포괄적 태양열 발전(CSP) 시스템에서는 전통적인 증기 랭킨 사이클에 비해 초임계 이산화탄소(S-CO₂) 브레이튼 사이클을 사용하면 더 높은 발전 효율을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 탑형 CSP-S-CO₂ 브레이튼 사이클 통합 발전소 시스템의 수학 모델을 구축하여 전력 수준화 비용(LCOE)을 최소화하기 위해 통합 시스템 파라미터를 최적화하고 주요 사이클 파라미터에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 이 모델을 50MW급 탑형 CSP-S-CO₂ 브레이튼 사이클 발전소의 최적설계에 적용할 때, 열 저장 기간이 8시간, 터빈 입구 온도가 520.85℃이고 터빈 및 압축기 입구 압력이 각각 25MPa와 8.63MPa인 경우 시스템 LCOE를 0.817원/(kW·h)로 낮출 수 있으며 이는 탑형 CSP-증기랭킨 사이클(0.994원/(kW·h)) 대비 17.81% 감소하는 것이다. 열 저장 기간이 길수록 시스템 LCOE가 낮아지며 시스템 LCOE를 최소화하는 최적의 터빈 입구 온도, 바이패스 비율 및 압축비가 존재한다. 터빈 및 압축기의 등엔트로피 효율을 향상시키면 시스템 LCOE를 현저하게 낮출 수 있다.

태양열 발전; 초임계 이산화탄소 브레이튼 사이클; 전력 수준화 비용; 시스템 최적화