Vergleich von verschiedenen Methoden zur Auslegung von Erdwaermesonden am Beispiel der thermischen Nutzung von Haldenschwelbraenden

Abstract

Fuer eine effiziente Anlagenauslegung ist eine korrekte Abbildung des thermischen Verhaltens der Erdwaermesonde sowie der Temperaturfahne im Untergrund erforderlich. Eine Ermittlung der thermischen Eigenschaften der Sonde kann in situ mit Hilfe von Thermal Response Tests erfolgen. Fuer die analytische Beschreibung der Temperaturfahne existieren verschiedene Ansaetze, die im Wesentlichen auf der Loesung der Differentialgleichung der Waermeleitung beruhen und somit starken Vereinfachungen unterliegen. Im Rahmen eines vom BMBF gefoerderten Verbunvorhabens wurde die geothermische Nutzung von Haldenschwelbraenden untersucht. Die dort erzielten Ergebnisse dienen als Referenz fuer einen Vergleich der verschiedenen analytischen Ansaetze sowohl untereinander als auch mit den Messergebnissen aus TRTs. Es zeigt sich, dass bei extremen Standortbedingungen (hohe Temperaturen und/oder schlechte thermische Eigenschaften des Untergrunds) die analytischen Ansaetze die Realitaet nicht gut abbilden. Waehrend die Untergrundtemperatur vor allem die Ausdehnung der Temperaturfahne besitmmt, sind die thermischen Eigenschaften zur Abbildung des Sondennahbereichs relevant. Eine korrekte Abbildung des Systems fuer eine Anlagenauslegung kann daher nur mit numerischen Simulationen erfolgen, die eine Kombination der verschiedenen Einflussgroessen ermoeglichen.