مدلسازي و بهينه‌سازي چندهدفه پيل سوختي اكسيد جامد براساس هزينه واحد انرژي الكتريكي توليدي، بازدهي و توان خروجي

در زمينه سيستم هاي توليد توان، سيستم هايي كه بر اساس پيل سوختي كار مي كنند به عنوان يك جايگزين مناسب براي سيستم‌هايي كه تنها بر پايه سيكل ترموديناميكي كار مي كنند، مطرح مي باشد. در اين مقاله يك مدل (فني- اقتصادي) براي مدلسازي 10 استك پيل سوختي اكسيد جامد1 (SOFC) و بهينه‌سازي عملكرد اين سيستم با استفاده از الگوريتم ژنتيك2 ارايه خواهد شد. در قسمت بهينه‌سازي از روش بهينه‌سازي چند هدفه3 (MOO) كه به طور معين، نقاط مطلوب عملكردي سيستم SOFC را بدست مي‌آورد، استفاده شده است. اين روش اجازه خواهد داد تا بهينه‌سازي سيستم مورد نظر با توجه به دو تابع هدف كه يكبار به صورت بيشينه‌سازي توان الكتريكي و كمينه‌سازي قيمت همتراز شده ي برق توليدي و بار ديگر به صورت بيشينه‌سازي بازدهي الكتريكي سيستم و كمينه‌سازي قيمت همتراز شده برق توليدي در نظر گرفته خواهد شد، صورت مي‌گيرد. بهينه‌سازي‌ها نشان خواهند داد كه در مساله اول بيشينه توان خروجي سيستم kW 8/78 در قيمت برق ($/kWh) 56/0 و همچنين كمينه قيمت برق ($/kWh) 32/0 در توان kW 54/31 صورت خواهد گرفت. همچنين در مساله بهينه‌سازي دوم، بيشينه بازدهي سيستم 52/0 در قيمت برق معادل ($/kWh) 46/0 و كمينه قيمت برق ($/kWh) 32/0 در بازدهي معادل 44/0 محاسبه شده است. در انتها تحليل حساسيت بر روي مقادير مختلف ضريب مصرف سوخت4 ارايه مي‌شود. شايان ذكر است كه بهينه‌سازي چند هدفه ميتواند هم به عنوان يك ابزار تحليلي پيشرفته و هم به عنوان يك عامل حمايت‌كننده براي تصميم‌گيرنده‌اي كه با چنين سيستمي كار مي‌كند، در نظر گرفته شود.