Un modèle d'analyse du système de production combinée de chaleur et d'électricité (PCCE) entraîné par une source géothermique profonde à tubes thermosiphon a été établi. Grâce à un calcul numérique du couplage entre le tube thermosiphon et la couche rocheuse géothermique, les caractéristiques dynamiques d'extraction de chaleur du tube ont été obtenues. Par une analyse couplée des performances thermodynamiques et thermoéconomiques du système PCCE à détente directe, l'influence de la structure du tube thermosiphon (diamètre, longueur, longueur de l'isolation), du temps de fonctionnement et du gradient de température du sol sur la performance du système a été étudiée. Les résultats montrent que plus la température de condensation de la vapeur dans le tube thermosiphon est basse, plus la quantité de chaleur extraite est grande, ce qui contribue à raccourcir la période de retour sur investissement. Cependant, une baisse de la température de condensation diminue l'efficacité thermique du système PCCE. Il existe par ailleurs une température de condensation optimale minimisant le coût moyen de l'électricité. La quantité de chaleur extraite diminue rapidement durant les 5 premières années, puis tend à se stabiliser ; pour maintenir une extraction de chaleur stable à long terme (30 ans) et éviter l'interférence entre tubes adjacents, la distance centrale entre deux tubes doit être d'au moins 80 m. L'économie du système PCCE est étroitement liée aux paramètres structuraux des tubes ; à température de condensation appropriée, augmenter le diamètre et la longueur du tube, et choisir une zone avec un gradient de température élevée permet de réduire efficacement la période de retour sur investissement et le coût moyen de l'électricité.

utilisation de l'énergie géothermique;tubes thermosiphons;système de production combinée de chaleur et d'électricité;période de retour sur investissement;coût moyen de l'électricité