مسأله اصلی این پژوهش، مدلسازی و بهینهسازی یک سیستم انرژی چند منظوره مبتنی بر زیست توده است که با استفاده از دی اکسید کربن به عنوان عامل گازسازی، سینگاز غنی از هیدروژن تولید میکند. زیست توده به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر و پایدار، پتانسیل بالایی برای جایگزینی سوختهای فسیلی دارد و میتواند به کاهش انتشار گازهای گلخانهای کمک کند. در این پژوهش، زیست توده در یک راکتور گازسازی با دی اکسید کربن واکنش داده و سینگاز تولید میشود. از آنجایی که سینگاز خروجی به دلیل استفاده از دی اکسید کربن غنی از مونواکسید کربن است، در یک طراحی نوآورانه، این سینگاز وارد یک راکتور جابجایی آب-گاز میشود تا با واکنش جابجایی آب-گاز، به سینگاز غنی از هیدروژن تبدیل شود. این فرآیند نه تنها به تولید هیدروژن که یک سوخت پاک و کارآمد است کمک میکند، بلکه با بازیابی حرارت سینگاز غنی از هیدروژن، یک سیکل برایتون فوق بحرانی دی اکسید کربن راهاندازی میشود که توان و آب گرم تولید میکند. بنابراین هدف این پژوهش، طراحی و بهینهسازی این سیستم انرژی به منظور تولید همزمان توان، آب گرم و سینگاز غنی از هیدروژن است. این هدف با استفاده از تکنیکهای مدلسازی و بهینهسازی پیشرفته و بهرهگیری از روشهای یادگیری ماشین به روش مدل رگرسیون دنبال میشود. ضرورت اجرای این طرح از چند جنبه قابل توجه است: اولاً، استفاده از زیست توده به عنوان منبع انرژی تجدیدپذیر و پایدار، به کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانهای کمک میکند. ثانیاً، استفاده از دی اکسید کربن به عنوان عامل گازسازی، به بهرهوری بیشتر از این گاز و کاهش اثرات منفی آن بر محیط زیست منجر میشود. ثالثاً، تولید سینگاز غنی از هیدروژن و بکارگیری گرمای اتلافی آن در سیکل برایتون فوق بحرانی دی اکسید کربن، به افزایش کارایی سیستم و تولید همزمان توان و آب گرم کمک میکند. در نهایت، بهرهگیری از تکنیکهای یادگیری ماشین برای تحلیل و بهینهسازی سیستم، به دستیابی به نتایج دقیقتر و بهینهتر منجر خواهد شد. این پژوهش میتواند به توسعه فناوریهای نوین در حوزه انرژیهای تجدیدپذیر و کاهش اثرات زیستمحیطی کمک شایانی نماید. با توجه به اهمیت روزافزون مسائل زیستمحیطی و نیاز به منابع انرژی پایدار، نتایج این پژوهش میتواند به عنوان یک راهکار موثر در جهت کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانهای مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، این سیستم انرژی چند منظوره میتواند به عنوان یک مدل پایدار و کارآمد برای تولید انرژی در مقیاسهای مختلف مورد استفاده قرار گیرد و به بهبود کیفیت زندگی و حفظ محیط زیست کمک کند.
