تم اقتراح نظام إنتاج مشترك بتقنية دورة برتون بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (S-CO2) المدعوم بالطاقة الشمسية البرجية (STMG) لمعالجة مشكلة انخفاض كفاءة استخدام الطاقة ونفايات الحرارة المتبقية في أنظمة توليد الطاقة الحرارية الشمسية المدفوعة بالطاقة الشمسية الفردية. يدمج النظام مجمع شمسي برجي، دورة برتون S-CO2، توليد الهيدروجين بواسطة دورة رانكين العضوية (ORC)، ووحدة تحلية مياه البحر بالتبخير متعدد المراحل (MSF) لتحقيق الإنتاج التعاوني للكهرباء والهيدروجين والأكسجين والمياه العذبة. تم إنشاء نموذج رقمي لنظام STMG باستخدام برنامج Ebsilon وتحليل أداء التشغيل، الكفاءة الحرارية، والجدوى الاقتصادية للنظام. أظهرت النتائج أنه في ظروف التصميم تبلغ القدرة الكهربائية الخارجة لدورة برتون S-CO2 وكفاءة الدورة 57.7 ميجاوات و 47.7% على التوالي، بينما تبلغ معدلات إنتاج الهيدروجين والأكسجين في وحدة إنتاج الهيدروجين 73.5 و588.0 كجم/ساعة، وإنتاج المياه العذبة اليومية في وحدة تحلية MSF 3,480.0 طن. أظهر تحليل الحرارة أن إجمالي خسائر الحرارة لنظام STMG هو 229.6 ميجاوات والكفاءة الحرارية تبلغ 23.4%. تشير التحليلات الاقتصادية إلى أن تكلفة الكهرباء الموحدة، سعر الهيدروجين الموحد، وسعر الماء الموحد تبلغ 0.56 يوان/ (كيلوواط·ساعة)، 40.94 يوان/كجم، و9.93 يوان/طن على التوالي. كما أن صافي إيرادات نظام STMG وفترة استرداد رأس المال تبلغ 5.72×10⁹ يوان و8.7 سنوات، مما يدل على جدوى اقتصادية جيدة.

دورة برتون S-CO2; الطاقة الشمسية; نظام الإنتاج المشترك; دورة رانكين العضوية; تحلية مياه البحر بالتبخير متعدد المراحل