Geothermie
Geothermie
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Inhalt:
Der Energievorrat der Erdwärme, der weltweit in heißem Wasser oder im Gestein lagert, ist nahezu unerschöpflich. Man schätzt, dass die Erdwärme unseren heutigen Weltenergiebedarf für Millionen Jahre abdecken könnte. Mit heutigen Technologien können diese umweltfreundlichen und klimaschonenden Energiequellen praktisch fast überall genutzt werden. Geothermie, so der Fachausdruck für Erdwärme, gehört deswegen zu den weltweit am meisten eingesetzten erneuerbaren Energieträgern.
Die Vorlesung wird die große Bandbreite der Geothermie abdecken. Nach einem Überblick der Stellung der Geothermie innerhalb der erneuerbaren Energieerzeugung, werden die geophysikalischen und geologischen Grundlagen zum Aufbau der Erde, des Wärmehaushaltes der Erde, sowie die Ursachen von regionalen und lokalen Unterschieden des Wärmeflusses behandelt. Es werden einige geophysikalische Methoden der geothermischen Prospektion vorgestellt. Im letzten Drittel der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen des Wärmetransportes innerhalb des Untergrundes und der Thermo- und Fluiddynamik von technischen geothermalen Systemen (Wärmetauscher, Wärmepumpen, usw.) erörtert. Schließlich wird eine Reihe von geothermischen Projekten in der Praxis vorgestellt und ihre technischen Möglichkeiten und Probleme diskutiert.
Gliederung:
- Physik der Energie und der Energieumwandlungen
- Statistiken zur globalen Energie- Erzeugung und des -Verbrauchs
- Geothermie als regenerative Energiequelle: Aktueller globaler Stand und Projektbeispiele
- Geothermie als Teilgebiet der Geophysik
- Geophysik und Geologie der Erde
- Einführung in die Geologie und Mineralogie der Gesteine
- Struktur und Aufbau der Erde
- Konzepte und Vorstellungen zur Plattentektonik der Erde
- Der Wärmefluss der Erde und seine Korrelation mit dem tektonischen Aufbau der Erde
- Einteilung der geothermischen Energiegewinnung
- oberflächennahe Geothermie
- hydrothermale Geothermie
- "Hot-Dry-Rock" Geothermie
- Theoretische Grundlagen des Wärmetransportes in der Geothermie
- Wärmeleitung
- hydrothermale Strömung und konvektiver Wärmetransport,
- Berechnungsgrundlagen für die Auslegung von Erdkollektorsystemen
- Technische Aspekte der Nutzung geothermischer Energie
- Wärme-und Kälteerzeugung mittels Wärmetauscher und Wärmepumpen
- geothermische Elektrizitätserzeugung
- Fallbeispiele geothermischer Projekte in Deutschland und der Welt
Vorkenntnisse: Physik, Mechanik, Thermodynamik, Hydromechanik, (wünschenswert: Ingenieurgeophysik)
Die Vorlesung wird nach erfolgreicher Teilnahme am Kolloquium mit 3 Credits anerkannt.