Bir güneş enerjili su ısıtma sisteminin entropi ağırlıklı çok-amaçlı (3E) optimizasyonu

Abstract

Güneş enerji ile su ısıtma sistemlerinin (GESIS) ekonomik, enerjik ve çevresel etkileri ve de bu etkilerin azaltılması zorunluluğu geniş anlamda bilinmektedir. Bu neden ile bu çalışmada, bir GESIS’in parçacık sürü optimizasyon yöntemi ile yaşam döngüsü maliyeti (LCC), enerji kullanımı (LCE) ve eş değer-CO2 emisyonu (LCCO2) amaçlarına yönelik optimum karar ve tasarım seçeneklerinin oluşturulması amaçlanmıştır. Bu aşamada, amaç fonksiyonu için ağırlık katsayılarının belirlenebilmesinde Entropi yöntemi kullanılmıştır. Diğer taraftan, GESIS’in enerji analizi için EnergyPlus® (v8.4) ve optimizasyon aracı olarak GenOpt® (v3.1) paket programlarından yararlanılmıştır. Optimizasyon işlemi, LCC, LCE ve LCCO2’nin sırasıyla %5.47-5.65, %13.53-14.29 ve %7.12-7.65 aralığında azaltılabileceğini göstermiştir. Bununla birlikte, optimum çözümler güneş enerjisinden en az %60 oranında katkı sağlamayı garanti etmektedir. Sonuç olarak bir GESIS’in performansı ekonomik, enerjik ve çevresel kriterlere göre bir tasarım oluşturularak iyileştirilebilir.