یکی از چالش‌های بزرگ منابع تجدیدپذیر، ماهیت غیرقابل‌پیش‌بینی این منابع است. در این میان استفاده از سیستم هیبرید فسیلی-تجدیدپذیر یک‌پارچه، که برای تأمین بار از چند منبع تجدیدپذیر به‌جای یک منبع استفاده می‌کند، مقرون به‌صرفه‌ترین و قابل‌اطمینان‌ترین روش است. در این پژوهش با بهره‌گیری از رهیافت برنامه‌ریزی آنالیزی و با استفاده آمار سال پایه 1391، سیستم تولید شرکت برق منطقه‌ای خراسان شبیه‌سازی شده و حداکثر پتانسیل برق تجدیدپذیر نیز در این سیستم مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج پژوهش نشان می‌‌دهد که از میان تکنولوژی‌های خورشیدی، بادی، زیست‌توده، زمین گرمایی و برق-آبی، تنها برق تجدیدپذیر خورشیدی، از پتانسیل و ظرفیت کافی برای جانشین‌پذیری با برق فسیلی برخوردار است. در سیستم جامع نیز بکارگیری تمام توان تجدیدپذیر، به کاهش 83/6 تراوات ساعتی برق فسیلی، کاهش 28/4 میلیون تنی انتشار آلاینده، افزایش 10 برابری متوسط قیمت لحظه‌ای-ساعتی و کاهش 21 درصدی پایداری شبکه منجر می‌شود که نشان از لزوم بکارگیری تجهیزات پایدارساز و ذخیره‌ساز در سیستم تولید هیبرید یکپارچه و حمایت فنی-مالی دولت برای کاهش قیمت‌تمام شده تجهیزات خورشیدی دارد.