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Erdwärmeanlagen mit dem Geohil-System




Für die Erdenergiegewinnung durch geothermische Nutzung vorhandener Energieströme in den oberen Schichten der Erdkruste gibt es verschiedene Verfahren.

Am weitesten verbreitet sind bei der oberflächennahen Geothermie, das heißt, bis ca. 500 m Tiefe,

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  • Förder- Schluckbrunnen-Systeme, die einen konstanten Grundwasserstrom benötigen und bei denen Grundwasser im Förderbrunnen entnommen wird, die Wärme entzogen und das abgekühlte Grundwasser über den Schluckbrunnen wieder eingeleitet wird.
  • Sondensysteme, bei denen mehrere umlaufende Rohre (Sonden) in den Untergrund eingebohrt werden. Der Wärmetransport erfolgt über ein frostsicheres Medium, das durch das Rohrsystem gepumpt wird.

Über 500 m Tiefe, in der Tiefengeothermie befindet sich die Nutzung der Erdwärme in unseren Breiten noch im Versuchsstadium. Am bekanntesten ist das Hot-Dry-Rock-Verfahren. Es funktioniert im Grundsatz wie ein Förder- Schluckbrunnen-System, nur wird kein vorhandener Grundwasserstrom angezapft, sondern es werden im Untergrund künstlich Klüfte erzeugt, durch die sich kaltes Wasser, das über den Schluckbrunnen eingepresst wird, erwärmt, und das dann über den Förderbrunnen wieder entnommen wird. Aus dem erwärmten Wasser wird, wie bei allen Verfahren, die Wärme über Wärmetauscher entzogen.


Was ist nun das besondere am Geohil-System

Dazu einige Grundlagen:

Erwärmung
Konduktive Erdwärmeleitung, das heißt Wärmefluss in einem Kontinuum (Feststoff oder ruhendes Fluid) infolge eines Temperaturunterschiedes, wobei nach dem zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik der Wärmefluss von selbst immer nur in Richtung geringerer Temperatur erfolgt.

Konvektiver Erdwärmetransport ist ein Mechanismus zum Transport thermischer Energie durch die Bewegung von Teilchen. In Festkörpern oder im Vakuum kann es keine Konvektion geben. Konvektion kann nur bei Fluiden, also in Gasen oder Flüssigkeiten, auftreten. Die Konvektion hängt ab von der Porosität und der Permeabilität des Gesteins und sie beträgt ein Vielfaches der konduktiven Wärmeleitung.

In der Tiefe sind die geologischen Formationen vollständig mit Wasser gesättigt. Hydrothermaler Wärmetransport durch Konvektion findet überall statt. Auf diesem Effekt beruht das Geohil-System hauptsächlich.

Darüber hinaus hat das Geohil-System den Vorteil, dass zur Nutzung der Erdwärme nur eine Bohrung abgeteuft werden muss. Eine Kiesschüttung stützt das Bohrloch. Über Filterrohre und eine Rohrpumpe wird das im Erdreich erwärmte Wasser zirkuliert und im isolierten Thermorohr zur Oberfläche befördert.

Das erwärmte Wasser wird durch die Nutzung abgekühlt und durch das Rücklaufrohr wieder eingeleitet.

 
 


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