GEOPOT - Geothermische Nutzungen und geothermisches Nutzungspotential von Regionen

Geldgeber: 1. Ausschreibung "Neue Energien 2020", Klima und Energiefond, FFG (Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH); GEOPOT P818890
Projektpartner:
Wasser Tirol - Wasserdienstleistungs-GmbH; hydro-IT Gmbh
Bearbeiter:
Robert SITZENFREI
Projektdauer:
01/2009 – 12/2010


Screenshot GWTEMPIS mit Temperaturfahnen (Heizbetrieb)

 

Kurzbeschreibung:

Wärmepumpen sind eine bedeutende Technik zur nachhaltigen Nutzung oberflächennaher Erdwärme. Für eine möglichst schonende und gleichzeitig bessere Ausnutzung der Ressource Grundwasser ist es möglich, die Wärmepumpen je nach Jahreszeiten alternierend zu betreiben, d.h. das Wärmepotential im Winter zum Heizen und im Sommer zum Kühlen zu nutzen. Dieser alternierende Betrieb ist einer ausschließlich einseitigen Nutzung vorzuziehen, da eine ausgeglichenere Temperaturbilanz des Grundwasserkörpers erreicht wird.

Während für die lokale Betrachtung der ökologischen Folgen der thermischen Grundwassernutzung mehrere Modelle am Markt existieren, sind für die großräumige regionale Betrachtung nur wenige vorhanden. Eine lokale Betrachtung im Sinne thermischer Grundwassernutzung bedeutet eine Betrachtung von Einzelanlagen, während die großräumige regionale Betrachtung auf die Beurteilung einer Vielzahl von in Wechselwirkung stehender Anlage abzielt. Da diese Aussagen Grundlagen für behördliche Genehmigungen darstellen, führt dies zu einer Hemmung bei der weiteren Nutzung des Grundwassers als erneuerbarer Energieträger.

Daher wurde für die Praxis die Software GWTEMPIS entwickelt, das sowohl zwei analytische Verfahren als auch ein vereinfachtes 2D Finite-Differenzen-Verfahren enthält. Die analytische Lösung erfolgt nach den Berechnungsformeln von Kurt Ingerle bzw. Kobus und Mehlhorn. Weiters ist die Software GWTEMPIS vollständig in ArcGIS integriert, so dass die Daten nicht separat eingegeben werden müssen und die Ergebnisse direkt in GIS dargestellt und weiterverarbeitet werden können. Damit ist GWTEMPIS ein einzigartiges Werkzeug, das bereits jetzt eine Beurteilung der Auswirkungen von GW-Wärmenutzungen erlaubt.

Für die verstärkte thermische Nutzung von Grundwasser sind somit Auswirkungen und Beeinflussungen nicht nur auf lokaler sondern auch auf regionaler Ebene zu beurteilen. Daneben müssen für die Erdwärmenutzung mittels Lanzen auch verschiedene Grundwasserstockwerke im Modell erfasst sein. Für den Ressourcenbewirtschaftungsplan muss das geothermische Potential bekannt sein.

3dimensionale Wärmefahne (Heizbetrieb)

Dazu ist das bestehende Berechnungs- und Darstellungsmodell weiter zu entwickeln. Insbesondere sind die Rechenprozeduren hinsichtlich der Rechenzeit zu optimieren, um eine 3-dimensionale Wärme-/ Kälteausbreitung schnell für große Modellgebiete berechnen zu können. So ist vorgesehen, den anlagenbeeinflussten Bereich hoch aufgelöst und die restlichen Bereiche stark reduziert aufgelöst zu berechnen. Weiters ist im Modell die Wärme-/ Kälteausbreitung nicht nur durch Grundwasserwärmepumpen, sondern auch durch Erdwärmesonden zu berücksichtigen. Das Modell ist zu erweitern, dass die Ausbreitung auch in verschiedenen Medien, wie Stauer, Quartär berechnet werden kann. Abschließend muss das Modell die langfristigen Auswirkungen in Folge eines dauerhaften Betriebs ausgeben können.

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