7. Geothermische Fachtagung Landau - Geothermal Response Test

in einem Band von 1,4 bis 2,2 W/m x K nachgewiesen worden (Messungen: AETNA
Energiesysteme GmbH).
Unterschiedliche Lagerungsdichten aufgrund der spezifischen Genese der holozänen
und pleistozänen Grundwasserleiter können ebenfalls starke Unterschiede bei der
thermischen Leitfähigkeit bewirken.
Die starke Schwankungsbreite der per Geothermal Response Test nachgewiesenen
thermischen Leitfähigkeit für die Typussubstrate im norddeutschen Raum
unterstreicht die Notwendigkeit der Durchführung dieser in - situ Tests für
individuelle Standorte, wenn mittlere bis große Erdwärmesondenfelder bzw.
Energiepfahlanlagen realisiert werden sollen.
Tabelle: Wertebereiche der Thermischen Leitfähigkeit aus geothermal response Tests
für ausgewählte Typussubstrate in Norddeutschland (Messergebnisse AETNA
Energiesysteme, Wildau)
Typussubstrat Thermische Leitfähigkeit l /W/m x K)
Geschiebemergel 1,4 - 2,25
Ton, Beckenton
Schluff (glazilimnisch) 1,4 - 1,9
Sande (glazial, wassergesättigt) 1,6 - 2,4
Mudde 0,5 - 0,8
Kreide (Schreibkreide, geklüftet) 1,3 – 2,3
Thermohydrodynamische Simulation der Quellenanlagen
Die thermohydrodynamische Simulation mit numerischen Modellen ist für mittlere bis
größere Erdwärmesondenfelder, Energiepfahlanlagen und Grundwasserwärmepumpen
Stand der Technik (u.a. Empfehlung in der VDI-Richtlinie 4640).
Für mittlere und große Anlagen ist ein Nachweis der Unbedenklichkeit für das
Grundwasser bzw. des nachhaltig schutzgutneutralen Betriebs mit Hilfe einer
numerischen Simulation des thermischen Regimes im Untergrund zwingend
erforderlich. Gemäß Forderungen des §3 WHG Abs. 2 müssen für den Betrieb auch
von Erdwärmeanlagen dauernde bzw. in nicht nur unerheblichen Ausmaß schädliche
Veränderungen der physikalischen, chemischen oder biologischen Beschaffenheit des
Grundwassers grundsätzlich ausgeschlossen werden.
Aufgrund der realisierbaren hohen zeitlichen und räumlichen Diskretisierung weisen
numerische Modelle gegenüber analytischen Lösungsverfahren bei der Bemessung der
Quellenanlagen erhebliche Vorteile auf. Nur wenige spezialisierte numerische
Modelle berücksichtigen sowohl Wärmeleitung der Matrix als auch Wärmetransport
mit dem Grundwasser (u.a. FEFLOW, FMH3, Hst 3d).
Für verschiedene projektbezogene numerische Modellstudien wurde das
Programmsystem FEFLOW ® 5.0 zur Prognose der potentiellen Beeinflussung des
Temperaturregimes der holozänen und pleistozänen Grundwasserleiter herangezogen.
Unter Ansatz der gemäß hydrogeologischen Primärdaten ausgewiesenen
Grundwasserdynamik wurden die geplanten Anlagen für die Betriebszeit und eine
Wiederangleichungsphase erfolgreich simuliert.
Gegenwärtig laufen praxisnahe Untersuchungen zur inversen Simulation von
Geothermal Response Tests mit dem Ziel, die Aussagegenauigkeit zu erhöhen und den
Aufwand für die Auswertung zu reduzieren.