基于NSGA-II算法的风光互补MSF-RO耦合海水淡化系统多目标优化研究：提升能效、降低成本与可持续性发展

【编辑推荐】本研究创新性地采用非支配排序遗传算法(NSGA-II)对太阳能-风能驱动的多级闪蒸(MSF)-反渗透(RO)混合海水淡化系统进行多目标优化。通过场景A(最小化污染排放)和B(最大化产水比GOR)的对比分析，实现能源效率提升至42.64%、淡水产量达3246 m3/h的突破性成果，为可再生能源海水淡化系统提供兼具经济性与环境友好性的优化方案。

　　

【Highlight亮点聚焦】

这项研究运用NSGA-II算法对集成了太阳能槽式集热器(PTC)、风力发电机(WT)和光伏板(PV)的MSF-RO混合海水淡化系统进行多目标优化，如同为可再生能源驱动的"水电联产工厂"装上了智能导航系统。

【Process description of PTC-WT-PV/MSF-RO process 系统流程精解】

该混合联产系统如同三位一体的"能源交响乐团"：太阳能热力驱动的朗肯循环(Rankine cycle)奏响主旋律，多级闪蒸(MSF)装置像精准的蒸馏琴键般分级提纯，而反渗透(RO)单元则用电能驱动的"分子筛舞者"完成最终净化。系统通过精妙的能量梯级利用，将90°C的低温余热转化为淡水生产的动力源。

【Validation 数据验证】

研究采用Kotb实验数据作为"基准尺"，通过误差率<5%的模拟验证，证实了MSF单元在不同盐度梯度下的产水精度。如表2所示，模拟结果与实验数据的吻合度如同"镜像般精确"，为后续优化奠定了可靠基础。

【Conclusion 优化启示】

研究通过MATLAB与Aspen Plus的"数字双胞胎"联合作战，揭示了两大黄金法则：

1. 场景A方案如同"环保卫士"，在提升能效至40%的同时将碳排放降至最低；

2. 场景B方案则是"效率冠军"，创造42.64%的能效纪录和11.78的GOR值，其3246 m³/h的淡水产量相当于每小时填满1.5个标准泳池。

生命周期的"绿色审计"显示，优化后的系统不仅让每立方米淡水成本降至1.74美元，更使整个系统的碳足迹像"褪色的墨迹"逐渐淡化。这项研究为破解"水-能-环境"三角难题提供了智能化的技术密钥。