Nutzungsmöglichkeiten der tiefen Geothermie in Deutschland

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Nutzungsmöglichkeiten der tiefen Geothermie in Deutschland

4.1 thermophysikalische parameter

Die konduktive Wärmeleitung wird durch die Fourier-Gleichung beschrieben (Abschnitt

1.1):

q = λ · grad T

mit der Wärmestromdichte q [W m -2 ] (vgl. Abschnitt 4.1.2), der Wärmeleitfähigkeit

λ [W m -1 K -1 ] (vgl. Abschnitt 4.1.3) und dem Temperaturgradienten grad T [K m -1 ] (vgl.

Abschnitt 4.1.1). Da der Wärmestrom in der Erdkruste in der Regel vertikal nach

oben orientiert ist, kann die Fourier-Gleichung in der 1D-Formulierung angesetzt

werden:

dT

q = λ ⋅

dz

Unter der Annahme, dass zwischen den Messpunkten Erdoberfläche und Tiefe z keine

Wärmequellen vorhanden sind, kann Gleichung (8b) umformuliert werden:

( z)

T T + q ⋅

= 0

wobei T 0 die mittlere Temperatur an der Erdoberfläche ist. Bei vorhandenen Wärmequellen

gilt:

mit der spezifischen volumetrischen Wärmeproduktion H [W m -3 ].

z

λ

2

z 1 z

T( z)

= T0

+ q ⋅ − ⋅ H ⋅

λ 2 λ

Für geothermische Nutzungen relevante Kenngrößen

(8a)

(8b)

(8c)

(8d)

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