En el sistema de energía solar térmica (CSP), el ciclo de Brayton S-CO₂ supercrítico puede lograr una mayor eficiencia de generación de energía en comparación con el ciclo Rankine de vapor tradicional. En este estudio, se estableció un modelo matemático del sistema de planta de energía integrada con ciclo Brayton S-CO₂ CSP de torre con el objetivo de minimizar el costo nivelado de electricidad (LCOE) de la planta. Se optimizaron los parámetros del sistema integrado utilizando el método de ecuaciones simultáneas y se realizó un análisis de sensibilidad de los parámetros clave del ciclo. Se aplicó el modelo al diseño optimizado de una planta de ciclo de torre CSP-S-CO₂ de 50 MW, y los resultados mostraron que cuando la duración del almacenamiento térmico es de 8 horas, la temperatura de entrada a la turbina es de 520.85°C, y las presiones de entrada a la turbina y al compresor son 25 MPa y 8.63 MPa, respectivamente, el LCOE del sistema se puede reducir a 0.817 yuan/(kW·h), una reducción del 17.81% en comparación con el ciclo Rankine de vapor CSP de torre (0.994 yuan/(kW·h)); cuanto más larga sea la duración del almacenamiento térmico, menor será el LCOE del sistema; existe una temperatura de entrada óptima para la turbina, una relación de derivación y una relación de presión que minimizan el LCOE del sistema; mejorar la eficiencia isotrópica de la turbina y el compresor puede reducir significativamente el LCOE del sistema.

Energía solar térmica; Ciclo Brayton S-CO₂ supercrítico; Costo nivelado de electricidad; Optimización del sistema