Erneuerbarkeit von Erdwärme - gemeinsame Erklärung

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 38046

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0035;Geothermie

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Erneuerbarkeit von Erdwärme - gemeinsame Erklärung

Schlussbericht (Deutsch)

Der natürliche Wärmehaushalt der oberflächennahen Schichten unserer Erde wird durch zwei Effekte beeinflusst:? die Sonneneinstrahlung? der geothermische Wärmefluss aus dem ErdinnernDaneben kann ebenfalls das Grundwasser sowie die Grundwasserneubildung (z.B. versickerndes Regenwasser) lokal eine wesentliche Rolle einnehmen.Der geothermische Wärmefluss ist durch die lokalen Untergrundverhältnisse gegeben und ist praktisch gleichbleibend, d.h. tags und nachts sowie im Sommer und im Winter andauernd vorhanden. Er beträgt im Raum Zürich rund 0.085 W/m2 bzw. 0.745 kWh/m2 und Jahr.Die Strahlungsenergie der Sonne ist demgegenüber mehr als tausend Mal höher. Für Zürich beträgt dieser Wert rund 1?000 kWh/m2 und Jahr. Je nach Bodenbeschaffenheit dringt jedoch nur ein Teil dieser Energie in den Untergrund ein. Bei geteerten Strassen ist der Anteil höher als auf Wiesen oder in Wäldern. Trotzdem bleibt die Energiebilanz der Sonneneinstrahlung für die Erde bei Null. Die Wärme, die im Sommer in den Untergrund eindringt, geht im Winter wieder verloren. Für die Energiebilanz der Erde ist im ungestörten Zustand also einzig der natürliche geothermische Wärmefluss massgebend. Dies andert jedoch, sobald dem Untergrund mit kunstlichen Systemen Warme entzogen wird: Sobald Erdwarme genutzt wird, wird dem Untergrund Warme entnommen. Dies kann mit offenen oder geschlossenen Systemen erfolgen. Zur letzteren Kategorie gehort die heute sehr weit verbreitete Erdwarmesonde (BFE, 1998). Sobald also Erdwarme entnommen wird, kuhlt sich der Untergrund am Ort der Entnahme ab. Bei Erdwarmesonden bis auf Temperaturen von 0_?C. Durch diese Abkuhlung wird kunstlich ein starkes Temperaturgefalle aufgebaut.Warme hat die Eigenschaft, solche Temperaturunterschiede so schnell wie moglich wieder auszugleichen in dem Warme von heisseren Gebieten zu den kalten Gebieten fliesst bis sich die Temperaturunterschiede ausgeglichen haben. Diese Eigenschaft wird auch beim Kochen genutzt. Von der heissen Kochstelle fliesst solange Warme ins kalte Kochgut bis alles die gleiche Temperatur aufweist (oder bis die Warmezufuhr von der Kochstelle abgeschaltet wird). Beim Kochvorgang werden weitere wichtige Eigenschaften sichtbar: Die Stahlpfanne wird schneller heiss als das Kochgut (hohere Warmeleitfahigkeit). Umgekehrt kuhlt auf dem Tisch das Kochgut in der Stahlpfanne deutlich schneller ab als im Glasgefass (hohere Speicherfahigkeit = ?Ï.cp).Eine hohe Warmeleitfahigkeit beschleunigt also den Temperaturausgleich, eine hohe Speicherfahigkeit (?Ï.cp) bremst diesen Ausgleich. Die gleichen Vorgange finden auch im Untergrund bei der Erdwarmenutzung statt. Sobald sich ein Temperaturgefalle ausgebildet hat, fliesst Warme von den warmeren Orten der raumlichen Umgebung nach. Je nach den ortlichen Eigenschaften (Warmeleitfahigkeit, Dichte ?Ï, cp) kann die Warme in unterschiedlichen Anteilen aus den einzelnen Richtungen(von unten, von oben, horizontal aus allen Seiten) nachfliessen. ...

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Huber,Arthur
Eugster,Walter J.

Zugehörige Dokumente

• Erneuerbarkeit von Erdwärme - gemeinsame Erklärung - Schlussbericht [PDF] 23 kB