Environmental Engineering Reference
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Abb. 6.52
Der schematische
Aufbau eines geothermischen
Kratwerks. Um die HDR-For-
mation zu erreichen, müssen
Bohrlöcher mit bis zu 3000m
Tiefe und mehr gebohrt wer-
den. In dem Sekundärkreislauf
wird als Arbeitsmedium
entweder Wasser oder eine
organische Flüssigkeit benutzt,
deren Dampf die Turbine an-
treibt
2
3
6
7
4
1 Druckpumpe
2 Dampfturbine
3 Generator
4 Nutzkreis−
5
1
laufpumpe
5 Primärwär−
metauscher
HDR−Formation
6 Sekundärwär−
metauscher
..
7 Kuhlkreislauf
In den geothermischen Anomalien finden sich ot
Aquifere
(das sind wasserführende Ge-
steinsschichten) mit den erforderlichen hohen Temperaturen, wo der Wasserdampf von
selbst aus dem Erdboden tritt. Beispiele dafür sind die Geysire auf
Island
oderin den
USA
.
Führen die Gesteinsschichten kein Wasser oder kann der Wasserdampf nicht an die
Oberfläche treten, dann muss mit Tiefbohrungen das Gestein erschlossen werden. Abhän-
gig von der Beschaffenheit der Erdkruste sind dazu Bohrlöcher mit bis zu 3000 m Tiefe
oder mehr erforderlich. Durch diese Bohrlöcher wird kaltes Wasser unter hohem Druck
in das heiße Gestein gepresst, das dabei permanente Spalten bildet, in denen das Wasser
verdampt und der Dampf durch ein zweites Bohrloch an die Oberfläche gelangt. Man
bezeichnet dieses Verfahren als das „Hot-Dry-Rock“
HDR-Verfahren
, seine technische
Realisierung befindet sich zur Zeit noch in der Entwicklung. In Europa befindet sich zum
Beispieleine Versuchs-HDR-Anlagebei Soultz-sous-Forêtin französischenTeil des Rhein-
grabens.
Im Allgemeinen ist der Wasserdampf aus geothermischen Quellen so stark mit Minera-
lien, zum Beispiel Schwefel, verunreinigt, dasser nicht direkt in die Turbine geleitet werden
kann, sondern in einem Wärmetauscher seine thermische Energie an ein sekundäres Ar-
beitsmedium abgibt. Ist die Damptemperatur des Primärkreislaufs hoch genug, kann der
Sekundärkreislauf ebenfalls ein Wasserkreislauf sein. Bei tieferen Temperaturen wird als
Arbeitsmedium eine organische Flüssigkeit verwendet, die schon unterhalb von 373 K sie-
det, wie zum Beispiel Isobutan. Ein schematisches Bild der gesamten HDR-Anlage ist in
der Abb.
6.52
gezeigt.
Unabhängig vom Arbeitsmedium ist der Wirkungsgrad einer geothermischen Wand-
lungsanlageimmergeringeralsderCarnot'scheWirkungsgrad
η
Carnot
undbeträgtbeieiner
Damptemperatur
T
= K nach der am Ende das Abschn.
2.3
gegebenen Faustregel
