Automatisierte Attribuierung von Bohrungsdaten mit Parametern zur Optimierung von Erdwärmesondenanlagen

Kurzfassung

Die spezifischen Entzugsleistungen geothermischer Anlagen aus dem Untergrund hängen stark von den petrographischen Eigenschaften ab. Neben der Wärmeleitfähigkeit der mineralischen Phase ist vor allem in Lockergesteinen der konvektive Wärmetransport über den Grundwasserfluss von Bedeutung. Für eine optimale Auslegung von Erdwärmesondenanlagen und um die damit verbundenen Investitionskosten zu minimieren ist eine Kenntnis der Untergrundverhältnisse essenziell. In Deutschland liegt bei den Staatlichen Geologischen Diensten das hierfür benötigte Wissen in Form von Bohrungsdatenbanken und Grundwassergleichenplänen vor. Eine automatisierte Abfrage dieser Daten wird in diesem Beitrag vorgestellt. Neben der Auswertung der in der Datenbank vorhandenen Bohrungen für ein ganzes Gebiet ist ebenfalls die Abfrage für konkrete Standorte möglich. In Kombination mit Erkenntnissen über die Ausbreitung der Temperaturabsenkung im Untergrund aufgrund von Modellierungen, sind neben der für eine vorgegebene Entzugsenergie benötigten Sondenlänge ebenfalls Hinweise auf die günstigste Sondenkonfiguration hinsichtlich Anzahl und Lage auf einem Grundstück möglich.

Abstract

The specific heat extraction capacity of the subsoil depends strongly on the petrographic conditions of the used horizons. Besides the heat conduction of the mineral phase, particularly in granular soils, the specific heat extraction capacity depends on the convective heat transport by groundwater flow. For an optimal configuration of borehole heat exchangers (BHE) and a minimization of investment costs, the knowledge of the conditions of the extracted horizons is essential. In Germany these data are available at the geological Surveys in the form of drilling logs and hydrogeological maps. In this article an automatic analysis of these data is presented. Besides the analysis of archived logs of a whole region an evaluation of a projected extraction-site is possible as well. In combination with the findings of the dimensions of cold plumes around a BHE, also information of the optimal length, number and positions of BHEs can be provided.