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Kuehlsystems fuer Geothermie-BohrlochsondenBenedict Holbein, Dr. Joerg IseleUm die Nutzung geothermischer Energie sicher und effizient zu gestalten, was auch fuer deren Akzeptanz eine wesentliche Rolle spielt, sind detaillierte Erkenntnisse ueber die Begebenheiten in den Bohrloechern und deren Umgebung noetig. Wichtige Daten dafuer sind die Erhebung von Temperaturprofilen in Thermalwaessern, Tracer-Tests oder Kamerabilder aus Bohrloechern, um nur einige Beispiele zu nennen. Fuer das Gewinnen dieser Daten waere es von entscheidendem Vorteil, mit den Messeinrichtungen ohne zeitliche Begrenzungen in Bohrloechern agieren zu koennen. Die hohen Temperaturen die in tiefen Geothermie-Bohrloechern vorherrschen, erschweren den Einsatz vieler Messeinrichtungen und machen Langzeiteinsaetze unmoeglich. Um die empfindlichen Komponenten wie beispielsweise Datenaufnahme- und Verarbeitungselektronik vor ueberhitzung zu schuetzen ist daher ein entsprechendes Kuehlsystem notwendig, an dessen Entwicklung derzeit am Karlsruher Institut fuer Technologie KIT gearbeitet wird.Im vergangenen Jahr wurde beim Geothermie-Kongress in Karlsruhe erstmalig von dem Entwicklungsprojekt berichtet. Die Resonanz auf das praesentierte Konzept, sowie Berichte verschiedener potentieller Anwender machten damals bereits deutlich, welchen Nutzen ein Langzeitkuehlsystem fuer die Geothermie mit sich bringen koennte. Bei der Vorstellung des Projekts beim „Geothermal Workshop“ in Stanford Kalifornien im Februar 2013 wurde der Bedarf fuer ein solches Kuehlsystem weiter bestaetigt. Um anders als PCM (Phase Change Material) basierte Kuehlkonzepte ohne Zeitlimitation kuehlen zu koennen, sieht das Konzept ein aktives System vor. Dieses realisiert einen thermodynamischen Kreisprozess mit einem speziellen Kaeltemittel. Waehrend des Prozesses verdampft das Kaeltemittel und nimmt dabei Waerme aus dem zu kuehlenden Bereich auf. Anschliessend wird es gasfoermig verdichtet, um auf hohem Temperaturniveau kondensieren und Waerme an die Bohrlochumgebung abgeben zu koennen. Durch die Expansion des Kondensats auf Ausgangszustand wird der Kreislauf geschlossen. Um den Prozess durchzufuehren, werden speziell fuer die Bohrlochbedingungen ausgelegte Komponenten und Kaeltemittel benoetigt. Die korrosiven Bohrlochwaesser und der hohe Druck stellen dabei eine grosse konstruktive Herausforderung dar. Um in die gaengigen Bohrloecher zu passen, muss das System zudem sehr kompakt gebaut werden. Im Moment werden Prototypen fuer die Kuehlsystem-Komponenten entwickelt und im Labor getestet. Dabei wird der Kreisprozess Stueck fuer Stueck umgesetzt und optimiert. |