Programm/ Zuschussgeber | BMWi |
Akronym | GeoMo |
Titel/ Thema | Geothermisches Monitoring für den Einbau und Betrieb von Erdwärmesonden mit integriertem Verbrauchsmonitoring zur individuellen Optimierung der Wärmepumpe |
Identifikation/ Zuwendungsnummer | 03ET1546A |
Durchführungszeitraum | 2019-01-01 – 2021-12-31 |
Geschätzte Kosten/ Zuwendungsbetrag | 1.253.463 EURO |
Sonstiges |
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Die Ziele des Vorhabens sind, ein Qualitätssicherungs- und -überwachungssystem für Erdwärmesonden (EWS)-Anlagen auf der Basis der dielektrischen Hochfrequenz-Spektroskopie als onlinetaugliche zerstörungsfreie Messmethode und ein Monitoringsystem, welches kommunikativ die Gewohnheiten und die individuellen Bedürfnisse des Verbrauchers mit dem Heizsystem (konventionelle Wärmeversorgung in Kombination mit einer erdgekoppelten Wärmepumpe) abstimmt, zu entwickeln. Die Integration des Messsystems, die zeitnahe Überwachung von Prozessparametern sowie die hohe Ortsauflösung der erhaltenen Daten ermöglichen die Fehleranalyse im Falle einer unvollständigen Verfüllung und das langfristige Umweltmonitoring von EWS-Anlagen. Durch die Aufzeichnung der Verbrauchsdaten durch das integrierte Messsystem sind eine Ermittlung der verbraucherspezifischen Jahresarbeitszahl und damit verbundene Optimierungsmaßnahmen möglich. Gleichzeitig können Störungen des Systems frühzeitig erkannt und genauer detektiert werden. Somit erhöhen sich die Wirtschaftlichkeit der Nutzung der oberflächennahe Geothermie sowie deren Anteil am Gesamtenergieverbrauch deutlich
Die Firma geoENERGIE Konzept GmbH ist ein Fachplaner für Erdwärmeanlagen. Für das Projekt erstellt die Firma eine Sensitivitäts- und Kostenanalyse für die Anlage zum Monitoring des Verbraucherverhaltens sowie eine Analyse des Nutzerverhaltens. Dabei erfolgt die Ermittlung von Verfahrenskennwerten. Des Weiteren ist die Firma verantwortlich für den Bau der Erfassungs- und Auswerteeinheiten für das Monitoring zum Verbraucherverhalten sowie für die Untersuchungen im labor- und halbtechnischen Maßstab. Im Rahmen des Projektes erfolgt eine Plausibilitäts- und Bedienbarkeitsprüfung der Kommunikationseinheit des Prototyps nach den Versuchen im Technikumsmaßstab.
Im Rahmen des Förderprojektes ist im Teilvorhaben ein komplexes Antennen-Messsystem zu entwickeln. Dieses muss in der Lage sein, in einer 4-Strang-Rohranordnung die komplexen Streuparameter in Abhängigkeit der Tauchtiefe zu ermitteln. Die besondere Herausforderung besteht dabei darin, geeignete Antennenstrukturen zu entwerfen, welche in der Lage sind, das unmittelbare Umfeld der Tiefenbohrung eindeutig zu charakterisieren. Neben der Entwicklung der Antennen sind außerdem die Hardware-Schaltungskomponenten zu entwerfen, welche es gestatten, die aufgenommenen Messsignale an die Oberfläche zu übermitteln. Die gesamte Anordnung muss in ein entsprechendes druck- und stoßfestes Gehäuse integriert werden.
Im Teilvorhaben des EIFER steht insbesondere die Bewertung und Anwendbarkeit der innovativen Georadarmesstechnik auf das System Erdwärmesonde, bestehend aus Sondenrohrmaterial, Verfüllbaustoff und umgebendem Untergrund, in Labor und Technikums- sowie Feldversuchen im Vordergrund. Die Entwicklung des Georadarinspektionssystems wird systematisch und in mehreren Schritten vom EIFER begleitet. Auf die Praxistauglichkeit und Anwendbarkeit auch bei bereits installierten Erdwärmesonden wird ein besonderes Augenmerk gelegt.
Das iba übernimmt die Verantwortung bei der Bearbeitung der Arbeitspakete mit dem Schwerpunkt der Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet von Radarmesstechnik zum Befahren von EWS und der Analyse von breitbandigen Spektren bei Untersuchungen mit Messsystemen im Labor, Kleinanlagen und im Feld. In Zusammenarbeit mit der IRK erfolgen der prinzipielle Sensoraufbau und die notwendigen Optimierungsschritte in den einzelnen Phasen der Projektarbeit. Eine wichtige Voraussetzung zur Sensorentwicklung bilden die dielektrischen Materialuntersuchungen von EWS, und im Speziellen die der Hinterfüllung mit und ohne Störungen durch Lufteinschlüsse und Wassereinbrüche. Diese Erkenntnisse müssen bei der Entwicklung der Sensorik berücksichtig werden.
zuletzt bearbeitet Januar 2020, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de
