Foi proposto um sistema de cogeração baseado no ciclo Brayton de dióxido de carbono supercrítico (S-CO2) acionado por energia solar em torre (STMG) para resolver o problema da baixa eficiência de utilização de energia e do grande desperdício de calor residual em sistemas de geração termossolar com fonte única. O sistema integra coletor solar em torre, ciclo Brayton S-CO2, produção de hidrogênio acionada por ciclo orgânico de Rankine (ORC) e módulo de dessalinização de água do mar por múltiplas etapas por flash (MSF), com objetivo de realizar a produção conjunta de eletricidade, hidrogênio, oxigênio e água doce. Um modelo numérico do sistema STMG foi estabelecido utilizando o software Ebsilon para analisar o desempenho operacional do sistema, eficiência térmica e viabilidade econômica. Os resultados mostram que, sob condições de projeto, a potência elétrica de saída e a eficiência do ciclo Brayton S-CO2 são 57,7 MW e 47,7%, respectivamente; as taxas de produção de hidrogênio e oxigênio do módulo produtivo são de 73,5 e 588,0 kg/h, e a produção diária de água doce do módulo MSF é de 3.480,0 t. A análise térmica indica que a perda total de calor do sistema STMG é de 229,6 MW, com eficiência térmica de 23,4%. A análise econômica indica que o custo nivelado da eletricidade, o preço nivelado do hidrogênio e o preço nivelado da água são 0,56 yuan/(kW·h), 40,94 yuan/kg e 9,93 yuan/t, respectivamente, com retorno financeiro e período de payback do sistema STMG de 5,72×10⁹ yuan e 8,7 anos, demonstrando boa viabilidade econômica.

Ciclo Brayton S-CO2; energia solar; sistema de cogeração; ciclo orgânico de Rankine; dessalinização por múltiplas etapas por flash