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Einführung

Geothermie: unser Planet ist Energie

Fakten zur Geothermie:

Der Erdwärmestrom setzt sich zusammen aus:
70% natürlichem radioaktivem Zerfall im Erdmantel und in der Erdkruste und
30 % Wärmestrom aus dem Erdkern.

 

- Geothermische Leistung der Erde: 38 - 43 TW (1x1012 W) -> ca. 2,5 facher Welternergiebedarf.
- Geothermischer (terrestrischer) Wärmefluss: im Mittel 0,06 - 0,07 W/m2

Beispiel Fußballplatz (7000 m2): 450 W.
Vergleich Sonne: im Mittel 120 W/m2

Die Temperatur im Erdreich nimmt im weltweiten Mittel um rund 3°C pro 100m Tiefe zu.

Definition

  • Geothermische Energie -> gespeicherte Energie in Form von Wärme unterhalb der Erdoberfläche
  • Unterschied Oberflächennaher/Tiefer Geothermie -> Teufenbereich 400 m und Temperatur 25 °C
  • Teufe -> bergmännische Bezeichnung für Tiefe gegenüber Referenzpunkt auf der Oberfläche. Die Teufe sagt somit aus, wie tief ein Punkt „unter Flur“ liegt und nicht etwa wie bei Normalnull wie tief unter dem Meeresspiegel.

Nutzungsmöglichkeiten:

Direkte Nutzung (ohne Wärmepumpe)   Kühlung mit Grundwasser, Luftvorheizung/-Kühlung
Erdgekoppelte Wärmepumpen   Grundwasser, Erdwärmekollektoren, Erdwärmesonden

Wärmepumpe

Was ist eine Wärmepumpe?

Jeder Haushalt besitzt bereits eine Wärmepumpe: Den Kühlschrank.

Das Prinzip der Wärmepumpe ist identisch mit dem eines Kühlschranks.
=> Unterschied: Wärme von Außen nach Innen.

Die Wärme aus der Umgebung wird auf ein höheres nutzbares Temperaturniveau angehoben (gepumpt).

 

 

 

Die Mindestanforderungen an die Jahresarbeitszahl können grob durch folgende primärenergetische Überschlagsrechnung abgeschätzt werden:

  • Kraftwerkswirkungsgrad ca. 35%
  • Strom-Verteilungsverluste ca. 5%
  • Primärenergiewirkungsgrad der Strombereitstellung = 0,35 x 0,95 = 33%

Um besser als ein Gas-Brennwertkessel mit einem Jahresnutzungsgrad von ca. 1,08 abzuschneiden, muss die Arbeitszahl der Wärmepumpe über (1,08/0,33 =) 3,3 liegen.

Die Bundesregierung gibt Investitionshilfen aus dem Marktanreizprogramm. Sole/Wasser und Wasser/Wasser-Wärmepumpen werden gefördert:

  • im Neubau bei einer Mindestarbeitszahl von 4,0 mit 7,5 € je m² zu beheizender Fläche, max. mit 1500 Euro
  • im Altbau bei einer Mindestarbeitszahl von 3,7 mit 20 € je m² zu beheizender Fläche, max. mit 3000 Euro
  • Der Fördersatz erhöht sich um bis zu 50% bei einer Arbeitszahl von mind. 4,7 im Neu- und 4,5 im Altbau.

 

 

Vergleich

 

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