HotSpot – Storage of solar heat in the ground at directly usable temperatures – requirements and possible locations in Switzerland

• Research unit: SFOE
• Project number: SI/501571

Key words (English)

storage, energy, solar, seasonal

Short description (German)

In der Schweiz wird derzeit in vielen Anlagen bereits Solarwärme genutzt für die Regeneration von Erdsondenfeldern, welche durch eine Wärmepumpe vor allem im Winter entladen werden. In die-sem Projekt soll untersucht werden, inwiefern durch die Beladung von Erdsondenfeldern auf hö-here Temperaturen auch eine direkte Nutzung der Wärme aus diesen Feldern im Winter, und so-mit eine solare Deckung von nahezu 100% des Wärmebedarfs möglich ist.

Short description (English)

Several systems have been installed in Switzerland that use solar thermal heat for the regenera-tion of ground heat exchangers that are discharged by heat pumps in winter. This project investi-gates the possibilities to charge the ground to higher temperatures that would allow for using heat from the ground probes in winter directly for covering the heat demand, and to reach solar frac-tions of nearly 100% with this concept.

Final report (German)

In der Schweiz wird derzeit in vielen Anlagen bereits Solarwärme für die Regeneration von Erdsondenfeldern genutzt. Diese funktionieren somit als saisonale Speicher, welche nur indirekt, mittels Wärmepumpen auf einem niedrigen Temperaturniveau entladen werden können. Weltweit gibt es eine Hand voll Erdsonden-Systeme, welche auf einem direkt nutzbaren Temperaturniveau betrieben werden. So zum Beispiel der Erdsondenspeicher in Crailsheim (DE) mit einer solaren Deckung von 50%, oder die Drake Landing Solar Community (CA) mit einer solaren Deckung von über 90%. In diesem Bericht wird abgeklärt inwiefern solche Systeme auch in der Schweiz realisierbar sind.

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• Hotspot - Speicherung solarer Wärme im Untergrund auf direkt nutzbarem Temperaturniveau - Schlussbericht [PDF] 6'139 kB

Final report (English)

There are various systems in Switzerland that use solar heat for the regeneration of geothermal borehole fields. These borehole fields work as seasonal storages on low temperature levels, which can only be discharged indirectly with the help of heat pumps. Outside of Switzerland there are few systems working on higher temperature levels, such that heat from the borehole fields can be used directly. Examples are the seasonal ground energy store of Crailsheim (D) with a seasonal solar fraction of 50% or the Drake Landing Solar Community (CA) with a solar fraction of over 90%. In this report the feasibility of such systems for the conditions in Switzerland is analyzed.

Final report (French)

Plusieurs systèmes existes déjà qui utilise la chaleur solaire pour la régénération des champs géothermiques. Ceux-ci fonctionnent ainsi comme un stockage saisonnier à basse température, qui ne peut être déchargé qu'indirectement en utilisent des pompes à chaleur. Dans le monde entier, il existe une poignée de champs de sondes géothermiques fonctionnant à un niveau de température directement utilisable. Par exemple, l'accumulateur géothermique de Crailsheim (DE) avec une couverture solaire de 50%, ou la communauté solaire de Drake Landing (CA) avec une couverture solaire de plus de 90%. Ce rapport analyse dans quelle mesure des systèmes similaire sont réalisables en Suisse.