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Speichernutzungsgrad

Aquifer-Wärmespeichern (ATES) wird ein hoher Wirkungsgrad zugesprochen. Der Wirkungsgrad eines Aquifer-Wärmespeichers wird über den Wärmerückgewinnungskoeffizienten, auch Speichernutzungsgrad genannt, charakterisiert. Er entspricht dem Quotienten aus der entnommenen zur zugeführten Wärmemenge über einen oder mehrere Speicherzyklen, angegeben in „%“ (VDI 4046 Bl.3, 2001). Die Wärmerückgewinnungskoeffizienten liegen i. d. R. bei 70 %. Bei der Kälteeinlagerung sogar bei über 80 %. Mit zunehmender Betriebsdauer erhöht sich i. d. R. die Effizienz eines  Aquiferspeichers, da sich die eingelagerte Wärme (resp. Kälte) nicht nur auf das Wasser im Aquifer sondern auch auf das Aquifergestein überträgt, d. h. durch die Wärmeeinlagerung erhöht sich die Temperatur des Gesamtspeichers (Wasser + Gestein).

Da die thermische Energie sowohl im Grundwasser als auch im Aquifergestein gespeichert wird, ist die volumetrische Wärmekapazität von der Porosität (n) und den thermischen Eigenschaften (Dichte,  spezifische Wärmekapazität) sowohl des Grundwassers als auch des Gesteins abhängig:

Q = [ρscs(1 − n)] + (ρwcw)n (8.10) J/m3/K

Wenn der Speichernutzungsgrad deutlich unter 100 % liegt, akkumuliert sich mit zunehmender Betriebsdauer die eingelagerte Wärme (oder Kälte) im Aquifer. Wird der Aquiferspeicher sowohl zur Einlagerung von Wärme als auch von Kälte genutzt, kann sich dadurch seine Effizienz reduzieren.

Literatur

Stober, Ingrid; Kurt Bucher (2020): Geothermie, Springer Spektrum, 3. Auflage. ISBN 978-3-662-60939-2 ISBN 978-3-662-60940-8 (eBook). https://doi.org/10.1007/978-3-662-60940-8.

zuletzt bearbeitet September 2020