Möglichkeiten und Grenzen der Nutzung von Baugrund und Grundwasser zur Wärmespeicherung

cand. ing. Lars Heitmann

Im Rahmen der Erschließung alternativer Energiegewinnung wird auch vermehrt die Nutzung von Boden und Grundwasser zur Speicherung von Wärme einbezogen. Dem Baugrund wird Energie von außen zugeführt und so lange gespeichert, bis sie benötigt und dem Baugrund entzogen wird. Wämespeicher im Baugrund können so den Nutzungsgrad thermischer Anlagen wie Solarkollektoren aber auch Blockheizkraftwerken erhöhen. Umgekehrt kann aber auch die gegenüber der Lufttemperatur im Sommer niedrigere Temperatur im Baugrund für Kühlzwecke genutzt werden.

Eine wirtschaftliche Nutzung der oberflächennahen Geothermie erfordert wissenschaftliche Analysen der Erfahrungen und Daten, die mit ersten Projekten gewonnenen wurden. Numerische Simulationen der thermodynamischen Vorgänge im Bodenspeicher können zu einem besseren Verständnis der Funktionsweise beitragen und Hinweise für mögliche Beeinflussungen wesentlicher Randbedingungen geben.

Im Rahmen dieser Diplomarbeit sollen Nutzungsarten und -möglichkeiten geothermischer Anlagen, bodenmechanisch relevante Eigenschaften und Kennwerte, geeignete Feld- und Laborversuche für die Ermittlung dieser Kennwerte und die theoretischen Grundlagen für Berechnungsmodelle anhand einer Literaturrecherche zusammengestellt werden. Für ein ausgewähltes Projekt sollen exemplarisch die Kennwerte und eine stationäre Temperaturverteilung in einem einfachen Berechnungsmodell ermittelt werden.