Arbeitspaket 2: Optimierungsverfahren zur Positionierung von Erdwärmesonden

Neuigkeiten

Dezember 2024

Aufbauend auf den Untersuchungen aus dem Vorgängervorhaben EASyQuart sind gradientenfreie Optimierungsverfahren aufgrund ihrer Flexibilität als vielversprechender Ansatz für die Optimierung von Erdwärmesondenfeldern identifiziert worden. Für die Entwicklung des Zielfunktionals ist die Vorlauftemperatur der Erdwärmesonden das auslegungsrelevante Optimierungskriterium. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt kann der Algorithmus, dessen Aufgabe es ist eine optimale Platzierung von Erdwärmesonden bei bekannter Sondenanzahl und –länge zu gewährleisten, mit einer beliebigen Sondenanzahl umgehen und erlaubt die flexible Eingabe regulatorischer Abstandsregeln als Nebenbedingung des Optimierungsproblems.
Um die Funktionsweise der gradientenfreien Optimierungsstrategie bewerten und verbessern zu können, ist ein Minimalmodell von 3 Sonden mit eineindeutiger Lösung entwickelt worden. Die optimalen Sondenpositionen sind für dieses Modell ohne Grundwasser bekannt, sodass dieses für die Ermittlung von geeigneten Algorithmusparametern verwendet wird. Nachstehende Abbildung zeigt eine schematische Darstellung des Minimalmodells mit den bekannten optimalen Sondenpositionen. Ein auf dem Gebiet befindliches Gebäude und eine zu diesem sowie der Grundstücksgrenze einzuhaltende Abstandsbedingung schränkt die Platzierung geometrisch soweit ein, dass eine eineindeutige Lösung vorliegt.