Многокритериальная оптимизация системы подъёма воды с использованием солнечных фотоэлектрических панелей

Аннотация

Во многих растущих городах рост стоимости электроэнергии сделал перекачку воды дорогостоящей задачей, особенно для жителей многоэтажных домов. В этом исследовании рассматривается возможность использования солнечной фотоэлектрической насосной системы (СФНС) в качестве альтернативы многочисленным небольшим насосам, подключённым к сети, которые в настоящее время используются в квартирах. Мы построили нелинейную математическую модель, которая учитывает реальные условия в Джизаке (Узбекистан), такие как количество солнечной радиации, среднесуточная потребность в воде на домохозяйство и местные тарифы на электроэнергию. Чтобы учесть тот факт, что проектирование системы включает в себя несколько противоречивых целей — снижение энергопотребления, снижение затрат на установку и ограничение площади на крыше, — мы применили генетический алгоритм недоминирующей сортировки NSGA-II. Модель была реализована и протестирована на языке Python с использованием библиотеки DEAP, а затем проверена на реальных данных. Результаты показывают, что предлагаемая СФНС может значительно снизить как потребление энергии, так и ежегодные расходы по сравнению с традиционным методом, управляемым сетью. Полученные данные свидетельствуют о том, что этот подход может служить практическим инструментом для инженеров, планировщиков и управленцев, стремящихся продвигать возобновляемые источники энергии в системах водоснабжения жилых домов, особенно в регионах с высоким солнечным потенциалом и ограниченными ресурсами, таких как Центральная Азия.