Energetische und ökologische Optimierung von Betriebs- und Regelstrategien für Energieversorgungssysteme auf Basis oberflächennaher Geothermie

Der Einsatz von oberflächennaher Geothermie zur Wärme- und Kälteversorgung von Produktionsgebäuden und -prozessen soll anhand der wiss. Begleitung von zwei Anlagen an industriellen Produktionsstandorten untersucht, dokumentiert und bewertet werden. Die komplexen Anlagensysteme weisen mehrere Erzeuger und Verbraucher auf. Neben der thermischen Kapazität des Erdreichs sind jeweils Kurzzeitspeicher in die Systeme integriert. Die in der Gebäudeleittechnik hinterlegten Regelungsstrategien stimmen den Betrieb der Einzelkomponenten aufeinander ab. Ergänzend sollen die Energieversorgungssysteme drei weiterer Produktionsstandorte betrachtet werden, in denen thermische Kurzzeit-Speicher eine wesentliche Funktion in der Wärme- und Kälteversorgung übernehmen. Die Potenziale der unterschiedlichen Konzepte der Wärme- und Kältespeicherung in komplexen industriellen Energieversorgungsystemen sollen hierüber allgemein bewertet werden. Betriebs- und Regelungsstrategien sollen untersucht und dokumentiert werden. Im direkten Vergleich zu den Kurzzeitspeichern sollen die Potenziale der oberflächennahen Geothermie aufgezeigt werden. Auf die Besonderheiten der Trägheit des Erdreichs bei der Be- und Entladung soll besonders eingegangen werden. Wesentliches Ziel ist die Analyse, die Betriebsoptimierung sowie die energetische und wirtschaftliche Bewertung der Integration oberflächennaher Geothermie zur Wärme- und Kälteversorgung in komplexen Energieversorgungssystemen für Produktionsgebäude und -prozesse. Auslegungsempfehlungen sowie Betriebs- und Regelungsstrategien sollen erarbeitet und dokumentiert werden. Hierzu sollen die Anlagensysteme mit Gebäuden und Produktion sowie die Speichersysteme im Betrieb messtechnisch begleitet sowie ergänzend in Simulationsmodellen abgebildet werden. Die Ergebnisse aus Parameterstudien der Simulationsuntersuchungen sowie der Betriebsoptimierung sollen die Basis für die Empfehlungen zur Auslegung sowie für den Betrieb der oberflächennahen Geothermie bilden.