Numerische Simulation einer tiefen Erdwärmesonde

Simon Brinkmann

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Unter den heutigen Rahmenbedingungen ist der Betrieb einer Stromerzeugungsanlage unter Einsatz einer von der Oberfläche aus abgeteuften tiefen Erdwärmesonde wirtschaftlich nicht rentabel. Diese Arbeit, als Teil des Projektes MinTHERM, befasst sich mit einer Untersuchung zur Nutzung einer tiefen Erdwärmesonde, welche von einer bereits bestehenden untertägigen Infrastruktur aus abgeteuft wird. Nach einer Einführung über die tiefe Geothermie im Allgemeinen folgt eine detaillierte Beschreibung der Rahmenbedingungen der betrachteten tiefen Erdwärmesonde am Standort „Magnesitbergbau Breitenau“. Die Simulationen über das Abkühlverhalten des die Sonde umgebenden Gebirges folgen anschließend in zwei Teilen. Nachdem in einem ersten Schritt mit Hilfe zweier Vergleichsrechnungen die numerische Berechnung im Finite-Elemente-Paket ABAQUS durch analytische Berechnungen verifiziert wird, folgt im zweiten Schritt die eigentliche Simulation der tiefen Erdwärmesonde. Dabei werden sowohl Berechnungen hinsichtlich eines Modells mit bzw. ohne Berücksichtigung einer Bohrlochverrohrung, als auch Parameterstudien zu diversen Einflussgrößen wie dem Bohrlochradius, der entzogenen Wärmemenge sowie verschiedener Gebirgsparameter durchgeführt. Die bei diesen Simulationen erreichten Bohrlochwandtemperaturen zeigen, dass eine tiefe Erdwärmesonde unter den gegebenen Bedingungen keine ausreichende Wärmemenge liefert um eine kommerzielle Stromerzeugungsanlage zu betreiben.
Titel in ÜbersetzungNumeric calculation of a deep geothermal probe
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Galler, Robert, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung27 März 2015
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2015

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Tiefe Erdwärmesonde
  • Abaqus
  • Linienquellentheorie
  • Zylinderquellentheorie
  • Tiefe Geothermie

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