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Geothermie-Industrieforschungsanlage zur Untersuchung hybrider Erdwärmesondenkonzepte

Erdwärmetiefsonden zur Nutzung oberflächennaher Geothermie weisen für Raumheizzwecke ein hohes Wachstumspotenzial auf. Den bestehenden Konzepten der Erdwärmenutzung ist jedoch der Nachteil eigen, dass sich durch die langsame Abkühlung des Untergrundes aufgrund des fortschreitenden Wärmeentzuges die Arbeitszahl der angekoppelten Wärmepumpen verschlechtern kann und damit der Verbrauch an Primärenergie ansteigen würde. Es muss somit nicht gewährleistet sein, dass diese Heizsysteme über eine Nutzungszeit von 15 bis 20 Jahren mit gleichbleibend hoher Effizienz betrieben werden können.

Unter hybriden solarthermischen Erdwärmesondenkonzepten versteht man die Kombination von Erdwärme mit verfügbarer solarer Wärme. Die solare Überschusswärme wird dabei über einen Zwischenspeicher in effizienter Weise während des Tages aufgenommen. In der Nacht oder auch kontinuierlich bzw. während der warmen Jahreszeit wird die im Zwischenspeicher gesammelte Wärme bei höchstmöglicher Ausnutzung für die Wärmegewinnung für die Wärmebevorratung in den tieferen Untergrund transportiert und dort gespeichert. Dieses neue Verfahrenskonzept soll die Gesamtsystemleistung deutlich erhöhen. Erdwärmespeicher wurden für Heizungszwecke angedacht und sind in den letzten Jahren in einigen Projekten in Deutschland untersucht worden. Die Nutzung der nahen Sondenumgebung ur Energiespeicherung stellt dabei einen wesentlichen Technologiesprung auch in Hinblick auf die darauf basierenden Entwicklungen von echten nachhaltigen Raumheizungs -und Klimatisierungssystemen dar.

Geothermie im Spezialtiefbau: Praxis mit BIM
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (7/2017)
Ab 2020 werden öffentliche Großprojekte in Deutschland nur noch mit Building Information Modeling (BIM) neu geplant, gebaut und betrieben. So sieht es der Stufenplan Digitales Planen des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur vor.

Depothermie - Geothermale Nutzung von Deponien und Altablagerungen zur Wärmegewinnung und -speicherung
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2017)
Dem Ausbau der Geothermie, insbesondere der oberflächennahen Geothermie zur Heizung und Kühlung von Wohn- und Industriegebäuden, wird zukünftig eine steigende Bedeutung zukommen, da durch die Energiewende und den beschlossenen Klimaschutzplan 2050 die Umstellung von einer kohlenstoffbasierten auf eine regenerative Energieerzeugung forciert werden wird.

Europäische Normung für den Brunnenbau nimmt Fahrt auf
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2017)
Die umfangreichen Vorbereitungen für eine gute Ausgangsposition der deutschen Expertise bei der Normung des Brunnenbaus tragen nun erste Früchte. Die strikte Trennung der Themenkomplexe 'oberflächennahe Geothermie' und 'Brunnenbau' wurde auf der konstituierenden Sitzung des CEN TC 451 'Water wells and borehole heat exchangers' durchgesetzt.

Anlagendimensionierung zur Unterschreitung des in Hessen für EWS geforderten Mindestabstandes zur Grundstücksgrenze
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2017)
Die hessischen Anforderungen des Gewässerschutzes an Erdwärmesonden (EWS) vom 21. März 2014 geben einen im Regelfall einzuhaltenden Mindestabstand zwischen EWS und Grundstücksgrenze von 5 m vor. Bei Einhaltung dieses Abstandes wird für EWS-Anlagen mit einer Heizleistung bis 30 kW davon ausgegangen, dass es in der Regel zu keiner thermischen Beeinflussung außerhalb des Grundstücks kommt und somit keine Gewinnung von Erdwärme im Sinne des Bundesberggesetzes (BBergG) erfolgt.

Leistungsvergleich von Erdwärmesonden verschiedener Bauart
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2017)
Ein praktischer Leistungsvergleich von Erdwärmesonden verschiedener Bauart am gleichen Standort unter gleichen Beanspruchungsbedingungen ist bisher nicht bekannt.