Wärmespeicher Grundwasser - Energie

Wärmespeicher Grundwasser
Zur Wärmeerzeugung aus Erneuerbaren Energien bieten sich unterschiedlichste
Technologien an. Häufig ist die so erzeugte Wärme jedoch an ihrem Entstehungsort
ohne weiträumige Verteilungsnetze nicht direkt nutzbar, da das Energieangebot
tageszeitlich und saisonal schwankt und der Energiebedarf häufig zeitversetzt auftritt.
Während zum Ausgleich tageszeitlicher Schwankungen hinreichend effiziente
Pufferspeichertechnologien einsetzbar sind, stellt die saisonale Wärme- als auch
Kältespeicherung einen wesentlichen Schritt hin zur Steigerung des
Nutzungspotenzials Erneuerbarer Energien dar. Für die Speicherung von Wärmeenergie ist stets ein bestimmtes Speichermedium bzw. Wärmeträger nötig, um die
Wärme über längere Zeiträume speichern zu können. Wärmeenergie kann dabei auf
drei unterschiedliche Weisen gespeichert werden:
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Speicherung als sensible Wärme: Wärme wird einem Energieträger (meistens
Wasser) zugeführt, mit der Folge, dass sich dessen Temperatur verändert
Speicherung als latente Wärme: Die dem Energieträger zugeführte Wärme
führt zur Änderung seines Aggregatzustandes (meistens von fest zu flüssig),
ohne dass sich dabei die Temperatur verändert
Speicherung als chemische Energie: Energieträger wie Holz, Kohle, Gas oder
Öl werden (meist durch Verbrennung) physisch verändert
Eine effiziente Langzeitwärmespeicherung bietet das Grundwasser. Um die Wärme
im Grundwasser zu speichern, wird zunächst einem Brunnen Grundwasser
entnommen, das Übertage z. B. solarthermisch erwärmt wird. Das so erwärmte
Grundwasser wird nun über eine zweite Bohrung in den gleichen Grundwasserleiter
zurückgeführt. An der Injektionsbohrung entsteht in der Folge eine Wärmeblase, die
bei Umkehr der Förderrichtung im Winter wieder abgebaut wird. Der Antrieb des
Wasserkreislaufs erfolgt über Pumpen, mit denen beide Bohrungen ausgestattet sind
und das Durchströmen der Anlage in beide Richtungen erlauben.
Beide Bohrungen sollten je nach Grundwasserströmungsrichtung, Fließgeschwindigkeit und Umfang der geplanten Wärmespeicherung in ausreichendem
Abstand von einander eingebracht werden, um einen „thermischen Kurzschluss“
(gegenseitige Beeinflussung) zu verhindern. Grundwasser-Wärmespeicher benötigen
einige Jahre bis ein „eingeschwungener“ Zustand erreicht wird. Ein GrundwasserWärmespeicher ist ebenfalls für Klimatisierungszwecke im Temperaturniveau von
5°C - 15°C einsetzbar. Dabei kann dem Grundwasserle iter im Winter auch Kälte
zugeführt werden, sodass eine Kälteblase resultiert, die im Sommer genutzt werden
kann.
Tags: Erneuerbare Energie, Pufferspeicher, Wärmetauscher
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