Original paper

Modellrechnungen zur Ermittlung der Bedingungen für eine Wärmespeicherung in tiefen Grundwasserleitern

[Model calculations to evaluate the conditions of heat storage in deep aquifers]

Bütow, Eckart

Kurzfassung

Die Speicherung von Warmwasser in Aquifers wird zur Zeit in verschiedenen Staaten theoretisch und in Feldexperimenten untersucht. Ziel ist die Entwicklung von Methoden, um die knappen Energievorräte zu schonen und effektiver zu nutzen. Erste theoretische Studien berichteten von Rückgewinnungsraten der Energie oberhalb 70 % bei einer jahreszeitlichen Speicherung. Nachfolgend lag in kleinmaßstäblichen Feldversuchen die Energierückgewinnung nur in der Größe von 30 - 50 %. Das Rechenprogramm SWIFT ist ein brauchbares Instrument, um durch Parametervariationen mögliche Gründe für diese offensichtlichen Widersprüche zu finden. Die Ergebnisse zeigen die Bedeutung der hydraulischen und thermischen Dispersivität neben der hydraulischen Leitfähigkeit und Porosität für die Rückgewinnung der Wärme. Modellrechnungen können Hinweise für sinnvolle und erfolgversprechende Feldversuche geben.

Abstract

The storage of heated water in aquifers is at present studied theoretically and by field experiments in different countries. The purpose is to develop methods to conserve and use more efficiently, the scarce energy supplies. First theoretical studies have reported energy recovery rates above 70 % for seasonal storage. Subsequently in small scale field experiments the energy recovery was only in the order up to 30-50 %. The SWIFT code gives a useful tool to find out possible reasons for these discrepancies by parameter variations. The results show the importance of the hydraulic and thermal dispersivity, besides hydraulic conductivity and porosity, for the heat recovery rate. Model calculations can give indications for reasonable and promising field experiments.

Keywords

Thermal watersstoragedepthaquiferssite explorationheterogeneityrecyclingrecoveryenergy conservationmodelsprograms application SWIFThydraulic conductivityporositypumping