انرژی و آب مهمترین نیاز انسان است و بسیاری از کشورها در تأمین آب و منابع انرژی با مشکلات زیادی روبرو هستند. برخی از رویکردهای ارائه شده برای این منابع باعث افزایش انتشار گازهای گلخانه ای می شوند. باتوجه مصرف زیاد آب و انرژی در ساختمانها واتلاف زیاد انرژی و آب در تولید انرژی متمرکز و تصفیه آب، ارائه یک سیستم ترکیبی با در نظر گرفتن بهینه سازی استفاده از آب و انرژی مورد نیاز است. در حالی که در مطالعات قبلی از فن آوری های تجدیدپذیر برای بهینه سازی مصرف آب و انرژی به طور جداگانه استفاده شده بود، این مطالعه به طور یکپارچه از تولید انرژی های تجدید پذیر، ذخیره ساز انرژی ، هوشمند سازی ساختمان،استانداردهای ساختمان انرژی صفر و فناوری های پمپ حرارتی منبع زمینی برای کاهش مصرف انرژی استفاده کرده است. همچنین از ترکیب آب باران و ترکیب بازیافت آب فاضلاب برای کاهش مصرف آب بهره برداری شده است. با استفاده ازمدلسازی MILP ما یک مدل ریاضی برای بررسی شرایط اقتصادی علاوه بر کاهش در مصرف انرژی و آب و ارائه شده است. علاو بر این، به دلیل عدم قطعیت های مختلف در عملکرد این سیستم ها، همانند تولید تجدید پذیر و تقاضای اب و برق، تاثیر این عدم قطعیت ها میتواند تاثیر زیادی بر عماکرد این سیستم ها داشته باشد. که با استفاده از مدلسازی تصادفی مدل شده اند. برای ارزیابی ریسک ناشی از این عدم قطعیت ها نیز از روش ارزش ریسک در خطر شرطی (CVaR) استفاده شده است.
