیستم، راندمان اگزرژی می تواند تا 69% افزایش یابد. همچنین با درنظرگرفتن نرخ هزینه کلی سیستم به عنوان تنها تابع هدف، این مقدار می تواند تا 572$/h کاهش یابد.