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

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

doi
چکیده

در این مقاله با استفاده از قوانین ترمودینامیکی، یک سیستم تولید چندگانه با محرک‌ اولیه میکروتوربین مدل‌سازی شده‌است. سپس با استفاده از مفهوم اگزرژی و به‌کارگیری توابع اقتصادی و زیست‌محیطی، راندمان اگزرژی و نرخ هزینه کل به‌عنوان دو تابع هدف سیستم محاسبه شده‌اند. با توجه به متضادبودن توابع هدف، برای بهینه‌سازی سیستم از الگوریتم بهینه‌سازی کرم شب‌تاب چندهدفه استفاده شده ‌است. به‌منظور تسریع در فرآیند بهینه‌سازی و جلوگیری از گیرافتادن الگوریتم در بهینه‌های محلی، راهکارهای ابتکاری جدیدی به الگوریتم اضافه شده‌اند. نتیجه اعمال الگوریتم بر سیستم تولید چندگانه مورد مطالعه، منجر به مجموعه‌ای از جواب‌های بهینه‌ پارتو خواهد شد که نشان‌دهنده ناحیه مصالحه بین توابع هدف است. برای انتخاب جواب نهایی از بین چندین جواب بهینه موجود از روش تصمیم‌گیری فازی max-min بهره گرفته شده است. به‌منظور بررسی کارآیی الگوریتم بهینه‌سازی پیشنهادی نتایج حاصل از این الگوریتم با دو الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات و الگورتیم ژنتیک چندهدفه مقایسه شده است. براساس نتایج حاصل از بهینه‌سازی سیستم، راندمان اگزرژی می‌تواند تا ۶۹% افزایش یابد. همچنین با درنظرگرفتن نرخ هزینه کلی سیستم به‌عنوان تنها تابع هدف، این مقدار می‌تواند تا ۵۷۲$/h کاهش یابد.