Foi estabelecido um modelo de análise do sistema de cogeração termoelétrica acionado por geotermia profunda com tubos de calor. Por meio do cálculo numérico acoplado do tubo de calor com a camada de rocha geotérmica, foram obtidas as características dinâmicas de extração de calor do tubo. Através da análise termodinâmica e termoeconômica acoplada do sistema de cogeração de expansão direta, foram estudados os efeitos da estrutura do tubo de calor (diâmetro, comprimento do tubo, comprimento da camada isolante), tempo de operação e gradiente de temperatura do solo no desempenho do sistema de cogeração. Os resultados indicam que, quanto menor a temperatura de condensação do vapor no tubo de calor, maior a quantidade de calor extraída, o que contribui para encurtar o período de retorno do investimento. Entretanto, a diminuição da temperatura de condensação reduz a eficiência térmica do sistema de cogeração, e existe uma temperatura ótima de condensação do vapor que minimiza o custo médio da eletricidade. A quantidade de calor extraída pelo tubo diminui rapidamente nos primeiros 5 anos e depois se estabiliza gradualmente; para manter a extração de calor estável no longo prazo (30 anos) e evitar interferências entre tubos adjacentes, a distância central entre cada dois tubos deve ser mantida acima de 80 m. A economicidade do sistema de cogeração está intimamente relacionada aos parâmetros estruturais do tubo de calor. Sob temperatura de condensação adequada, aumentar o diâmetro e o comprimento do tubo e escolher uma área alvo com gradiente térmico mais alto pode reduzir efetivamente o período de retorno do investimento e o custo médio da eletricidade.

uso da energia geotérmica;tubos de calor;sistema de cogeração termoelétrica;período de retorno do investimento;custo médio da eletricidade