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Der Einfluss von fließendem Grundwasser auf Thermal-Response-Tests

Thermal-Response-Tests TRT haben sich als wichtiges Hilfsmittel für die Dimensionierung von Erdwärmesondenanlagen zur Gewinnung von geothermischer Energie etabliert. Die zum Teil erheblichen Unterschiede zwischen gesteinsüblichen Wärmeleitfähigkeiten λ und den aus TRT-Daten ermittelten werden im Allgemeinen auf den Einfluss von fließendem Grundwasser zurückgeführt. In diesem Artikel wird dargestellt, wie sich die meist erwünschte horizontale Grundwasserströmung im Grundwasserleiter und die meist unerwünschte vertikale Grundwasser-Ausgleichsströmung innerhalb eines Grundwasserleiters oder zwischen zwei Grundwasserstockwerken auf TRTs auswirken. Darüber hinaus wird ein Diagnoseverfahren vorgestellt, das es erlaubt, beide Effekte zu unterscheiden.

Die Nutzung von geothermischer Energie mittels Erdwärmesonden hat sich auf dem Markt der regenerativen Energien etabliert. In den letzten Jahren werden zunehmend auch größere Sondenanlagen geplant und gebaut. Die Kosten für die Herstellung von Erdwärmesonden machen in der Regel den größten Anteil an den Gesamtkosten einer Erdwärmesondenanlage aus. Aus diesem Grund haben sich Thermal-Response-Tests TRT als wichtiges Hilfsmittel zur Ermittlung der standortabhängigen mittleren Wärmeleitfähigkeit λ des oftmals heterogen aufgebauten Untergrundes und der darauf basierenden Dimensionierung der Anlagen etabliert.

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.