بهينه‌سازي چند هدفه سيستم هيبريد ميكروتوربين و پيل سوختي اكسيد جامد با استفاده از الگوريتم ژنتيك

Multi Objective Optimization of a Microturbine and Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) Hybrid System

بهينه‌سازي فني، اقتصادي و زيست محيطي سيستم هيبريد پيل سوختي اكسيد جامد و ميكروتوربين گاز در بار كامل به منظور توليد توزيع شده انرژي الكتريكي در اين مقاله مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور از يك روش بهينه‌سازي چند هدفه بر مبناي الگوريتم ژنتيك استفاده شده است. سيستم هيبريد توسط يك كد كامپيوتري مدلسازي حرارتي شده و نتايج مدلسازي عملكرد سيستم با استفاده از داده هاي موجود در مراجع مورد اعتبارسنجي قرار گرفته است. در فرآيند بهينه‌سازي مقادير پارامترهاي تصميم‌گيري با توجه به قيود سيستم محاسبه شده‌اند تا يك معيار بهينه براي توابع هدف هزينه و بازده اگزرژي را برآورده سازند. در همين حال هزينه‌هاي جريمه تخريب محيط زيست به هزينه‌هاي كل سيستم افزوده شده است. اثر تغييرات قيمت سوخت، هزينه‌هاي سرمايه گذاري و اندازه ي توان خروجي سيستم بر نتايج بهينه‌سازي مورد بررسي قرار گرفته است. از نتايج بدست آمده به روشني ملاحظه مي‌گردد كه حساس‌ترين و مهم‌ترين پارامتر طراحي سيستم، چگالي جريان پيل سوختي مي‌باشد كه انتخاب دقيق مقدار آن سهم مهمي در توازن ميان كارايي و هزينه سيستم دارد.

Full Load Thermoeconomic and environmental optimization of a hybrid Solid oxide fuel cell-Micro gas turbine system for use in distributed power generation has been investigated in this paper. For this reason, a multi objective optimization approach based on genetic algorithm has been incorporated. The hybrid system has been simulated in a computer code and all performance related results for assumed Decision parameters has been validated using available literature data. Decision parameters are calculated in the optimization procedure with respect to the system constraints, to reach the optimum criteria for both Exergetic and Economic Objective functions while the Environment damage penalty is also added to the system total Cost. Effects of fuel unit cost, capital cost and System output size on optimum results has been considered. it is clear from the results that the most sensitive and important design parameter in this system is the fuel cellʹs current density which itʹs careful chose has significant effect on the balance between cost and performance of the system.