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Aquifer-Wärmespeicher 71
Da die Speichertiefe mit 30 m konstant bleibt, ändert sich die Speicheroberfläche proportional
zum Volumen. Es lassen sich durch die Wahl eines Sondenabstands von 2 m also Kosteneinsparungen
bei den Erdarbeiten und der Wärmedämmung, sowie in geringerem Maße bei
der horizontalen Verrohrung erzielen. Weiterhin wird weniger Grundfläche benötigt. Aus
diesen Gründen wurde in Neckarsulm, verglichen mit den Vorstudien, der Sondenabstand von
2,25 auf 2 m reduziert.
280
270
260
Volumen [m³]
15124 19754 25000 30864 37346 44447
Tiefe 30 m, 164 Sonden
Sonde PB, 1U, 25x2.3 mm
Bohrlochdurchm. 115 mm
70
65
60
Solarertrag [kWh/m²a]
250
240
230
220
55
50
45
40
Speichernutzungsgrad [%]
210
35
200
1.75 2 2.25 2.5 2.75 3
Sondenabstand [m]
30
Bild 3.13:
Variation von Sondenabstand und Speichervolumen bei konstanter Sondenanzahl
3.3 Aquifer-Wärmespeicher
Bei einem Aquifer-Wärmespeicher werden natürlich vorkommende, abgeschlossene Grundwasserschichten
(Grundwasserleiter) zur Wärmespeicherung genutzt. Die Wärme wird über
eine Wassermenge durch Bohrbrunnen in den natürlichen Untergrund eingebracht bzw. bei
Umkehrung der Durchströmungsrichtung wieder entnommen (siehe Bild 2.30). Oberflächennahe
Aquifere sind häufig der Trinkwassernutzung vorbehalten und gesetzlich geschützt;
daher liegen typische Tiefen geeigneter Schichten eher unter 100 m unter Geländeoberkante.
Da eine Wärmedämmung des Speichergebiets nicht möglich ist, ist ein Aquifer-Wärmespeicher
auf hohem Temperaturniveau nur bei sehr großen Speichervolumina sinnvoll
(minimal 100 000 m³ erschlossenes Volumen). Weiterhin gilt auch hier, daß die Wärmeverluste
in den ersten Betriebsjahren deutlich höher ausfallen als im späteren quasistationären
Betrieb. Von allen Speichertypen stellt der Aquifer-Wärmespeicher hinsichtlich der notwendigen
geologischen Voraussetzungen die höchsten Ansprüche. Dazu gehört neben den
abgrenzenden Bodenschichten eine hinreichende Durchlässigkeit im Inneren des Speichergebiets.
Darüber hinaus ist eine geeignete chemische Wasserqualität erforderlich, damit keine
negativen Veränderungen aufgrund des Temperaturwechsels auftreten (mineralische Ausfällungen,
Korrosion an Anlagenteilen). Die beteiligten Fachgebiete sind die Geologie, die
Hydrologie und die Chemie. Der Bau der Brunnen und die technische Ausrüstung ist dann
Ingenieursaufgabe.