Geothermisches Potenzial - spezifische Entzugsleistung
Datengrundlage der Karte ist die Bohrungsdatenbank der Arbeitsgruppe Landesgeologie der Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz. Es wurden ca. 6.000 Bohrungen mit einer Tiefe von 80 m und mehr sowie ergänzend Interpretationsprofile, die aus den geologischen Schnitten abgeleitet sind, verwendet. Der Abstand der Grundwasserdruckfläche von der Geländeoberfläche wurde anhand von Grundwasserstandsmessungen vom Mai 2017 und digitalen Geländehöhendaten bestimmt.
Für die Bohrungen und virtuellen Stützstellen wurde eine Zuordnung der Einzelgesteinsbeschreibungen zu zehn Gesteinsklassen mit zugehörigen geothermischen Eigenschaften (Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität) durchgeführt.
Zur Bestimmung der spezifischen Entzugsleistungen der zehn Gesteinsklassen wurde ein Modellansatz mittels Earth Energy Designer (EED, Version 3.16) herangezogen. Hierfür wurde ein anwendungsnaher energetischer Lastfall (Einfamilienhaus) für jede Gesteinsklasse mit identischen Randbedingungen berechnet. Lediglich die gesteinsspezifischen Parameter (Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität) sind angepasst worden. Somit konnte für jede Gesteinsklasse die maximale Heizleistung und weiterführend die spezifische Entzugsleistung bestimmt werden.
1. Randbedingungen Standort/Wärmebedarf:
- Mittlere Untergrundtemperatur: 9 °C
- Sondenanordnung: 2 Sonden à 100 m Länge, 6 m Abstand zwischen den Sonden
- Bohrdurchmesser: 180 mm
- Volumenstrom/Sonde: 0,5 l/min (Untergrenze turbulente Strömung im Fluid)
- Sonde: Doppel-U, PE DN 32 PN 10
- Mittenabstand: 0,07 m
- Leitfähigkeit Hinterfüllung: 1,5 W/(m*K)
- Kältemittel: Monoethylenglykol 25 %
- Bohrlochwiderstand: entsprechend o. g. Ausbau
- Simulationszeitraum: 25 Jahre
- Jahresarbeitszahl: 4,3 (Förderrichtlinie des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle, BAFA)
- untere Temperaturrandbedingung des Fluids: 1,5 °C
2. Randbedingungen Grundwasser / Untergrundtemperatur:
- Grundwasserfluss wird nicht berücksichtigt
- Untergrundtemperatur konstant = mittlere Temperatur Berlin (9 °C)
Die Berechnungsergebnisse der speziefischen Entzugsleistungen gelten nur für kleine Sondenanlagen (2 Sonden), bei größeren Anlagen mit mehr als 2 Sonden (auch unter 30 kW) müssen entsprechend Abschläge vorgenommen werden, denn die Einflussnahme der Sonden untereinander nimmt mit steigender Anzahl zu.
Die Berechnung der spezifischen Entzugsleistungen erfolgte für die Heizarbeit ohne Warmwasserbereitung mit 2400 Vollaststunden der Wärmepumpe pro Jahr (Jahresbetriebsstunden)
Die mittlere spezifische Entzugsleistung für die gesamte Bohrung bzw. virtuelle Stützstelle wurde durch gewichtete Mittelung der einzelnen, schichtbezogenen Entzugsleistungen für die ausgewählte Tiefe (80 m) bestimmt. Für die Erstellung der Karte wurden die für alle Bohrungen und Stützstellen berechneten spezifischen Entzugsleistungen anschließend interpoliert.
Ausführliche Informationen finden Sie in den Begleittexten der im Umweltatlas Berlin veröffentlichten Karten zum Thema 02.18 Geothermisches Potenzial (Ausgabe 2018).
Dieses Projekt wurde im Rahmen des Umweltentlastungsprogramms II aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und dem Land Berlin (Projektnr. 11203 UEPII / 3) gefördert.
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