AbstractWe develop a simulation-bas

Abstract
We develop a simulation-based meta-heuristic approach that determines the optimal size of a hybrid renewable energy system for residential buildings. This multi-objective optimization problem requires the advancement of a dynamic multi-objective particle swarm optimization algorithm that maximizes the renewable energy ratio of buildings and minimizes total net present cost and CO2 emission for required system changes. Three proven performance metrics evaluate the quality of the Pareto front generated by the proposed approach. The obtained results are compared against two reported multi-objective optimization algorithms in the related literature. Finally, an existing residential apartment located in a cold Canadian climate provides a test case to apply the proposed model and optimally size a hybrid renewable energy system. In this test application, the model investigates the potential use of a heat pump, a biomass boiler, wind turbines, solar heat collectors, photovoltaic panels, and a heat storage tank to produce renewable energy for the building. Furthermore, the utilization of plug-in electric vehicles for transportation reduces gasoline use where all power is generated by the building, and the utility provides the means to match intermittent renewable generation from solar and wind to the building electrical loads. Model results show that under the chosen meteorological conditions and building parameters a wind turbine, and plug-in electric vehicle technologies are consistently the optimal option to achieve a target renewable energy ratio. In particular, the optimization result shows that the renewable energy ratio can achieve near 100% by installing a 73 kW wind turbine, a 200 kW biomass boiler, and using plug-in electric vehicles. This option has a net present cost of C$705,180 and results in total CO2 emission of 2.4 ton/year. Finally, a sensitivity analysis is performed to investigate the impact of economic constants on net present cost of the obtained non-dominated solutions.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อเราได้พัฒนาแบบจำลองสถานการณ์เชิงฮิวริสทิค meta-วิธีการที่กำหนดขนาดที่เหมาะสมของระบบพลังงานทดแทนผสมสำหรับอาคารที่พักอาศัย ปัญหาหลายวัตถุประสงค์การเพิ่มประสิทธิภาพนี้ต้องของอัลกอริธึมแบบเพิ่มประสิทธิภาพฝูงอนุภาควัตถุประสงค์หลายแบบไดนามิกที่ช่วยเพิ่มอัตราส่วนพลังงานของอาคาร และช่วยลดต้นทุนปัจจุบันสุทธิและปล่อย CO2 สำหรับการเปลี่ยนแปลงของระบบที่จำเป็น ตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่พิสูจน์แล้วสามประเมินคุณภาพของหน้า Pareto ที่สร้างขึ้น โดยวิธีการนำเสนอ ได้รับผลเมื่อเทียบกับอัลกอริทึมปรับวัตถุประสงค์หลายรายงานสองในวรรณคดีที่เกี่ยวข้อง ในที่สุด อพาร์ทเมนท์อยู่ในสภาพอากาศเย็นแคนาดาให้กรณีทดสอบนำเสนอรูปแบบ และขนาดระบบไฮบริพลังงานทดแทนอย่างเหมาะสม ในโปรแกรมนี้ทดสอบ แบบตรวจสอบอาจมีการใช้ปั๊มความร้อน หม้อชีวมวล กังหันลม สะสมความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ และถังเก็บความร้อนในการผลิตพลังงานทดแทนอาคาร นอกจากนี้ ใช้ยานพาหนะไฟฟ้าปลั๊กอินสำหรับการขนส่งลดการใช้น้ำมันเบนซินที่พลังงานทั้งหมดถูกสร้างขึ้น โดยอาคาร และโปรแกรมอรรถประโยชน์ให้หมายถึงสร้างเป็นระยะ ๆ ทดแทนจากแสงอาทิตย์ และลมเพื่อโหลดไฟฟ้าอาคาร รูปแบบผลลัพธ์แสดงว่าภายใต้สภาพอุตุนิยมวิทยาท่านและสร้างพารามิเตอร์กังหันลม และเทคโนโลยีรถยนต์ไฟฟ้าปลั๊กอินเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดเพื่อให้บรรลุเป้าหมายอัตราส่วนพลังงานทดแทน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผลเพิ่มประสิทธิภาพแสดงว่า อัตราส่วนพลังงานทดแทนสามารถบรรลุใกล้ 100% โดยติดตั้ง 73 kW กังหันลม 200 กิโลวัตต์ชีวมวลกาต้มน้ำ และใช้ยานพาหนะไฟฟ้าปลั๊กอิน ตัวเลือกนี้มีต้นทุนปัจจุบันสุทธิ C$ 705,180 และผลลัพธ์ในการปล่อย CO2 รวมของ 2.4 ตัน/ปี ในที่สุด การวิเคราะห์ความไวจะดำเนินการตรวจสอบผลกระทบของเศรษฐกิจคงค่าปัจจุบันสุทธิของการแก้ปัญหานั้นไม่ได้รับ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อเราพัฒนาแบบจำลองที่ใช้วิธีการเมตาแก้ปัญหาที่กำหนดขนาดที่เหมาะสมของระบบไฮบริดพลังงานทดแทนสำหรับอาคารที่อยู่อาศัย ปัญหานี้เพิ่มประสิทธิภาพหลายวัตถุประสงค์ต้องใช้ความก้าวหน้าของอนุภาควัตถุประสงค์หลายแบบไดนามิกฝูงขั้นตอนวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพที่เพิ่มสัดส่วนการใช้พลังงานทดแทนของอาคารและช่วยลดค่าใช้จ่ายในปัจจุบันสุทธิและการปล่อยก๊าซ CO2 สำหรับการเปลี่ยนแปลงระบบที่จำเป็น สามตัวชี้วัดที่พิสูจน์ประสิทธิภาพการประเมินคุณภาพของหน้า Pareto สร้างขึ้นโดยวิธีการที่นำเสนอ ผลที่ได้เมื่อเทียบกับสองขั้นตอนวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพการรายงานหลายวัตถุประสงค์ในวรรณคดีที่เกี่ยวข้อง สุดท้ายพาร์ทเมนต์ที่อยู่อาศัยที่มีอยู่ตั้งอยู่ในอากาศหนาวแคนาดาให้กรณีทดสอบที่จะใช้การนำเสนอรูปแบบและขนาดที่เหมาะสมที่สุดของระบบไฮบริดพลังงานทดแทน ในการประยุกต์ใช้การทดสอบนี้รูปแบบการสำรวจการใช้ศักยภาพของปั๊มความร้อน, หม้อไอน้ำชีวมวลกังหันลมสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์, แผงเซลล์แสงอาทิตย์และถังเก็บความร้อนในการผลิตพลังงานทดแทนอาคาร นอกจากนี้การใช้ Plug-in รถยนต์ไฟฟ้าสำหรับการขนส่งลดการใช้น้ำมันเบนซินที่อำนาจทั้งหมดถูกสร้างขึ้นโดยอาคารและยูทิลิตี้ให้หมายถึงเพื่อให้ตรงกับรุ่นต่อเนื่องทดแทนจากแสงอาทิตย์และพลังงานลมที่จะโหลดอาคารไฟฟ้า ผลรุ่นแสดงให้เห็นว่าภายใต้เงื่อนไขที่ได้รับการแต่งตั้งอุตุนิยมวิทยาและพารามิเตอร์การสร้างกังหันลมและ Plug-in เทคโนโลยีรถยนต์ไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอที่ดีที่สุดตัวเลือกเพื่อให้บรรลุอัตราส่วนพลังงานทดแทนเป้าหมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลการเพิ่มประสิทธิภาพการแสดงให้เห็นว่าอัตราการใช้พลังงานทดแทนจะประสบความสำเร็จอยู่ใกล้ 100% โดยการติดตั้ง 73 กิโลวัตต์กังหันลม 200 กิโลวัตต์หม้อไอน้ำชีวมวลและการใช้ปลั๊กอินยานพาหนะไฟฟ้า ตัวเลือกนี้จะมีค่าใช้จ่ายปัจจุบันสุทธิของ C $ 705,180 และผลในการปล่อยก๊าซ CO2 รวม 2.4 ตัน / ปี ในที่สุดการวิเคราะห์ความไวที่จะดำเนินการในการตรวจสอบผลกระทบของค่าคงที่ค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจในปัจจุบันสุทธิของที่ได้รับการแก้ปัญหาที่ไม่โดดเด่น