Bei den Arten der geothermischen Energiegewinnung ist \ngrunds\u00e4tzlich zwischen der Nutzung des oberfl\u00e4chennahen Bereichs \n(“oberfl\u00e4chennahe Geothermie”) bis ca. 400m Tiefe und der Nutzung eines \ntieferen Bereichs (“tiefe Geothermie”) zu unterscheiden. Die technische \nGrenze liegt derzeit bei einer Tiefe von etwa 7.000m.<\/p>\n\n\n\n
Um die W\u00e4rme aus dem Untergrund gewinnen zu k\u00f6nnen, ben\u00f6tigt man ein Transportmittel wie z.B. Wasser, Sole oder Dampf. Die Nutzungsarten werden danach unterschieden, ob das Transportmittel bereits im Untergrund vorhanden ist oder erst k\u00fcnstlich eingebracht werden muss.<\/p>\n\n\n\n
Im Bereich der oberfl\u00e4chennahen Geothermie mit einem Temperaturniveau von ca. 7\u00b0C bis max. 25\u00b0C ist in der Regel der Einsatz einer W\u00e4rmepumpe erforderlich, um ein f\u00fcr die W\u00e4rmeversorgung ausreichendes Temperaturniveau zu erreichen. Im Bereich der tiefen Geothermie kann bei ausreichend hohen Temperaturen die W\u00e4rmeenergie direkt \u00fcber W\u00e4rmetauscher an den Heiznetzkreislauf abgegeben werden. Nachgeschaltete W\u00e4rmepumpen und weitere Nutzungen wie z.B. die Heizung von Gew\u00e4chsh\u00e4usern, Fischzucht etc. k\u00f6nnen das nutzbare Temperaturintervall deutlich erweitern und die Wirtschaftlichkeit verbessern (“Kaskadennutzung”).<\/p>\n\n\n\n
Erdw\u00e4rmespeicher<\/h4>\n\n\n\n
Energiespeicherung ist ein wesentlicher Bestandteil der Energiewende. Da W\u00e4rmespeicherung wesentlich (1000 mal) preiswerter ist als Stromspeicherung, muss diese immer bevorzugt werden, wenn vorgesehen ist, die zu speichernde Energie letzlich als W\u00e4rme zu nutzen. Wesentlich ist bei der Auswahl der Speichertechnologies der Zeitfaktor. Hier spricht man von Kurzzeitspeichern (diuralen Speichern) und Langzeitspeichern (saisonalen Speichern). Man kann auch Hochtemperaturspeicher von Niedertemperaturspeichern unterscheiden. F\u00fcr lange Zeiten und gro\u00dfe W\u00e4rmemengen kommen praktisch nur Erdw\u00e4rmespeicher<\/strong> in Frage. <\/p>\n\n\n\n Als saisonale W\u00e4rmespeicherung bezeichnet man die Speicherung von W\u00e4rme \u00fcber lange Perioden, dies k\u00f6nnen mehrere Wochen bis Monate sein. <\/p>\n\n\n\n Die Sonne liefert in den Monaten Mai bis September rund 65% der im Jahr in Deutschland eingestrahlten Solarenergie, die den W\u00e4rmebedarf in dieser Zeit zu 100% decken k\u00f6nnte. Der haupts\u00e4chliche W\u00e4rmeverbrauch von Wohngeb\u00e4uden liegt dagegen mit 65% zwischen Oktober und April, der solare Deckungsanteil dagegen nur bei 7%. <\/p>\n\n\n\n Die \u00fcbersch\u00fcssige, w\u00e4hrend der Solarsaison nicht genutzte W\u00e4rme muss also f\u00fcr strahlungs\u00e4rmere Monate gespeichert werden. Hierzu werden saisonale W\u00e4rmespeicher verwendet, die \u00fcber die Sommermonate mit Solarw\u00e4rme aus gro\u00dfen solarthermischen Kollektorfeldern beladen werden, um damit im Winter die, \u00fcber ein W\u00e4rmenetz angeschlossenen Geb\u00e4ude zu heizen. <\/p>\n\n\n\n Saisonale W\u00e4rmespeicher verwenden je nach Bauart entweder Wasser oder eine Kies-Wasser- bzw. Erdreich-Wasser-Mischung oder direkt den Untergrund, um W\u00e4rme saisonal zu speichern. <\/p>\n\n\n\n Das z.B. von Solarkollektoren erw\u00e4rmte Wasser str\u00f6mt direkt oder \u00fcber Rohrschlangen in das Speichermedium und bel\u00e4dt den W\u00e4rmespeicher, sofern dessen Temperaturen k\u00e4lter sind als das erw\u00e4rmte Wasser. Bei W\u00e4rmebedarf gibt das Speichermedium wiederum die W\u00e4rme an k\u00e4lteres, durch den Speicher str\u00f6mendes Wasser ab.<\/p>\n\n\n\n In Hannover wurde in einem Neubaugebiet ein Hei\u00dfwasser-W\u00e4rmespeicher \nals zylindrischer Betonbeh\u00e4lter mit freitragendem \nKegelstumpf-Schalendach aus Spannbeton ausgef\u00fchrt. Hier kam erstmals ein\n neu entwickelter Hochleistungsbeton zum Einsatz, der ohne innere \nEdelstahlauskleidung ausreichend wasserdampfdicht ist.<\/p>\n\n\n\n Flachkollektoren sind auf den umgebenden Geb\u00e4uden als dachintegriertes Solardach ausgef\u00fchrt und addieren sich zu 1.473 m\u00b2 Kollektorfl\u00e4che. Der solare Deckungsanteil (Planung) betr\u00e4gt 39% am j\u00e4hrlichen Gesamtw\u00e4rmebedarf.<\/p>\n\n\n\n In Marstal auf der d\u00e4nischen Insel Aer\u00f6 wurde im Jahr 2012 ein neuartiges, auf 100 % erneuerbaren Energien basierendes Anlagenkonzept f\u00fcr das \u00f6rtliche Fernw\u00e4rmesystem umgesetzt. Zentrale Komponenten sind eine solarthermische Gro\u00dfanlage mit einer Nennleistung von 23,4 MWth, ein saisonaler W\u00e4rmespeicher mit 75.000 m\u00b3 Wasserinhalt und ein Biomasse-Heizkraftwerk mit ORC-Anlage. Das als \u201eSmart District Heating\u201c bezeichnete Gesamtkonzept erm\u00f6glicht dem lokalen W\u00e4rmeversorger eine wirtschaftlich attraktive Teilnahme am Strom-Regelenergiemarkt. <\/p>\n\n\n\nSaisonale W\u00e4rmespeicher <\/h4>\n\n\n\n
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<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\nSpeichertechniken<\/h4>\n\n\n\n
Beh\u00e4lter-W\u00e4rmespeicher<\/h6>\n\n\n\n
<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n Erdbecken-W\u00e4rmespeicher <\/h6>\n\n\n\n
\nErdsonden-W\u00e4rmespeicher\n\n<\/h6>\n\n\n\n
<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n