در این پژوهش ابتدا به مکان یابی بهینه استان خراسان رضوی برای احداث نیروگاه خورشیدی و انتخاب نوع بهینه نیروگاه خورشیدی برای منطقه پرداخته می شود. سپس یک سیستم در حالت های مختلف متصل به شبکه، از نظر اقتصادی و هزینه تولید و ظرفیت مورد نیاز برای تأمین بار بهینه سازی می شود. توان منبع فتوولتاییک (P_PV)، توان منبع بادی (P_WT)، زاویه استقرار پنل فتوولتاییک بر روی زمین (β)، توان خریداری شده از شبکه سراسری (P_GP)، توان فروخته شده به شبکه سراسری (P_GS)، حداقل درصد مشارکت انرژی های تجدید پذیر (Ren.Frac)، شش متغیر حالت های مختلف سیستم هستند، که مقادیر بهینه آن ها برای هریک از حالت ها مشخص می شود. در واقع مقادیر و ظرفیت اسمی هر یک از متغیرها در حالت های مختلف سیستم، به گونه ای تعیین می شود که، تأمین توان بار سیستم دارای کمترین هزینه است و همچنین سیستم با تغییر متغیرها طوری تنظیم می شود که، جریمه تأمین نکردن بار شامل حال هیچ یک از حالت های مختلف سیستم نشود. با اعمال سه حالت مختلف سیستم متصل به شبکه سراسری، حالت اول نیروگاه بادی متصل به شبکه سراسری، حالت دوم نیروگاه ترکیبی بادی خورشیدی متصل به شبکه سراسری و حالت سوم نیروگاه بادی متصل به شبکه سراسری با درنظر گرفتن تعداد توربین بادی مشابه حالت اول جهت بهینه سازی سیستم مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که آیا افزودن پنل های فتوولتاییک به شبکه از نظر اقتصادی و زیست محیطی، با در نظر گرفتن جریمه انتشار گاز های گلخانه ای و پاداش مشارکت بیشتر انرژی های تجدید پذیر با اضافه کردن پنل های فتوولتاییک مقرون به صرفه است یا خیر؟ حالت سیستم ترکیبی بادی – خورشیدی متصل به شبکه سراسری ، با تعیین ظرفیت بهینه در بار مصرفی یکسان در هر سه حالت سیستم با در نظرگرفتن شرایط جریمه و پاداش ذکر شده مناسب ترین حالت انتخاب شده است، که در آن همه عناصر با ظرفیت بهینه خود تأمین بار می کنند و همچنین قابلیت اطمینان سیستم با حضور سیستم فتوولتاییک با توجه به قیود ذکر شده بالا می رود یعنی عدم قطعیت نیروگاه بادی با درصد مشارکت بالاتر منابع تجدید پذیر جبران می شود. این حالت هم پاک تر و هم با توجه به قیود و جریمه و پاداش های لحاظ شده اقتصادی تر است