B. Welsch

Prognosefähigkeit numerischer Erdwärmesondenmodelle

ZusammenfassungFür größere Erdwärmesondenanlagen werden standardmäßig numerische Berechnungen durchgeführt. Anlass sind neben der Dimensionierung (Bestimmung von Anzahl und Tiefe der benötigten Erdwärmesonden) vor allem genehmigungsrechtliche Fragestellungen, bei denen häufig eine möglichst realistische Modellierung gefordert wird.Eine solche realistische Simulation ist technisch durchführbar, jedoch sehr aufwändig. Ein wichtiger Aspekt, der dabei in den Hintergrund gerät, ist die Quantifizierung der Parameterunsicherheiten aufgrund der natürlichen Heterogenität des geologischen Untergrundes.Statt nur eine einzelne möglichst realistische Prognoseberechnung durchzuführen, kann die zusätzliche Berechnung von Ensemblemodellen, das heißt einer höheren Anzahl von sinnvoll vereinfachten Modellen, oftmals hilfreich sein. Durch Variation der Untergrundkennwerte im Bereich der vermuteten Unsicherheiten können Prognoseunsicherheiten bestimmt und dem Planer sowie dem Gutachter damit wichtige Zusatzinformationen zur Verfügung gestellt werden.AbstractLarge installations of borehole heat exchangers (BHEs) typically require numerical modeling. A reasonable system dimensioning (number and depth of BHEs) has to be found and regulatory requirements (minimizing environmental impact and avoiding competitive usage) have to be met. In the latter case, highly realistic models are typically demanded. Such realistic models are technically possible, but very laborious. One important issue, which is often neglected, is the quantification of parameter uncertainties due to heterogeneity of the geological subsurface.Instead of a single forecast model, the additional computation of so-called ensemble models, i.e. a larger number of more simplified models, should be considered. By varying the relevant characteristics of the subsurface within the range of uncertainty, the quality of the forecast can be estimated, and the system designer can obtain valuable additional information.