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Erdwärmesonden - Temperaturentwicklung im Sondennahbereich

Im Rahmen eines durch das Land Baden-Württemberg geförderten Forschungsprojektes wurde auf der Basis eines großskaligen Versuchsstandes die hydraulischthermisch-mechanische Interaktion zwischen einer Erdwärmesonde und dem umgebenden Mehrphasenmedium Boden experimentell und numerisch untersucht. Hierzu wurde eine Erdwärmesonde mit Temperatursensoren innerhalb des Verfüllbaustoffes ausgerüstet, in den Großbehälter der Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung (VEGAS) der Universität Stuttgart eingebaut und das Nahfeld der Sonde mit weiteren Temperatursensoren versehen.

Die oberflächennahe Geothermie gewinnt im Bereich der Bereitstellung von Warme- und Kalteenergie immer mehr an Bedeutung. Klassische Absorbersysteme wie Erdwärmesonden werden dabei durch Hybridanwendungen des schweren Spezialtiefbaus, wie z. B. thermisch aktivierte Gründungspfähle oder Verbauwände, ergänzt. Besonders zur Deckung hoher Kühllasten, z. B. von Bürokomplexen mit transparenten Fassaden oder Stationsbauwerken von innerstädtischen Stadtbahntunneln, können thermisch aktivierte Bauteile im saisonalen Speicherbetrieb einen wesentlichen Beitrag zum ressourcenschonenden Umgang mit fossilen Energieträgern leisten. Darüber hinaus kann auf Quartiersebene die intelligente Vernetzung von ein- und ausspeichernden Netzteilnehmern eines Wärme-Smart-Grids das Potenzial der oberflächennahen Geothermie weiter steigern.

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.