نیروگاه های گازی + خورشید متمرکز = برق و آب پایدار

توسعه و ارزیابی سامانه هیبریدی خورشیدی–توربین گازی–ORC–شیرین سازی آب
در جدیدترین پژوهش انجام شده توسط Khademi و Kasaeian (2025) 

با عنوان Development and assessment of a hybrid solar system with gas turbine, organic Rankine cycle and thermal desalination 

یک سامانه هیبریدی چندمنظوره طراحی و تحلیل شده که انرژی خورشیدی متمرکز (CSP)، توربین گاز، چرخه رانکین آلی (ORC) و واحد چنداثره آب شیرین کن را با یکدیگر ترکیب می کند. هدف اصلی این مطالعه افزایش بازده کلی نیروگاه های گازی و تولید هم زمان برق و آب شیرین با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر است.
در این کار ابتدا میدان هلیوستات خورشیدی به عنوان منبع حرارت متمرکز طراحی شد تا دمای هوای ورودی به توربین گاز افزایش یابد. سپس حرارت باقی مانده از گازهای خروجی توربین در چرخه ORC به کار گرفته شد تا تولید برق بیشتری صورت گیرد. در نهایت حرارت کم درجه خروجی برای فرآیند آب شیرین کنی چنداثره (MED) استفاده شد. بدین ترتیب یک سیستم «تولید هم زمان» برق، آب داغ و آب شیرین شکل گرفت.
برای شبیه سازی و تحلیل سیستم از نرم افزار Aspen HYSYS V14 استفاده شده و عملکرد هر زیرسیستم در شرایط کاری مختلف بررسی گردید. نتایج نشان داد که این سامانه قادر است در حالت طراحی، حدود ۱۴۴۳۹ کیلووات برق، ۳۶ کیلوگرم بر ثانیه آب داغ و ۲۰ کیلوگرم بر ثانیه آب شیرین تولید کند. همچنین استفاده از حرارت خورشیدی موجب کاهش مصرف سوخت فسیلی و افزایش بازده کل سیستم شد.

این پژوهش از نظر فنی نشان می دهد که ادغام انرژی خورشیدی با توربین گاز نه تنها می تواند ظرفیت تولید برق را بالا ببرد بلکه با بازیافت حرارت و استفاده از چرخه های تکمیلی، امکان تولید آب شیرین و آب گرم صنعتی را نیز فراهم می کند. چنین سیستم هایی برای مناطق کم آب و پرآفتاب بسیار ارزشمند هستند، زیرا نیاز هم زمان به انرژی و آب را با کاهش آلایندگی تامین می کنند.

نتایج این تحقیق می تواند مبنای طراحی و بهینه سازی نیروگاه های گازی–خورشیدی در مقیاس های بزرگ تر قرار گیرد و گامی عملی در جهت توسعه فناوری های هیبریدی پایدار باشد.