Entwicklung und Verbreitung des Thermal Response Test

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1 Symposium 10 Jahre TRT in Deutschland 16. September 2009, Göttingen Sektion Oberflächennahe Geothermie Entwicklung und Verbreitung des Thermal Response Test Dr. Burkhard Sanner Vorsitzender der Sektion Oberflächennahe Geothermie des GtV-Bundesverband Geothermie e.v., Berlin Erste Ideen und Versuche Theoretische Vorarbeiten durch Ingersoll & Plass (1948), Choudary (1976), u.a. Vorschlag für mobiles Gerät bereits 1983 durch Palne Mogensen T1 Heizung Datenaufzeichnung T2 Strom Messanhänger Anfang der 1990er Jahre stationärer Test an einem Erdwärmesondenspeicher in Linköping (Hellström, 1997); s. dazu die Kurve unten 1

2 Erste Ideen und Versuche Masterarbeit aus Luleå, 1996 vorgestellt auf IEA ECES meeting in Dartmouth, N.S., Kanada, Juni 1996 Erste Ideen und Versuche 1995/96 Gerät der Techn. Universität Luleå, Schweden Gerät der Oklahoma State University, Stillwater OK, USA Photos: LuTH, OSU 2

3 Erste TRT in Deutschland 1999 Sommer 1999: Tests durch Landtechnik Weihenstephan in Attenkirchen und durch UBeG GbR in Zusammenarbeit mit Univ. Gießen in Langen Anhänger mit Gerät von UBeG im Einsatz in Langen (rechts Blick ins Innere des Anhängers) Gerät von Landtechnik Weihenstephan bei einem späteren Einsatz Erste TRT in Deutschland 1999 Sommer 1999: Tests durch Landtechnik Weihenstephan in Attenkirchen und durch UBeG GbR in Zusammenarbeit mit Univ. Gießen in Langen y = 18, ,411 x Anhänger mit Gerät von UBeG im Einsatz in Langen l d i [l ( )] Testdauer Ungest. Untergrundtemp. Wärmeeintragsleistung Tiefe der Erdwärmesonde Bohrlochdurchmesser Wärmeleitfähigkeit 50,2 h 12,2 C 4,90 kw 99 m 150 mm 2,79 W/m/K 3

4 Erste TRT in Deutschland 1. GeRT-Generation (1999) 3. GeRT-Generation (2006, seither kontinuierlich weiterentwickelt) 3 Generationen UBeG-TRT- Geräte (GeRT) 2. GeRT-Generation (2004) Mehrer GeRT Geräte (in Kleinserie gebaut für eigenen Gebrauch und für Export) Proliferation von TRT aus Deutschland UBeG GeRT exportiert Testdurchführung und/oder technische Hilfe Training in Athen, Griechenland, 2007 außerhalb Europas: China Südkorea Südkorea 4

5 Erster Vergleichstest verschiedener TRT-Geräte Im Oktober 2000 wurde im Rahmen des IEA ECES Annex 12 und 13 ein Vergleichstest bei VITO in Mol, Belgien, durchgeführt. 3 Geräte: Groenholland/NL, LTW/DE, UBeG/DE Verfüllung Groenholl. UBeG LTW Mol-Sand λ = 2.47 r b = λ = 2.47 r b = 0.05 Sortierter Sand λ = 2.40 r b = λ = 2.51 r b = n/a Bentonit λ = 1.86 r b = 0.08 λ = 2.49 r b = Messkurve UBeG Entwicklung des Marktes für erdgekoppelte WP der alte Markt high enthalpy (el. power) high temperature basins (el.power, district heating) medium temperature basins (district heating) everywhere: EGS, shallow geothermal Karte der wesentlichen Beckenregionen und Hochenthalpiegebiete in Europa Märkte für Oberflächennahe Geothermie in Europa 5

6 TRT in Europa Geräte aus: Finnland (aus Leppäharju et al., 2009), rechts Schweiz (Wagner & Rohner, 2008), unten Spanien (rechts unten) TRT in Europa Abweichendes Verfahren: Kabellose Messung der Temperaturen in der Erdwärmesonde, danach bei bekanntem Wärmefluss Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit 6

7 TRT in Europa Abweichendes Verfahren: Kabellose Messung der Temperaturen in der Erdwärmesonde, danach bei bekanntem Wärmefluss Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit Für das Messgerät und Verfahren wurde am ein Deutsches Patent und am ein Europäisches Patent erteilt. TRT in Bulgarien Messaufbau an der Univ. Sofia (nach Georgiev et al., 2009) 7

8 TRT in Bulgarien Messung an der Univ. Sofia (nach Georgiev et al., 2009) Ergebnis: λ = 0,86 W/m/K R b = 0,54 K/(W m) Messzeit 240 h! Mit sehr langen Messzeiten lassen sich Unzulänglichkeiten der Messtechnik ausgleichen TRT in Syrien (nach Karseh & Nordell, 2009) Starke Leistungsschwankungen, manuelle Werteerfassung Ergebnis: λ = 2,011 W/m/K 8

9 TRT in Libyen (nach Eswaisi et al., 2009) Erdwärmesonde 23 m tief ungestörte Untergrundtemperatur 18,5 C Keine Angaben zur Geologie Messzeit ca. 60 h Ergebnis: λ = 3,7494 W/m/K??? TRT in Fernost Sehr leichtes Gerät aus Südkorea Laborgerät an der Beijing Univ. of Technology, China, für Messungen mit einem Sondenfeld direkt vor dem Labor 9

10 Messung des Temperaturverlaufs in der Sonde Fiberoptische Messung vor dem Test, bei der Zirkulation ohne Heizung, und beim Test (aus Acuna et al., 2009) Vertikale Auflösung Aufteilung der 260-m-Erdwärmesonde in verschiedene Sektionen und Bestimmung der jeweiligen Wärmeleitfähigkeit aus den Eintragsleistungen nach Messung mit Fiberoptik (aus Acuna et al., 2009) Korrelation mit Geologie steht noch aus 10

11 Vertikale Auflösung Versuch einer vertikalen Auflösung (aus Fujii et al., 2009) Auswertung nach Zylinderquellen-Theorie Parameterbestimmung nach Testende Vertikale Auflösung Ermittlung durch lagenweise Parameterbestimmung (aus Wagner & Rohner, 2008) 11

12 Vertikale Auflösung Ermittlung durch lagenweise Parameterbestimmung (aus Wagner & Rohner, 2008) Am wurde ein Deutsches Patent auf das Berechnungsverfahren erteilt Wärmeleitfähigkeitskarten Norwegen: Messungen der Wärmeleitfähigkeit im Labor an 1398 Proben, rechts Messpunkte auf Geologie, links Wärmeleitfähigkeitsverteilung (nach Ramstad et al., 2008) In diesem Gebiet soll durch TRT-Messungen die effektive Wärmeleitfähigkeit bestätigt werden (Liebel et al., 2009) 12

13 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Für mehr Information: 13