Erdeisspeicher
Bisher wird oberflächennaheste Geothermie im großskaligen Bereich in ländlichen Gebieten mit einem großen Flächenangebot umgesetzt. Um auch Quartiere im städtischen Kontext mit Geothermie versorgen zu können, braucht es Lösungsansätze, die den bisherigen Flächenbedarf nochmals verringern.
Mit dem sogenannten Erdeisspeicher könnte solch eine Lösung gefunden sein: Ein Erdeisspeicher besteht aus mehrlagigen übereinander angeordneten Erdwärmekollektoren, bei denen das umgebende Erdreich kontrolliert eingefroren wird. Während der Vereisung wird von der im Erdreich vorhandenen Feuchte in der Phasenumwandlung von flüssig zu fest eine große Energiemenge bereitgestellt. Beispielsweise wird beim Gefrieren von Wasser so viel Wärme frei, wie zum Erwärmen derselben Menge Wasser von 0 °C auf 80 °C nötig wäre. Diese Latentwärme können Wärmepumpen dann nutzen, um Wohnungen zu beheizen oder Trinkwarmwasser bereitzustellen. Davon, dass das Erdreich bei der Wärmeentnahme vereist, hat der Erdeisspeicher seinen Namen.
Ein Erdeisspeicher besteht aus Erdwärmekollektoren, bei denen das umgebende Erdreich kontrolliert eingefroren wird
Der Erdeisspeicher nutzt die Jahreszeiten: Während an der Erdoberfläche schon Minusgrade herrschen, kann der Erdeisspeicher das noch warme Erdreich nutzen und ihm Wärme für die Wärmepumpen entziehen. Umgekehrt kann sich im Sommer die Oberfläche erwärmen, während die unteren Schichten noch kalt bleiben und so helfen, regenerative Kühlenergie auf niedrigem Temperaturniveau bis weit in den Sommer hinein zur Verfügung zu stellen. Somit liefert der Erdeisspeicher immer zur richtigen Zeit das, was gebraucht wird: Wärme im Winter und Kälte im Sommer.
Im Winter kann der Erdeisspeicher zum Heizen, im Sommer zum Klimatisieren genutzt werden.
Durch die kompakte Anordnung der Kollektoren kann er mit geringerem Flächenbedarf dimensioniert werden als eine vergleichbare herkömmliche Erdwärmekollektoranlage.
Im Vergleich zu einem konventionellen Eisspeicher ist die Erstellung einfacher und der Einsatz von Grauer Energie geringer, da kein zusätzlicher Beton-Behälter benötigt werden. Zudem ist auch die Regeneration des Speichers außerhalb der Heizperiode deutlich effektiver, da durch Versickerung des Regenwassers die Wärme von der Oberfläche und das Grundwasser direkt zum Erdeisspeicher getragen wird.
Im Forschungsprojekt ErdEis II wurde ein solcher Erdeisspeicher in einem Neubaugebiet in Schleswig realisiert.
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