Nº 76 - Bundesverband Geothermie

Geothermische Energie Heft 76 // 2013 / 2
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Fernwärmeanschluss zur Verfügung. Eine optimierte
Auslegung der Wärmeerzeugung durch
die Wärmepumpe in der Grundlast bedeutet
hier, dass nur 20 % der Spitzenlast durch die
Wärmepumpe und 80 % durch die Fernwärmeversorgung
gedeckt werden. Trotz dieses niedrigen
Lastanteils, können mit der Wärmepumpe
aber über 70 % des Jahres-Wärmebedarfs der
VR Bank gedeckt werden. Das heißt, auch ohne
den hervorragenden Primärenergiefaktor der
Fernwärme hätten die gesetzlichen Anforderungen
sogar mit einem konventionellen Spitzenlast-Heizkessel
eingehalten werden können.
Die Wärmequelle
Hauptanforderung und Auslegungsgröße für die
Geothermieanlage war die definierte Kühlleistung.
Die Heizleistung hingegen konnte zur optimalen
Auslegung variiert werden. Die Planungen selbst
fanden unter erschwerten Rahmenbedingungen
statt: So wurde in der ersten Planungsphase die
direkte Grundwassernutzung favorisiert. Dieses
Vorhaben scheiterte an der örtlichen Grundwasserqualität.
Alternativ zur direkten Grundwassernutzung
wurde ein Erdwärmesondenfeld mit insgesamt
40 Sonden geplant. Aber auch dabei bot das
Grundstück Besonderheiten: Nach den oberen,
sehr wasserreichen Sandschichten erstrecken
sich die Erdwärmesonden in Bodenschichten,
die nur sporadisch Wasser in Klüften oder nicht
durchgängig vorhandenen Sandsteinlagen führen.
Damit konnte der thermische Einfluss der
Grundwassers und die gegenseitige Beeinflussung
der einzelnen Sonden in den oberen Sandschichten
zwar gut berechnet werden, in den unteren
Schichten war es jedoch nicht möglich, die
genau vorbeifließende Grundwassermenge oder
deren exakte Richtung zu bestimmen. Zudem
musste der Grundwasserdurchfluss im Zuge
der Baumaßnahme teilweise mit einer unterirdischen
Dichtwand abgesperrt werden. Teile des
Sondenfelds wurden dadurch vom Grundwasserfluss
abgetrennt.
Um die tatsächliche Leistungsfähigkeit der Sonden
zu ermitteln, entschied man sich für eine
Probebohrung mit anschließendem Leistungstest.
Mit den sehr guten Ergebnissen des Tests
wurde erneut das Langzeitverhalten der Anlage
simuliert.
Eine weitere Anforderung an die Planung und
den Bau des Erdwärmesondenfelds stellte die
Schadstoffsituation dar: Das Grundstück liegt in
der weiteren Nachbarschaft zu einer Altlastenfläche.
Zwar ist es nicht direkt betroffen, aber
aus Gründen des vorsorglichen Grundwasserschutzes
wurde auf höchste Qualität der Bohrund
Herstellungsarbeiten der Erdwärmesonden
geachtet. Insbesondere auch vor diesem Hintergrund
wurden die örtlichen Genehmigungsbehörden
von Anfang an eng in das Vorhaben
eingebunden.
Höchste Effizienz durch integrierte Planung
Der Einsatz oberflächennaher Geothermie zur
Energieversorgung von Gebäuden ist ein gutes
Beispiel für die Bedeutung interdisziplinärer
Zusammenarbeit. Konkret treffen hier die Fachbereiche
der Gebäudetechnik und der Geologie
aufeinander. Voraussetzung für eine optimale
Umsetzung ist der transparente Austausch
zwischen den Disziplinen und die gemeinsame
Anpassung der teilweise gegenläufigen Systemparameter.
Im dargestellten Projektbeispiel hat dies hervorragend
funktioniert: Durch Berücksichtigung der
verschiedenen geologischen und hydrogeologischen
Einflussfaktoren und die eng aufeinander
abgestimmte Planung zwischen der Gebäudetechnik
und der Erdwärmequelle konnten 20 %
der geplanten Bohrmeter im Sondenfeld eingespart
werden. So liegt die simulierte spezifische
Spitzenentzugsleistung mit knapp 60 W/m bzw.
die spezifische Spitzenrückspeiseleistung mit
knapp 50 W/m deutlich über den Werten mancher
vergleichbarer Sondenfelder, die ohne integrierte
Planung dimensioniert wurden.