EWS-tech
Weiterentwicklung der Erdwärmesonden-Technologie
 
Projektthema
 
  • Geothermie
Aufgabe
 
  • Entwicklung
  • Forschung
  • Wissenstransfer
Förderung
 
  • Öffentliche Hand
 
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Projektdauer   08/2013 - 03/2016 (2,5 Jahre)
     
Gesamtbudget   ca. 800.000 EUR
     
Projektbeschreibung   Erdwärmesonden bzw. Erdwärmesondenfelder eignen sich – häufig in Verbindung mit Wärmepumpen - zur regenerativen, wetterunabhängigen Wärme- und Kälteversorgung von z.B. Wohn- und Bürogebäuden. Allerdings wurde in den letzten Jahren an Hand zahlreicher schwerwiegender Schadensfälle in Baden-Württemberg im Zusammenhang mit der Erstellung von Erdwärmesonden deutlich, dass zahlreiche Fragestellungen zur hydraulischen Abdichtung von Erdwärmesonden-Bohrlöchern bislang nicht geklärt sind.

Erste Erkenntnisse zu diesen Fragestellungen konnten bereits in dem Forschungsvorhaben EWSplus (Untersuchungen zur Qualitätssicherung von Erdwärmesonden) gewonnen werden. Die Entstehung der bei den durchgeführten Realmaßstabsversuchen festgestellten Fehlstellen in der Erdwärmesondenverfüllung konnte allerdings nicht geklärt werden.

Auf Grund der Relevanz dieser Fehlstellen für die vollständige hydraulische Abdichtung von Erdwärmesonden, stellt das Verständnis der Fehlstellenentstehung und das Entwickeln von Lösungsansätzen zu deren Vermeidung den Schwerpunkt des Forschungsvorhabens EWS-tech dar. Hierzu wird ein dreistufiges Vorgehen aus Labor-, Technikums- und Realmaßstabsversuchen gewählt.
     
Auftraggeber   Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg
     
Partner  
  • Solites - Steinbeis Forschungsinstitut für solare und zukunftsfähige thermische Energiesysteme

  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW)

  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (MPA Karlsruhe)

  • EIFER (European Institute for Energy Research)
     
Ziel   Ziel des Forschungsvorhabens EWS-tech ist es, zu einer Verbesserung der hydraulischen Abdichtungsqualität bei der Erstellung von Erdwärmesonden beizutragen. Grundlage hierfür ist die Erweiterung des Wissens zum Verfüllvorgang und der Fehlstellenbildung in der Verfüllung von Erdwärmesonden.
     
Umsetzung   Zur Erreichung der Ziele werden die Ergebnisse und Erkenntnisse aus dem nachfolgend dargestellten dreistufigen Vorgehen korreliert:
  1. Laborversuche: Detaillierte Charakterisierung von Erdwärmesonden-Verfüllmaterialien, Untersuchungen zur Verfüllbaustoff- und Systemdurchlässigkeit und zur Langlebigkeit von Erdwärmesonden-Verfüllbaustoffen

  2. Technikumsversuche: Visualisierung des Verfüllvorgangs für verschiedene Parameter (Wasser-Feststoff-Werte, Baustoffe, Anmischart, Verpressgeschwindigkeit, etc.)

  3. Realmaßstabsversuche: Verifizierung der Schlussfolgerungen aus den Labor- und Technikumsversuchen zur Fehlstellenbildung

Um eine hohe Praxistauglichkeit und Akzeptanz der Ergebnisse sicherzustellen, erfolgt ein intensiver Austausch mit den betroffenen Fachfirmen (Hersteller von Verfüllbaustoffen, Misch- und Verpressanlagen, Erdwärmesonden sowie Bohrunternehmen).

     
Ergebnisse   Ausgewählte Ergebnisse des Forschungsvorhabens EWS-tech sind:

  • allgemeine Labor-Prüfbedingungen und -kriterien für Erdwärmesonden-Verfüllmaterialien

  • baustellentaugliche Prüfkriterien für Erdwärmesonden-Verfüllbaustoffe

  • Vorschlag zur Festlegung der grundlegenden Informationen, die in allen Datenblättern der Verfüllmaterialhersteller enthalten sein müssen

  • Handlungsempfehlungen zur qualitätsgesicherten Verfüllung von Erdwärmesonden
     
 

In dem Forschungsvorhaben EWS-tech wird der Einfluss zahlreicher Faktoren auf die Verfüllqualität von Erdwärmesonden versuchstechnisch untersucht und es werden darauf basierend praxistaugliche Empfehlungen für eine qualitätsgesicherte Ausführung von Erdwärmesonden erarbeitet.

 

Downloads und Links
Abschlussbericht 2016

Zwischenbericht 2015

Zwischenbericht 2014

OTTI ONG Paper 2014

OTTI ONG Präsentation 2014

GtV Paper 2014

GtV Präsentation 2014

www.eifer.uni-karlsruhe.de
www.agw.kit.edu
www.mpa-karlsruhe.de

 

Kontakt
Mathieu Riegger
riegger@solites.de