مدلسازی و بهینه سازی چندهدفه پیل سوختی اکسید جامد براساس هزینه واحد انرژی الکتریکی تولیدی، بازدهی و توان خروجی

در زمینه سیستم های تولید توان، سیستم هایی که بر اساس پیل سوختی کار می کنند به عنوان یک جایگزین مناسب برای سیستم هایی که تنها بر پایه سیکل ترمودینامیکی کار می کنند، مطرح می باشد. در این مقاله یک مدل (فنی- اقتصادی) برای مدلسازی 10 استک پیل سوختی اکسید جامد1 (SOFC) و بهینه سازی عملکرد این سیستم با استفاده از الگوریتم ژنتیک2 ارائه خواهد شد. در قسمت بهینه سازی از روش بهینه سازی چند هدفه3 (MOO) که به طور معین، نقاط مطلوب عملکردی سیستم SOFC را بدست می آورد، استفاده شده است. این روش اجازه خواهد داد تا بهینه سازی سیستم مورد نظر با توجه به دو تابع هدف که یکبار به صورت بیشینه سازی توان الکتریکی و کمینه سازی قیمت همتراز شده ی برق تولیدی و بار دیگر به صورت بیشینه سازی بازدهی الکتریکی سیستم و کمینه سازی قیمت همتراز شده برق تولیدی در نظر گرفته خواهد شد، صورت می گیرد. بهینه سازی ها نشان خواهند داد که در مساله اول بیشینه توان خروجی سیستم kW 78/8 در قیمت برق 0.56 $/kWh و همچنین کمینه قیمت برق 0.32 $/kWh در توان kW 31/54 صورت خواهد گرفت. همچنین در مساله بهینه سازی دوم، بیشینه بازدهی سیستم 0/52 در قیمت برق معادل 0.46 $/kWh و کمینه قیمت برق 0.32 $/kWh در بازدهی معادل 0/44 محاسبه شده است. در انتها تحلیل حساسیت بر روی مقادیر مختلف ضریب مصرف سوخت4 ارائه می شود. شایان ذکر است که بهینه سازی چند هدفه میتواند هم به عنوان یک ابزار تحلیلی پیشرفته و هم به عنوان یک عامل حمایت کننده برای تصمیم گیرنده ای که با چنین سیستمی کار می کند، در نظر گرفته شود.