Modellierung der stationären Wärmeübertragung eines Geothermieprojekts für die Fernwärmeversorgung der Stadt Nürnberg

  • Die Arbeit analysiert die technische Machbarkeit eines tiefengeothermischen Fernwärmesystems für die Stadt Nürnberg auf Basis der Eavor-Loop-Technologie. Dazu wurde ein stationäres Wärmeübertragungsmodell entwickelt, das vertikale Hauptbohrungen sowie geneigte Lateralbohrungen mit einer Gesamtlänge von bis zu 8.000 m berücksichtigt. Die Simulation integriert standortspezifische geologische Formationen und deren thermische Eigenschaften. Bei optimierten Betriebsparametern erreicht das System die für urbane Wärmeversorgung erforderliche Nennleistung von 15 MW. Die geschätzte Lebensdauer hängt deutlich vom thermischen Einflussradius ab; eine Verdopplung des Einflussradius von 100 m auf 200 m führt zu einer mehr als vierfachen Steigerung der Lebensdauer von etwa 66 auf über 300 Jahre bei geforderter Nennleistung. Die Modellvalidierung mittels mehrfacher Berechnungsverfahren bestätigt mit geringen Abweichungen die Zuverlässigkeit der Simulationsergebnisse und unterstreicht das erhebliche Potenzial tiefengeothermischer Systeme für eineDie Arbeit analysiert die technische Machbarkeit eines tiefengeothermischen Fernwärmesystems für die Stadt Nürnberg auf Basis der Eavor-Loop-Technologie. Dazu wurde ein stationäres Wärmeübertragungsmodell entwickelt, das vertikale Hauptbohrungen sowie geneigte Lateralbohrungen mit einer Gesamtlänge von bis zu 8.000 m berücksichtigt. Die Simulation integriert standortspezifische geologische Formationen und deren thermische Eigenschaften. Bei optimierten Betriebsparametern erreicht das System die für urbane Wärmeversorgung erforderliche Nennleistung von 15 MW. Die geschätzte Lebensdauer hängt deutlich vom thermischen Einflussradius ab; eine Verdopplung des Einflussradius von 100 m auf 200 m führt zu einer mehr als vierfachen Steigerung der Lebensdauer von etwa 66 auf über 300 Jahre bei geforderter Nennleistung. Die Modellvalidierung mittels mehrfacher Berechnungsverfahren bestätigt mit geringen Abweichungen die Zuverlässigkeit der Simulationsergebnisse und unterstreicht das erhebliche Potenzial tiefengeothermischer Systeme für eine defossilisierte, urbane Wärmeversorgung.show moreshow less

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Metadaten
Author:Daniel Litz
URN:urn:nbn:de:bvb:92-opus4-42559
DOI:https://doi.org/10.34646/thn/ohmdok-4255
Series (Serial Number):Projekt Regenerative Energieversorgung (SoSe 2025) (3)
Publisher:Ohm
Place of publication:Nürnberg
Advisor:Matthias Popp
Document Type:Report
Language:German
Date of first Publication:2025/08/26
Publishing Institution:Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm
Release Date:2025/10/15
Tag:Energiewende; Fernwärme; Tiefengeothermie; Nachhaltige Wärmeversorgung; Wärmeversorgung; Wärmeübertragung im Untergrund; Stationär; Nürnberg
Pagenumber:51
institutes:Fakultät Maschinenbau und Versorgungstechnik
Licence (German):Creative Commons - CC BY-NC - Namensnennung - Nicht kommerziell 4.0 International
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