Betrieb von Hochspannungserdkabelanlagen
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- Justus Bader
- vor 6 Jahren
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1 Betrieb von Hochspannungserdkabelanlagen Experimente zur Einschätzung der Auswirkungen auf Boden und Pflanzen Studie im Auftrag der Amprion GmbH P. Trüby Öffentlich bestellter, vereidigter Sachverständiger für land- und forstwirtschaftliche Bodenkunde
2 Fragestellung Wie verändern Hochspannungserdkabel den Wärme-und Wasserhaushalt des Bodens? Räumliche Wärmeverteilung Laterale und vertikale Wärmeflüsse Änderungen des Bodenwassergehaltes
3 Methodischer Ansatz Durchführung eines Feldexperimentes Simulation der Wärmeabgabe eines Erdkabels durch eine Heizanlage
4 Heizrohre
5 Pulsexperiment horizontale Temperaturprofile Ziel: Simulation kurzfristiger Spitzenlasten Wie verändern sich die lateralen und vertikalen Temperaturprofile? Wie weit reicht die Seitenwirkung?
6 Vegetationsexperiment vertikale Temperaturprofile Kontrolle Inversion Inversion Experiment 50 C
7 Grundwasser- Experiment a) b) Wie beeinflußen Grund- oder Stauwasser die Bodentemperaturen? c)
8 Horizontale Temperaturdifferenzen Betriebstemperatur 70 C Rohrtemperatur Delta Temperatur Boden Tiefe 10cm Tiefe 20cm Vergleich Kontrolle Wärmequelle Maximalwerte Tiefe 30cm Oberboden (10 cm) 4 K (20 cm) 5 K (30 cm) 9 K Unterboden (105 cm) 20 K (145 cm) 33 K Tiefe 105cm Tiefe 145cm
9 Räumliche Wärmeausbreitung Betriebstemperatur 75 C Schnelle Wärmeausbreitung Abfluß bevorzugt im Zentrum
10 Jahresgang Bodenfeuchte C Sandbett
11 Bodenfeuchte 2009 Vegetationsexperiment 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Sandbett Zentrum Tiefe 95 Zentrum Tiefe 95 Zentrum Tiefe 40 Zentrum Tiefe 40 Kontrolle
12 Mit welchen Verlustleistungen haben wir operiert? Zeitraum Temperatur C Energieeinsatz [kwh] Ø Verlustleistung [W/m Kabel]
13 20 C 70 C Austausch [µmol c/g] Temperaturabhängigkeit austauschbarer und löslicher Kationen C 30 C 40 C Kenzingen 50 C Forlenwald 60 C 70 C 80 C
14 Einfluß auf die Schneedecke Betriebstemperatur 50 C
15 Schneeschmelze beschleunigt Betriebstemperatur 50 C
16 Bodenfrost Betriebstemperatur 50 C
17 Vegetationsversuch Flächenvorbereitung
18 Auflaufen der Saat Verunkrautung Senf
19 Weizen vor der Ernte
20 Kulturzustand Feldversuch Kartoffeln Kontrolle
21 Kulturzustand Feldversuch Kartoffeln Kabeltrasse
22 Tabelle 1: Übersicht Erträge Pflanzversuch Kartoffel Gesamtübersicht Ertrag [kg] Flächenertrag Normgröße Ausschuß Gesamtertrag t/ha Kontrolle ,0 Experiment ,1 Experiment Trasse ,8 Gesamte Fläche 28,1 Mittlerer Ertrag je Stock [kg] Normgröße Ausschuß Gesamtertrag Anzahl Stöcke Kontrolle 0,80 0,06 0, Experiment 1,06 0,07 1, Experiment Trasse 0,94 0,07 1, Mittel 1,00
23 Einsaat Mais
24 Kontrolle vor dem Auflaufen
25 Parzelle Flüssigboden zum gleichen Zeitpunkt
26 Kontrolle im August 2012
27 Parzelle Flüssigboden im August 2012
28 Parzelle Sand vor der Reife
29 Ergebnisse tägliche Variation Oberflächentemperatur bis 6 K Seitenwirkung Oberfläche < 3 m; dann T < 1 K maximaler Temperaturanstieg an der Oberfläche < 5 K Inversion der Temperaturgradienten Grund- oder Stauwasser eliminieren Temperatureffekte deutliche Temperaturgradienten in der Bettung Bodenwassergehalt unbeeinflußt beschleunigtes Auftauen, keine Verhinderung von Frost marginaler bzw. kein Einfluß auf Getreide- und Kartoffelanbau geringe Auswirkungen auf die Sorption und Löslichkeit von Kationen
30 Interpretation der Feldversuche In beiden Feldversuchen ergaben sich keine Hinweise darauf, daß die Anlage und der Betrieb einer Erdkabelanlage zu substantiellen Ertragseinbußen führen werden. Die durchgeführten Experimente haben qualitativen Charakter. Sie sind deshalb nicht dazu geeignet mögliche Ertragsveränderungen exakt zu quantifizieren. Ebenso ist nicht daraus abzuleiten, daß Auswirkungen auf landwirtschaftliche Kulturen auszuschließen wären.
31 Mögliche ökologische Konsequenzen durch thermische Effekte Beeinflussung der Bodenfauna Regenwurmfauna Mäuse Maulwürfe Einflüsse auf die (Mikro)Flora Stimulation der mikrobiellen Aktivität keine Sterilisierung
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