La disponibilidad de amplios recursos de energía solar tiene una importancia significativa para las islas pobladas, ya que representa una vía vital para garantizar el suministro de energía sostenible y reducir la dependencia de fuentes de energía externas. El sistema propuesto está diseñado para ofrecer soluciones residenciales, proporcionando una respuesta prometedora para satisfacer las diversas necesidades energéticas de las islas modernas. Este innovador sistema integra colectores solares cilindroparabólicos, un ciclo Rankine orgánico en cascada (ORC), una unidad de producción de hidrógeno mediante electrólisis y un sistema de desalinización de agua a través de módulos de membrana. Al emplear una metodología optimizada, este sistema mejora la eficiencia térmica de la configuración propuesta y permite a las comunidades isleñas acceder a los recursos de gas natural. Se ha elaborado un sólido código de programación para evaluar exhaustivamente el sistema desde los puntos de vista de la energía, la exergía, la economía y el medio ambiente. El sistema está diseñado para lograr una serie de objetivos, incluida la generación de 1,2 MW de electricidad, el cumplimiento de una carga de refrigeración de 460 kW, la producción de 9,7 kg/h de hidrógeno y el suministro de 33 kg/s de agua desalinizada. Además, el gas natural se entrega a la red de consumo a un ritmo de 3,09 kg/s. La evaluación financiera, que incluye la inversión inicial y el mantenimiento continuo, muestra que la tasa de coste para todo el sistema es de 142 $/h, con un coste nivelado estimado de 33,2 céntimos/m3 para el agua dulce. Los hallazgos de la evaluación ambiental indican que el sistema propuesto tiene un potencial significativo para mitigar las emisiones de dióxido de carbono (CO2), con una tasa de reducción máxima de 254 kg/h. Esta reducción en las emisiones de CO2 conduce a una disminución correspondiente en la tasa de coste de emisión de CO2, estimada en aproximadamente 7 $/h.

La disponibilité de vastes ressources d'énergie solaire revêt une importance significative pour les îles peuplées, car elle représente un moyen essentiel d'assurer un approvisionnement énergétique durable tout en réduisant la dépendance à l'égard de sources d'énergie externes. Le système proposé est conçu pour offrir des solutions résidentielles, offrant une réponse prometteuse pour répondre aux besoins énergétiques variés des îles modernes. Ce système innovant intègre des capteurs solaires à auges paraboliques, un cycle de Rankine organique en cascade (ORC), une unité de production d'hydrogène par électrolyse et un système de dessalement de l'eau à travers des modules membranaires. En utilisant une méthodologie optimisée, ce système améliore l'efficacité thermique de la configuration proposée et permet aux communautés insulaires d'accéder aux ressources en gaz naturel. Un code de programmation robuste a été conçu pour évaluer de manière exhaustive le système du point de vue de l'énergie, de l'exergie, de l'économie et de l'environnement. Le système est conçu pour atteindre une gamme d'objectifs, y compris la production de 1,2 MW d'électricité, répondant à une charge de refroidissement de 460 kW, produisant 9,7 kg/h d'hydrogène et fournissant 33 kg/s d'eau dessalée. En outre, le gaz naturel est livré au réseau grand public à un débit de 3,09 kg/s. L'évaluation financière, qui comprend l'investissement initial et la maintenance continue, montre que le taux de coût pour l'ensemble du système est de 142 $ / h, avec un coût nivelé estimé à 33,2 Cent/m3 pour l'eau douce. Les résultats de l'évaluation environnementale indiquent que le système proposé présente un potentiel important d'atténuation des émissions de dioxyde de carbone (CO2), avec un taux de réduction maximal de 254 kg/h. Cette réduction des émissions de CO2 entraîne une diminution correspondante du taux de coût des émissions de CO2, estimé à environ 7 $ / h.

The availability of ample solar energy resources holds significant importance for populated islands as it represents a vital avenue for ensuring sustainable energy provision while reducing reliance on external energy sources. The proposed system is designed to offer residential solutions, providing a promising answer to fulfill the varied energy requirements of modern islands. This innovative system integrates parabolic trough solar collectors, a cascaded organic Rankine cycle (ORC), a hydrogen production unit via electrolysis, and a water desalination system through membrane modules. By employing an optimized methodology, this system enhances the thermal efficiency of the proposed setup and enables island communities to access natural gas resources. A robust programming code has been crafted to comprehensively evaluate the system from the standpoints of energy, exergy, economics, and the environment. The system is engineered to accomplish a range of objectives, including the generation of 1.2 MW of electricity, meeting a cooling load of 460 kW, producing 9.7 kg/h of hydrogen, and supplying 33 kg/s of desalinated water. In addition, natural gas is delivered to the consumer network at a rate of 3.09 kg/s. The financial assessment, which includes the initial investment and ongoing maintenance, shows that the cost rate for the whole system is 142 $/h, with an estimated levelized cost of 33.2 Cent/m3 for fresh water. The findings of the environmental assessment indicate that the proposed system holds significant potential for mitigating carbon dioxide (CO2) emissions, with a maximum reduction rate of 254 kg/h. This reduction in CO2 emissions leads to a corresponding decrease in the CO2 emission cost rate, estimated to be approximately 7 $/h.

إن توافر موارد الطاقة الشمسية الوفيرة له أهمية كبيرة للجزر المأهولة بالسكان لأنه يمثل وسيلة حيوية لضمان توفير الطاقة المستدامة مع تقليل الاعتماد على مصادر الطاقة الخارجية. تم تصميم النظام المقترح لتقديم حلول سكنية، مما يوفر إجابة واعدة لتلبية متطلبات الطاقة المتنوعة للجزر الحديثة. يدمج هذا النظام المبتكر مجمعات الطاقة الشمسية ذات القطع المكافئ، ودورة رانكين العضوية المتتالية (ORC)، ووحدة إنتاج الهيدروجين عبر التحليل الكهربائي، ونظام تحلية المياه من خلال وحدات الغشاء. من خلال استخدام منهجية محسنة، يعزز هذا النظام الكفاءة الحرارية للإعداد المقترح ويمكّن المجتمعات الجزرية من الوصول إلى موارد الغاز الطبيعي. تم وضع رمز برمجة قوي لتقييم النظام بشكل شامل من وجهات نظر الطاقة والطاقة الخارجية والاقتصاد والبيئة. تم تصميم النظام لتحقيق مجموعة من الأهداف، بما في ذلك توليد 1.2 ميجاوات من الكهرباء، وتلبية حمل تبريد قدره 460 كيلووات، وإنتاج 9.7 كجم/ساعة من الهيدروجين، وتوفير 33 كجم/ثانية من المياه المحلاة. بالإضافة إلى ذلك، يتم تسليم الغاز الطبيعي إلى شبكة المستهلك بمعدل 3.09 كجم/ثانية. يوضح التقييم المالي، الذي يتضمن الاستثمار الأولي والصيانة المستمرة، أن معدل التكلفة للنظام بأكمله هو 142 دولارًا في الساعة، بتكلفة تقديرية قدرها 33.2 سنت/متر مكعب للمياه العذبة. تشير نتائج التقييم البيئي إلى أن النظام المقترح ينطوي على إمكانات كبيرة للتخفيف من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2)، مع معدل خفض أقصى قدره 254 كجم/ساعة. ويؤدي هذا الانخفاض في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى انخفاض مقابل في معدل تكلفة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، الذي يقدر بنحو 7 دولارات في الساعة.