Engineering Geology

Effiziente Mega-Erdkorbspirallösung zur indirekten energetischen Nutzung von Grundwasser (EMERGE)

  • Contact:

    Dr. Hagen Steger, Dr. Roman Zorn

  • Funding:

    EnBW Energie Baden-Württemberg AG, Hol FE, Karlsruhe

  • Startdate:

    02/2009

  • Enddate:

    07/2010

Das Ziel des geplanten Projektes liegt auf der Entwicklung einer speziellen Mega-Erdwärmekorb bzw. Spirallösung, die besonders bei ausreichend vorhandenen Grundwasserströmungsverhältnissen optimale Entzugsleistungen gewährleisten soll.

Grundlagen

Das Ziel des geplanten Projektes liegt auf der Entwicklung einer speziellen Mega-Erdwärmekorb bzw. Spirallösung, die besonders bei ausreichend vorhandenen Grundwasserströmungsverhältnissen optimale Entzugsleistungen gewährleisten soll.

 

Klassische Erdwärmekörbe sind normalerweise kegelförmig gewickelte Erdwärmesonden, während Spiralkollektoren üblicherweise horizontal als Flächenkollektor oder vertikal in Gräben verwendet werden („flächig“ angebrachte Systeme). Erdwärmekörbe können auch zylindrische Formen aufweisen. Neben einen vertikalen Einbau können Erdkörbe bzw. –spiralen auch liegend eingebaut werden. Kegelförmige Körbe haben in der Regel eine Höhe zwischen ca. 1 und 3 m, der obere Durchmesser liegt bei ca. 2 m. Die Sondenlänge variiert je nach Korbgröße zwischen 100 und 300 m, d. h. es wird versucht, auf ein möglichst kleines Volumen eine maximal mögliche Sondenlänge zu verteilen. Solche Systeme sind durch ihre Bauart in ihrer Effizienz limitiert,

 

aufgrund geringer Schlauchabstände entstehen unerwünschte thermische Kurzschlüsse,

das innere eines Korbes kann in der Regel nicht thermisch genutzt werden,

durch die limitierten Maße üblicher Systeme können konvektive Wärmeinträge durch Grundwasserflüsse meist nicht genutzt werden (da nur geringe Teufen realisiert werden können).

 

Eine großvolumige Mega-Erdkorbspirallösung, die bis in mehrere zehner Meter direkt in eine Grundwasserströmung installiert werden kann, verspricht eine erheblich höhere Effizienz gegenüber der Verwendung konventioneller Systeme (Abb. 1).

 

 

Mit einem einzelnen Mega-Erdkorb bis 30 Meter Tiefe kann ja nach Durchmesser, Wicklungen und Grundwassereinfluss bis zu 10-20 kW thermische Leistung geliefert werden. Im Vergleich dazu kann man eine 30 Meter tiefen klassische Erdsonde unter Annahme sehr hoher Entzugsleistungen (100 W/m) max. 3 kW Leistung erbringen. Deshalb ist es Ziel des Vorhabens, eine Mega-Erdkorbspirallösung zu entwickeln. Dabei soll darauf geachtet werden, dass nur einfache, umsetzbare und damit relativ kostengünstige Lösungen verfolgt werden.

 

Projektpartner

EIfER (European Institute for Energy Research) , Karlsruhe

systherma Planungsbüro für Erdwärmesysteme GmbH, Starzach-Felldorf

Pumpenboese SBF - Hagusta, Peine

EnBW Energie Baden-Württemberg AG

Stichwörter

Oberflächennahe Geothermie

Mega-Erdkorbspirallösung

Erdwärmekörbe

Spiralkollektoren