Regenerative Energie
Die thermische Aktivierung erdberührender Bauteile zur Nutzung der im Untergrund gespeicherten Wärme findet weltweit eine immer weitere Verbreitung, da sich die Investitionskosten im Vergleich zu herkömmlichen Systemen durch die Integration von Wärmetauscherrohren in ohnehin erforderliche Bauteile deutlich reduzieren lassen. Ergebnisse abgeschlossener Projekte sind in Laborversuchen erprobte, thermoaktive Abdichtungselemente sowie ein geeigneter Berechnungsansatz, der in das Finite- Differenzen-Programm 'SHEMAT-Suite' implementiert wurde. Das neue Berechnungsmodul ermöglicht auch die Kalkulation entsprechender Bauteile in strömendem Grundwasser und somit die Berücksichtigung maßgeblicher Einflussgrößen - etwa den Betrag der Strömung oder die Strömungsrichtung bei der Auslegung flächiger thermo-aktiver Bauteile. Ein aktuelles Verbundprojekt befasst sich mit der Möglichkeit der Ertragsteigerung solcher Bauteile durch Steuerung der Grundwasserströmung.
Die weltweit installierte thermische Leistung geothermischer Anlagen zur thermischen Nutzung des Untergrundes stieg von ca. 8,9 GW im Jahr 2000 auf ca. 48,5 GW im Jahr 2010. Davon entfallen ca. 70 % auf erdgekoppelte Wärmepumpen. In Deutschland werden hauptsächlich oberflächennahe geothermische Anlagen installiert. Dazu zählen die konventionellen Systeme wie Erdwärmesonden oder Erdwärmekollektoren, bei denen dem Erdreich die Wärme aus den oberflächennahen Bodenschichten (bis 400 m Tiefe) entzogen wird. Seit Beginn der 1980er-Jahre werden zunehmend erdberührende Bauteile zur thermischen Nutzung des Untergrundes verwendet. Am Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen (GiB) der RWTH Aachen wurden in diesem Zusammenhang in einem durch das Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) geförderten Projekt flächige thermo-aktive Abdichtungselemente zur thermischen Aktivierung von Bauteilen im Grundwasser entwickelt. Flächige Bauteile besitzen aufgrund der großen erdberührenden Fläche ein großes Energiepotenzial, finden aber aufgrund von fehlenden allgemeinen Erfahrungswerten und allgemeingültigen Berechnungsansätzen nur vereinzelt Anwendung.
In einem von der Deutschen Bundestiftung Umwelt (DBU) geförderten Projekt wurde am GiB daher in Zusammenarbeit mit der Geophysica Beratungsgesellschaft mbH ein Berechnungsansatz für flächige thermo-aktive Bauteile entwickelt und in das Finite-Differenzen-Programm SHEMAT-Suite implementiert. Dieser Ansatz ermöglicht erstmals die Berücksichtigung aller relevanten Einflussfaktoren auf die Entzugsleistung von flächigen thermo-aktiven Bauteilen. Er ermöglicht auch die Berechnung von thermo-aktiven Bauteilen in strömendem Grundwasser und erlaubt somit eine Berücksichtigung maßgeblicher Einflussgrößen wie den Betrag der Strömung oder die Strömungsrichtung bei der Auslegung flächiger thermo-aktiver Bauteile. Der Ansatz wird am GiB derzeit in einem von der der DBU geförderten Folgeprojekt zur Untersuchung der Möglichkeit einer Ertragssteigerung thermo-aktiver Bauteile durch eine gezielte Steuerung der Grundwasserströmung eingesetzt.
| Copyright: | © wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH |
| Quelle: | Heft 12 - 2014 (Dezember 2014) |
| Seiten: | 6 |
| Preis: | € 6,00 |
| Autor: | David Koppmann Prof. Dr.-Ing. Martin Ziegler Sylvia Kürten Dr. Darius Mottaghy |
| Diesen Fachartikel kaufen... (nach Kauf erscheint Ihr Warenkorb oben links) | |
| Artikel weiterempfehlen | |
| Artikel nach Login kommentieren | |
carboliq® - Direktverölung gemischter Kunststoffabfälle
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (4/2025)
Die Forderung nach Klimaneutralität dominiert die globale Diskussion über die Zukunft der Industriegesellschaft. Damit einher geht auch die Frage, wie der
Umgang mit Kunststoffen in Zukunft erfolgen wird.
Nutzungskonflikt zwischen Carbon-Capture-Anlagen und Fernwärme?
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (4/2025)
Die EEW Energy from Waste GmbH (EEW) hat sich das Ziel gesetzt, bis 2045 klimaneutral zu werden. Mit 17 Standorten verfügt EEW über eine Verbrennungskapazität von ca. 5 Millionen Tonnen Abfall pro Jahr.
Abfall- und Kreislaufwirtschaft in Deutschland im internationalen Vergleich - Spitzenplatz oder nur noch Mittelmaß?
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (4/2025)
Neben der Umstellung der künftigen Energieversorgung auf ein zu 100 % erneuerbares Energiesystem ist die Abfall- und Kreislaufwirtschaft die zweite zentrale Säule im Rahmen der globalen Transformation in eine klimaneutrale Wirtschaft und Gesellschaft.