geoHEAT

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines neuen Messverfahrens, mit dem die Wärmeleitfähigkeit des Bodens direkt vor Ort, schnell und mit hoher räumlicher Auflösung bestimmt werden kann. Die Wärmeleitfähigkeit ist eine zentrale Bodeneigenschaft, die unter anderem für die Planung von Erdwärmeanlagen, Energieinfrastruktur und Bauwerken im Untergrund von großer Bedeutung ist. Bisherige Verfahren liefern diese Information entweder nur indirekt, mit großer Unsicherheit oder mit hohem zeitlichem und technischem Aufwand.

Im Rahmen des Projekts wird eine bestehende geotechnische Messsonde (CPT-Sonde) um thermisch aktive Elemente erweitert. Diese kleinen Heizelemente geben während der Messung kontrolliert Wärme an den Boden ab. Aus der Art und Geschwindigkeit, mit der sich diese Wärme im Boden ausbreitet, lässt sich auf die lokale Wärmeleitfähigkeit schließen. So entsteht erstmals die Möglichkeit, kontinuierliche Tiefenprofile der Wärmeleitfähigkeit direkt im Feld zu erfassen.

Die Entwicklung und Validierung des Verfahrens erfolgt in mehreren Schritten: Zunächst werden Laborexperimente und Modellversuche durchgeführt, um das physikalische Prinzip genau zu untersuchen. Parallel dazu werden numerische Simulationen eingesetzt, die die Wärme-, Wasser- und Spannungsprozesse im Boden abbilden. Diese werden genutzt, um das Messverfahren zu optimieren und die Auswertung der Daten zu unterstützen. Abschließend wird das Verfahren in Feldversuchen an einem Prototyp getestet und mit bestehenden Methoden verglichen.

Der gesellschaftliche und praktische Nutzen des Projekts liegt in der Bereitstellung einer neuen, zuverlässigen Datengrundlage für die Planung von geothermischen Anlagen und unterirdischer Energieinfrastruktur. Durch die Kombination von Messdaten, physikalischen Modellen und moderner Datenverarbeitung können Unsicherheiten reduziert, Planungsprozesse beschleunigt und Investitionsrisiken verringert werden. Damit leistet das Projekt einen Beitrag zu einer effizienteren und nachhaltigeren Nutzung des Untergrunds als Energie- und Bauressource.

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