Brainscape's Knowledge GenomeTM

Browse over 1 million classes created by top students, professors, publishers, and experts.


See full index

Umw > Geotherm1 (Grdl., Oberflächennahe Geoth, Hydrothermale Syst. zur Wärmevers.) > Flashcards

Geotherm1 (Grdl., Oberflächennahe Geoth, Hydrothermale Syst. zur Wärmevers.) Flashcards

1
Q

Geothermie/Erdwärme

Es kann abhängig von der Tiefe unterschieden werden in: ??

A

Oberflächennahe Geothermie (/Erdwärme)
-> 1 - 400m (in DE Systeme bis 100m!)

Tiefe Geothermie (/Erdwärme)
-> > 400m

(Achtung die Grenze (in m) kann sich von Land zu Land unterscheiden)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Die Oberflächennahe Geothermie (/Erdwärme) wird durch Speicherung von Solarenergie beeinflusst.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Merke/Beschrifte Abbildung slide 4

A

…

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Zusammensetzung der Erde

In welche Bereiche kann unterteilt werden? (3)

A

Kern
-> innerer Kern (fest)
-> äußerer Kern (flüssig)

Mantel

Lithosphäre (Kruste und teils oberer Mantel)

(Mantel und Lithosphäre überschneiden sich halb)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Zusammensetzung der Erde

Beschrifte slide 5 komplett!

A

…

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Zusammensetzung der Erde

In welchem Bereich befindet man sich mit allen geothermischen Systemen?

A

Erdkruste (0-100km)
–> gehört zur Lithosphäre

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

1) Die Tiefe Geothermie wird nur von was gespeist?

2) Die Oberflächennahe Geothermie wird von was gespeist?

A

1) Erdwärmestrom

2) Sonneneinstrahlung und Erdwärmestrom

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Oberflächennahe Geothermie

Der Einfluss der Sonne beschränkt sich auf ca. die ersten 10 bis 20 Meter Tiefe.

Je tiefer, desto weniger solare Wärme ist spürbar und desto größer wird der Teil des Erdwärmestroms.

A

…

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Temperatur Profil
-> siehe slide 6+7

A

…

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Temperatur Profil

Sonneneinstrahlung erzeugt Wärme an der Oberfläche.

1) Die Untergrundtemperatur ist abhängig von was?

2) Die Temperatur ist abhängig von was?

A

1) Jahreszeit

2) Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität des Bodens

(slide 7!)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Temperatur Profil

An unterschiedlichen Standorten liegen unterschiedliche Temperaturverläufe in der Erdschichtung vor.

Wahr/Falsch?

A

Wahr
-> siehe slide 8!!

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

An unterschiedlichen Standorten liegen unterschiedliche Temperaturverläufe in der Erdschichtung vor.

Am Ende landen natürlich aber alle Standorte im Kern mit einer Temperatur von?

A

etwa 6000°C

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Wärmequellen im Untergrund

Was ist der Ursprung der Erdwärme?

A

Wärme aus der Zeit der Erdentstehung
–> Akkretionswärme: (Entstand durch eine Kontraktion von Gas, Staub und Steinen vor 4,5 Mil. Jahren. Diese Energie wurde in Wärme umgewandelt, die meiste strahlte in den Raum)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Nenne zwei Wärmequellen im Untergrund

A

Akkretionswärme (Wärme aus der Zeit der Erdentstehung)

Radiogene Wärmeproduktion (Wärmerzeugung durch radioaktiven Zerfall von Uran, Thorium und Kalium)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Welche Systeme von Erdwärme Einlagerung können unterschieden werden? (bzw. welche Klassifizierung von Erdwärme Einlagerung gibt es) (3)

A

Hydrogeothermische Niederdrucklagerstätte

Hydrogeothermische Hochdruckeinlagerungen

Hot dry Rock

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Erdwärme Einlagerung - Hydrogeothermische Niederdrucklagerstätte

1) umfasst was?

2) Tritt wo auf?

A

1)
Warmes (< 100°C) bis heißes Wasser (> 100°C, feuchter Dampf)

Heiße und trockene Dampfeinlagerungen (100 - 250°C)

2)
in Felssporen (als Wasser oder Dampf)

in Aquifer oder Dampf tragenden Gesteinsschichten

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

In Deutschland findet man hydrogeothermische Niederdrucklagerstätten ab ?(1)? m mit einer Temperatur von ca. ?(2)? °C

A

(1) 3000m

(2) 60-120°C
-> höhere Temperaturen befinden sich nur in Arealen mit tektonischen Besonderheiten

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Erdwärme Einlagerung - Hydrogeothermische Hochdruckeinlagerungen

Was ist eingelagert?

A

Heißes Wasser mit Gas (Methan), das unter hohem Druck steht

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Erdwärme Einlagerung

Hot dry Rock hat ein sehr hohes Potential weltweit.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Erdwärme Einlagerung - Hot dry Rock

Was versteht man unter Hot dry Rock Systemen?

A

Trockene Gesteinsschichten, die in Tiefen ab etwa 3000 - 5000m lagern
-> Schichten mit zu wenig Wasser Wasser im heißen Trockengestein
-> Wasser muss also von der Oberfläche hinein gespritzt werden

(heute sind Bohrungen bis 10.000m technisch möglich)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Heute sind Bohrungen bis ?? m technisch möglich.

A

10.000

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Nenne drei Systeme der oberflächennahen Geothermie! (bzw. Konfigurationen der oberflächennahen Geothermie)

A

Erdwärmekollektoren

Rohre in Gräben

Erdwärmesonden

Grundwasserbrunnen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Oberflächennahe Geothermie

Nutzung der Wärmeenergie aus einer Tiefe von bis zu?

A

100m

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Oberflächennahe Geothermie

Wovon ist das Energieangebot abhängig?

A

von der Sonneneinstrahlung

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

Oberflächennahe Geothermie

Die höchste Temperatur wird wann erreicht?

A

im Spätsommer

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
26
Q

Oberflächennahe Geothermie

Zur Erhöhung der nutzbaren Temperatur wird was eingesetzt?

A

Wärmepumpe

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
27
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Erdwärmesonden

Skizziere die Konfiguration!

A

Lösung auf slide 14!

28
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Erdwärmesonden

Beschreibe die Konfiguration!

A
  • senkrechte Rohre bis zu 100m tief
  • saisonal unabhängig (aufgrund der hohen Tiefe)
29
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Erdwärmesonden

Nutzung der Energie aus Tiefen bis zu ?(1)? direkte aus dem Boden

Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Auslass ca. ?(2)?

Unabhängig von ?(3)? aufgrund ?(4)?

A

(1) 100m

(2) 5°C

(3) der Saison

(4) der hohen Tiefe

30
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Erdwärmesonden

Was sind die Bestandteile? (2)

A

Wärmetauschrohre aus HDPE (Polyethylen hoher Dichte)

Energieträger aus Wasser und Salz

31
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Erdwärmesonden

Warum werden Energieträger aus Wasser und Salz verwendet?

A

Um Einfrieren zu verhindern

32
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Erdwärmesonden

Was sind drei übliche Rohrtypen, die Einsatz finden?

A

U-Rohr

Doppel U-Rohr

Koaxialrohr

(aus HDPE -> Polyethylen hoher Dichte)

33
Q

Oberflächennahe Geothermie - Erdwärmesonden

Zeichne den Querschnitt eines U-, Doppel U- und Koaxialrohr.

Kennzeichne außerdem den Einlass (kalte Flüssigkeit) und Auslass (warme Flüssigkeit)

A

siehe Lsg. slide 15!

34
Q

Oberflächen Geothermie - Erdwärmesonden

Spezifische Entzugsleistung für Erdwärmesonden in kleineren Anlagen für verschiedene Volllastbenutzungsstunden.

-> siehe slide 16!

A

…

35
Q

Oberflächen Geothermie - Erdwärmesonden

Spezifische Entzugsleistung für Erdwärmesonden in kleineren Anlagen für verschiedene Volllastbenutzungsstunden.

Festgestein-Untergrund hat höhere Entzugsleistungen als trockene Lockergesteine.

Wahr/Falsch?

A

Wahr
-> siehe slide 16

36
Q

Oberflächen Geothermie - Erdwärmesonden

Spezifische Entzugsleistung für Erdwärmesonden in kleineren Anlagen für verschiedene Volllastbenutzungsstunden.

Ordne die folgenden einzelnen Gesteine anhand ihrer Entzugsleitung:

Kies, Sand, trocken

Kies, Sand, starker Grundwasserfluss (für Einzelanlagen)

Kies, Sand, wasserführend

A

Kies, Sand, trocken
<
Kies, Sand, wasserführend
<
Kies, Sand, starker Grundwasserfluss (für Einzelanlagen)

Weil bei starken Grundwasserfluss ständig Wasser mit der natürlichen Untergrundtemperatur vorbei fließt an den Erdwärmesonden, sodass fast keine Abkühlung des Erdbodens stattfindet.

37
Q

Oberflächennahe Geothermie - Erdwärmesonden

Bei ?(1)? Volllastbenutzungsstunden im Jahr können höhere Entzugsleistungen erreicht werden als bei ?(2)? Volllastbenutzungsstunden im Jahr.

Der Grund ist die ?(3)?

A

(1) weniger

(2) höheren

(3) Auskühlung des Bodens (bei starkem Grundwasserfluss Effekt kaum vorhanden, weil kontinuierlich Wärme nachgeführt wird)

38
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Grundwasserbrunnen

Skizziere die Konfiguration/das System!

A

Lösung siehe slide 17

39
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Grundwasserbrunnen

Es handelt sich primär um Grundwasserbrunnen

Häufig in Doubletten-System, bestehend aus?

A

einem Schluck- und einem Förderbrunnen

40
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Grundwasserbrunnen

Häufig in Doubletten-System, bestehend aus einem Schluck- und einem Förderbrunnen.

Warum müssen der Schluck- und der Förderbrunnen einen ausreichend großen Abstand zueinander besitzen?

A

um thermische Rückkopplung zu vermeiden

41
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Grundwasserbrunnen

Was bildet sich nach einer gewissen Betriebszeit aus?

A

Wärme- und Kälteblasen

42
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Grundwasserbrunnen

Nenne Nachteile eines solchen Systems! (3)

Nenne einen Vorteil!

A

Nachteile:
- Hohe Installationskosten

  • Einschränkungen hinsichtlich der Verfügbarkeit der Wärmequelle
    -> ausreichend ergiebige Grundwasserleiter (Aquifere) mit geeigneter Wasserqualität in nicht zu großer Tiefe nicht überall vorhanden
  • regionale wasserrechtliche Bedingungen bilden eine weitere Einschränkung

Vorteil:
- unabhängig von der Jahreszeit

43
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Grundwasserbrunnen

Wovon hängt die Kapazität ab?

A

vom extrahierbaren Massenstrom

(Q = mPunkt * cp * deltaT)

44
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Erdwärmekollektoren

Skizziere die Konfiguration!

A

siehe Abbildung slide 19!

45
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Rohre in Gräben

Skizziere die Konfiguration!

A

siehe Abbildung slide 19!

46
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Erdwärmekollektoren (Rohre in Gräben ist ein sehr ähnliches Konzept)

1) Was wird als Wärmequelle genutzt?

2) Was sind wesentliche Bauteile? (2)

A

1) unterirdischer Boden

2) Austauschrohre aus PVC, Wassersalzlösung im geschlossenen System

47
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Erdwärmekollektoren (Rohre in Gräben ist ein sehr ähnliches Konzept)

1) In welcher Tiefe liegen die Rohre?

2) Wie verändert sich die Wärmeleitfähigkeit im Jahresverlauf? Was ist im Winter notwendig?

A

1) in bis zu 2m Tiefe

2)
Im Winter sehr geringe Wärmeleitfähigkeit (durch trockenen Boden, sehr niedrige Temp)

Im Herbst/Frühling höhere Feuchtigkeit des Boden -> Höhere Wärmeleitfähigkeit

48
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme

Nenne zwei Nachteile und einen Vorteil von Erdwärmekollekoren und Rohren in Gräben!

A

Nachteile
- abhängig von der Jahreszeit (Erdwärmesonden und Grundwasserbrunnen hingegen nicht)

  • nicht als alleinige Wärmequelle für effiziente Einfamilienhäuser ausreichend (Erdwärmesonden und Grundwasserbrunnen hingegen schon)

Vorteile:
- preiswerter als Erdwärmesonden und Grundwasserbrunnen

49
Q

1) Für effiziente Einfamilienhäuser können welchen oberflächennahen Geothermiesystemen als ALLEINIGE Wärmequellen realisierbar sein?

2) Welche dagegen nicht?

A

1) Erdwärmesonden und Grundwasserbrunnen

2) Erdwärmekollektoren, Rohre in Gräben (mit z.B. einer Wärmepumpe zu verbinden)

50
Q

Oberflächennahe Geothermiesysteme - Erdwärmekollektoren

Beschreibe die Konfiguration!

A
  • horizontale Rohre knapp unterhalb des Erdbodens
  • stark saisonal abhängig
51
Q

Nenne Systeme der tiefen Geothermie! (bzw. Konfigurationen der oberflächennahen Geothermie)

A

Hydrothermale Systeme (Zwei-Loch-System)

Tiefensonden

Hot-Dry-Rock Systeme

52
Q

Tiefe Geothermie - Hydrothermale Systeme (Zwei Loch System)

Beschreibe das Verfahren kurz!

A

Wasser wird aus einer wasserführenden Schicht mit hoher Temperatur gepumpt.

Meistens ist T < 100°C

Die entzogene Energie wird meistens zum Heizen verwendet.
(-> nicht für Einfamilienhaus, sondern für ganze Siedlungen)

53
Q

Tiefe Geothermie - Hydrothermale Systeme (Zwei-Loch-System)

Skizziere Abbildung slide 22!
-> Beschrifte auch (mit HIlfe von slide 21)
-> Beachte auch die vers. Varianten (slide 23)

A

…

54
Q

Tiefe Geothermie - Hydrothermale Systeme (Zwei-Loch-System)

Es gibt verschiedene Varianten von Zwei-Loch-Systemen (Möglichkeiten der Erdwärmegewinnung):

-> siehe slide 23!!

A

…

55
Q

Bei der oberflächennahen Geothermie ist es möglich nur einen Förderbrunnen zu haben und das Wasser dann z.B. in einen nahe gelegenen Fluss einzuleiten.

Ist dies bei der tiefen Geothermie ebenfalls möglich?

A

NEIN
-> es benötigt immer einen Förder- und einen Schluckbrunnen (bzw. Injektionsbrunnen)

56
Q

Tiefe Geothermie - Hydrothermale Systeme (Zwei-Loch-System)

Nenne Vor- und Nachteile (2) eines Zwei-Loch-Systems mit gekrümmten Bohrungen! (so wie in Abbildung rechts oben auf slide 23 dargestellt)

A

Vorteile:
- überirdischer benötigter Platz geringer

Nachteile:
- sehr aufwendig
- sehr teuer

-> man versucht insgesamt gekrümmte Bohrungen im besten Fall zu umgehen (außer zum Teil bei Flächenmangel)

57
Q

Tiefe Geothermie - Hydrothermale Systeme (Zwei-Loch-System)

Funktionsprinzip des Abpumpens im geothermischen Fluidkreis

Beschreibe!

A

Wasser wird über Fördersonde gefördert

Dann werden in einem Grobfilter mitgerissene Steine, Sand etc. herausgefiltert

Dann gelangt das Wasser in den Wärmeübertrager

Nach dem Wärmeübertrager gelangt es in die Injektionspumpen, wo wieder der Druck aufgebaut wird, um das Wasser über die Injektionssonde zurück zu injizieren.

Zwischen Injektionspumpen und Injektionssonde befindet sich noch ein feinmaschiger Filter für Sand

Siehe mit Schema slide 24

58
Q

Beschrifte slide 24 !!

A

…

59
Q

Tiefe Geothermie - Hydrothermale Systeme - Bohrung

Beschrifte slide 25!!

A

…

60
Q

Tiefe Geothermie - Hydrothermale Systeme - Bohrung

Wozu wird der Drehtisch benötigt?

A

zur Durchführung der Rotation des Bohrgestänges

Zur Einführung von Bohrgestänge
(-> hat Mechanismus, welcher Bohrgestänge festhalten kann und mit steigender Tiefe/voranschreitender Bohrung wird dann immer ein weiteres Bohrgestänge hereingebracht und miteinander verschraubt)

61
Q

Tiefe Geothermie - Hydrothermale Systeme - Bohrung

Wie gelangt das abgetragene Material aus der Bohrung hinaus?

A

Geschieht durch Spülwasser.

Dieses wird unter hohem Druck in die Bohrung herein- und durch den hohen Druck auch wieder heraus gepresst.

Übertage wird das Spülwasser dann wieder vom Abrieb getrennt, um erneut genutzt werden zu können.

62
Q

Tiefe Geothermie - Hydrothermale Systeme - Bohrung

Herkömmliche Bohranlage für Tiefen > 3000m sind schwere Konstruktionen.

Turmhöhen im Bereich 40-60m.

Beinhalten Tanks, Pumpen, Rohrleitungen zum Umwälzen von Bohrschlamm

Schwere Motoren mit bis zu mehreren MW Stromverbrauch werden für was benötigt?

A

für die Schlammumwälzpumpen, den Drehtisch und die Winde

(siehe auch Abbildung slide 26+27)

63
Q

Bohrmeißel
-> Abb. slide 27

A

…

64
Q

Tiefe Geothermie - Hydrothermale Systeme (Zwei-Loch-System)

Nach dem Bohren der erste ?(1)? m wird das Standrohr eingesetzt und ?(2)?.

Großer Durchmesser von 24-30 Zoll verleiht dem Bohrloch und dessen Kopf ?(3)?

Nach weiteren 30-100m wird das ?(4)? einzementiert.
-> Solide Grundlage
-> Schützt Grundwasserleiter vor Verunreinigungen

A

(1) 15m

(2) zementiert

(3) strukturelle Unterstützung

(4) Leitrohr

65
Q

Tiefe Geothermie - Hydrothermale Systeme (Zwei-Loch-System)

-> siehe Abb. slide 29 mit Standrohr und Leitrohr

A

…

Umw (27 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2024 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions