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Verbundvorhaben: Nachhaltige Nutzung von Erdwärmesonden

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Steger, Hagen; Zorn, Roman; Moormann, Christian; Koenigsdorff, Roland; Van de Ven, Adinda; Blum, Philipp; Rolker, Julian; Stober, Ingrid; Grathwohl, Peter; Feuerstein, Philipp; Riegger, Mathieu; Kleinknecht, Simon; Braun, Jürgen; Buhmann, Patrik

2017

Projektbericht - Abschlussbericht

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Beschreibung

Die in Baden-Württemberg beheimateten Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Partner im Landesforschungszentrum Geothermie (LFZG) haben sich im Rahmen dieses Verbundvorhabens zusammengeschlossen, um Beiträge zur Sicherstellung der Nachhaltigkeit der Nutzung von Erdwärmesonden zu leisten. Das Vorhaben war in sieben Arbeitspakete (AP) mit den folgenden Zielen gegliedert:

AP 1: Mobiler Sonden- und Hinterfüllprüfstand. Es soll die Möglichkeit geschaffen werden, die Qualität und Langzeitstabilität einer Erdwärmesonde direkt bei der Installation nachhaltig überprüfen zu können.

AP 2: Integrative und detaillierte messtechnische Erfassung und Auswertung von Erdsondenprüfmethoden. Standardisierung, Automatisierung und Weiterentwicklung von integrativen Mess- und Auswertemethoden zur hoch- genauen Bestimmung der thermischen Effizienz von Erdwärmesonden.

AP 3: Geophysikalische Messmethoden (Faseroptik). Integration faseroptischer Messmöglichkeiten in den in AP 1 geplanten mobilen Sonden- und Hinterfüllprüfstand.

AP 4: Anwendung und Adaption von an Erdwärmesonden in situ gemessenen Parametern in Auslegungsberechnungen sowie zugehörigen Berechnungs- und Simulationsprogrammen.

AP 5: Definition des Nahbereichs von Erdwärmesonden. Gewinnung detaillierter Kenntnisse über den Temperaturverlauf bzw. die Wärmeausbreitung im Nahbereich von Erdwärmesonden sowie deren Wechselwirkung mit dem Aquifer.

AP 6: Geothermisches Wärme- und Kälte-Speicherpotential im urbanen Untergrund. Erfassung der relevanten Parameter, um den urbanen Wärmestrom zu ermitteln und das nachhaltige geothermische Wärme- und Kälte-Speicherpotentials in urbanen Grundwasserleitern zu bestimmen.

AP 7: Gekoppelt thermisch-mechanische Simulation von Erdwärmesonden. Es soll ein vertieftes Verständnis der thermisch-mechanischen Auswirkungen des Verpressvorgangs des Ringraumes von Erdwärmesonden geschaffen werden.

Ein über die einzelnen Teilprojekte/Arbeitspakete hinausgehendes Ziel war, dass die Arbeit im Verbundvorhaben die unterschiedlichen Forschungseinrichtungen und Hochschulen des Landes Baden-Württemberg besser vernetzt und die Forschung regional gestärkt wird. Zudem fokussierten die Arbeiten auf die beiden zentralen Aspekte der Nachhaltigkeit bei Nutzung von Erdwärmesonden als oberflächennahes geothermisches Quellensysteme für Wärme und Kälte: 1) Prüfung, Nachweis und langfristige Sicherstellung der erforderlichen Einbauqualität (v. a. Dichtheit) und 2) verbesserte Ermittlung des thermisch-energetischen Verhaltens (Auslegung und thermische Auswirkungen auf die Umgebung).