Предложена система многоцелевого производства на основе сверхкритического диоксида углерода (S-CO2) в цикле Брайтона, приводимая в действие башенной солнечной энергией (STMG), для решения проблемы низкой эффективности использования энергии и значительных потерь тепла в односолнечных тепловых системах. Система интегрирует башенный солнечный коллектор, цикл Брайтона S-CO2, производство водорода с использованием органического цикла Ранкина (ORC) и модуль опреснения морской воды многоступенчатым всплеском (MSF) с целью совместного производства электроэнергии, водорода, кислорода и пресной воды. Модель STMG была создана с использованием программного обеспечения Ebsilon для анализа рабочей эффективности системы, тепловой эффективности и экономичности. Результаты показывают, что при проектных условиях выходная электрическая мощность и КПД цикла Брайтона S-CO2 составляют 57,7 МВт и 47,7% соответственно; скорость производства водорода и кислорода в модуле производства водорода равны 73,5 и 588,0 кг/ч, а ежедневный выход пресной воды в модуле опреснения MSF составляет 3480,0 т. Тепловой анализ показывает, что общие тепловые потери системы STMG составляют 229,6 МВт, а тепловой КПД — 23,4%. Экономический анализ показывает, что приведённая стоимость электроэнергии, цена водорода и цена воды составляют 0,56 юаня/(кВт·ч), 40,94 юаня/кг и 9,93 юаня/т соответственно, а чистая прибыль системы STMG и срок окупаемости равны 5,72×10^9 юаней и 8,7 лет соответственно, что свидетельствует о хорошей экономической целесообразности.

Цикл Брайтона S-CO2; солнечная энергия; система многоцелевого производства; органический цикл Ранкина; многоступенчатое опреснение морской воды