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PETher - Physikalische Eigenschaften von Thermalwasser

Messung physikalischer Thermalwassereigenschaften unter In-situ-Bedingungen

PETher ist ein Forschungsprojekt, gefördert vom BMWi (Förderkennzeichen 0325761). Die Projektpartner sind das KIT (Projektkoordination), GeoT (Geothermal Engineering GmbH, Karlsruhe; geowissenschaftliche Koordination) und gec-co (Global Engineering and Consulting GmbH, Augsburg); GTN (Geothermie Neubrandenburg GmbH) wirkt als Unterauftragnehmer mit. Ziel des Projektes ist es die thermophysikalischen Eigenschaften spezifische isobare Wärmekapazität, kinematische Viskosität, Dichte und thermische Leitfähigkeit von Thermalwässern unter In-situ-Bedingungen zu bestimmen. Diese sind relevant bei der Abschätzung der erzielbaren thermischen Leistung und Auslegung von Geothermiekraftwerken. Bisher wurden nur vereinzelte Messungen ausgewählter Stoffwerte unter Laborbedingungen bzw. an einzelnen Standorten durchgeführt. Reale Thermalwässer waren bislang nicht Gegenstand der Untersuchungen bzw. wurden sie nicht unter kraftwerksrelevanten Randbedingungen (Druck, Temperatur, chemische Zusammensetzung, etc.) betrachtet. Im Rahmen dieses Projektes werden die Thermalwassereigenschaften unter In-situ-Bedingungen (reservoirnah, Durchströmung der Messgeräte) als Funktion von Druck, Temperatur und Salzgehalt direkt an unterschiedlichen Geothermiestandorten in Deutschland gemessen. Dazu wird ein mobiler Prüfstand verwendet, welcher mit selbstentwickelten Messgeräten ausgestattet ist, die für die geothermie- und standortspezifischen Anforderungen ausgelegt sind. Dichte, thermische Leitfähigkeit, Viskosität und Wärmekapazität werden als Funktion der Temperatur und des Druckes gemessen. Der pH- Wert und die elektrische Leitfähigkeit werden ebenfalls während der Messkampagne, jedoch unter Umgebungsbedingungen bestimmt. Die Ergebnisse können verwendet werden, um vorhergegangene Laboruntersuchungen und bestehende Modelle zu validieren. Des Weiteren soll eine Datenbank erstellt werden, die alle erhobenen Werte umfasst und so eine breite Grundlage für zukünftige Geothermieprojekte in Deutschland schafft.

 

Abb. 1: Schematische Darstellung des mobilen Prüfstandes. Die Fließrichtung des Thermalwassers ist von links nach rechts. Die Messgeräte sind zwar teils in Reihe, teils parallel verbaut, werden aber bei Messungen einzeln betrieben.