Une système de production combinée multi-produits basé sur un cycle Brayton au dioxyde de carbone supercritique (S-CO2) entraîné par une énergie solaire à tour (STMG) a été proposé pour résoudre le problème de faible utilisation de l'énergie et de pertes importantes de chaleur résiduelle dans les systèmes de production d'énergie thermo-solaire à source unique. Le système intègre un collecteur solaire à tour, un cycle Brayton S-CO2, une production d'hydrogène entraînée par un cycle organique de Rankine (ORC) et un module de dessalement d'eau de mer par multi-étagement flash (MSF), afin de réaliser une production synergique d'électricité, d'hydrogène, d'oxygène et d'eau douce. Un modèle numérique du système STMG a été établi avec le logiciel Ebsilon pour analyser la performance opérationnelle, la performance thermique et l'économie du système. Les résultats montrent qu'en conditions de conception, la puissance électrique de sortie du cycle Brayton S-CO2 et l'efficacité du cycle sont respectivement de 57,7 MW et 47,7%, tandis que les taux de production d'hydrogène et d'oxygène du module de production d'hydrogène sont de 73,5 et 588,0 kg/h, et la production quotidienne d'eau douce du module MSF est de 3 480,0 t. L'analyse thermique indique que la perte totale de chaleur du système STMG est de 229,6 MW, avec une efficacité thermique de 23,4%. L'analyse économique révèle que le coût nivelé de l'électricité, le prix nivelé de l'hydrogène et le prix nivelé de l'eau sont respectivement de 0,56 yuan/(kW·h), 40,94 yuan/kg et 9,93 yuan/t. Le bénéfice net du système STMG et la période de récupération sont respectivement de 5,72×10⁹ yuan et 8,7 ans, démontrant une bonne faisabilité économique.

Cycle Brayton S-CO2; énergie solaire; système de cogénération; cycle organique de Rankine; dessalement multi-étagement flash