Se propone un sistema de cogeneración basado en un ciclo Brayton de dióxido de carbono supercrítico (S-CO2) impulsado por energía solar de torre (STMG) para abordar el problema de la baja eficiencia en la utilización de energía y la gran pérdida de calor residual en sistemas térmicos solares independientes. El sistema integra un colector solar de torre, un ciclo Brayton S-CO2, producción de hidrógeno impulsada por un ciclo orgánico de Rankine (ORC) y un módulo de desalinización de agua de mar por destilación múltiple con flash (MSF), para lograr la producción conjunta de electricidad, hidrógeno, oxígeno y agua dulce. Se estableció un modelo numérico del sistema STMG utilizando el software Ebsilon para analizar el rendimiento operativo, la eficiencia térmica y la economía del sistema. Los resultados muestran que, en condiciones de diseño, la potencia eléctrica de salida y la eficiencia del ciclo Brayton S-CO2 son de 57,7 MW y 47,7%, respectivamente; las tasas de producción de hidrógeno y oxígeno del módulo de producción de hidrógeno son 73,5 y 588,0 kg/h, y la producción diaria de agua dulce del módulo de desalinización MSF es de 3 480,0 t. El análisis térmico muestra que la pérdida total de calor del sistema STMG es de 229,6 MW, con una eficiencia térmica del 23,4%. El análisis económico indica que el costo nivelado de electricidad, el precio nivelado del hidrógeno y el precio nivelado del agua son 0,56 yuanes/(kW·h), 40,94 yuanes/kg y 9,93 yuanes/t, respectivamente. Los ingresos netos del sistema STMG y el periodo de recuperación son 5,72×10⁹ yuanes y 8,7 años, lo que demuestra una buena viabilidad económica.

Ciclo Brayton S-CO2; energía solar; sistema de cogeneración; ciclo orgánico de Rankine; desalinización multi-etapa flash