2015-10-01  –  2019-06-30

443.984,44 EUR

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät für Bauingenieurwesen - Institut für Grundbau, Bodenmechanik, Felsmechanik und Verkehrswasserbau - Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen, Aachen, Nordrhein-Westfalen

03ET1321A

Parameterstudien, methodische Untersuchungen zu Versorgungskonzepten [EA2111]

01162484/1  –  EnEff: Wärme: Energiespundwand

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN3)

Energie

Auf Grund der guten thermischen Eigenschaften und des vorherrschenden Temperaturregimes besitzen (Fließ-)Gewässer ein großes regeneratives Energiepotential. Eine Möglichkeit dieses in Zukunft zu erschließen bieten thermisch aktivierte Spundwände (Energiespundwände) der Firma SPS Energy GmbH. Der großflächige Einsatz des Systems scheitert derzeit an fehlenden Kennzahlen und geeigneten Ansätzen zur Dimensionierung des Systems. Im Rahmen des Vorhabens sollen daher repräsentative Kennwerte zur Energieeffizienz und Entzugsleistung von Energiespundwänden ermittelt sowie ein geeignetes Planungswerkzeug zur zuverlässigen Auslegung und Dimensionierung von Energiespundwandanlagen entwickelt werden. Die Ziele sollen im Projekt durch den Betrieb und die umfangreiche messtechnische Überwachung eines Pilotprojektes, begleitende Laboruntersuchungen sowie die Entwicklung eines numerischen Berechnungsmodells erreicht werden. Das Monitoring des Pilotprojektes ermöglicht die Erfassung verschiedener interner sowie externer Einflussparameter und schafft eine breite Datenbasis zur Evaluierung und Optimierung des Anlagenbetriebes. Darüber hinaus erlaubt es die Ableitung erster Anhaltswerte zur Entzugsleistung. In begleitenden Laborversuchen soll der Wärmeübergang zwischen Wasser, Boden und Bauteil sowie die Interaktion der jeweiligen Komponenten untersucht werden. Es sollen maßgebliche Einflussfaktoren auf das Gesamtsystem ermittelt und mit den im Pilotprojekt gewonnenen Messdaten verglichen werden. Die mathematische Formulierung des Wärmeübergangs ist anschließend die Grundlage für die Entwicklung des systemangepassten numerischen Berechnungsmodells und dessen Implementierung in ein numerisches Programm zur Simulation von Wärme- und Strömungstransport. Die Verifizierung des Modells soll anhand der in den Laborversuchen und durch das Monitoring erfassten Daten erfolgen. Dieses Werkzeug ermöglicht anschließend eine Dimensionierung der Energiespundwände für verschiedene andere Standorte.