Zwischen 2022 und 2023 wurden im Südosten des Campus Lichtwiese drei koaxiale Erdwärmesonden mit einer Tiefe von jeweils 750 Metern in den Untergrund eingebracht. Der Demonstrator dient seither als großmaßstäbliches Versuchsfeld für thermische Modellierung, Langzeitüberwachung und Systemoptimierung. Zudem ist er Teil des EU-Horizon-Projekts „PUSH-IT“, das hochtemperierte geothermische Wärmespeicher an verschiedenen europäischen Standorten erforscht.

Bisher existierende Systeme arbeiten mit Bohrtiefen von etwa hundert Metern. Das System an der TU wurde entwickelt, um eine innovative Form der saisonalen Wärmespeicherung zu testen, die auch in größeren Tiefen noch wirtschaftlich betrieben werden kann – obwohl dabei die Bohrkosten erheblich steigen. Die Sondenstandorte auf dem Campus wurden gezielt gewählt, um die energetische Effizienz zu maximieren. Numerische Simulationen zeigten, dass das System die gewünschten positiven Ergebnisse liefert.

Ein zentrales Element der Forschung war ein geothermischer Response-Test. Dazu wurden Glasfaserkabel in den Bohrlöchern installiert, die die Temperaturverläufe über Tiefe und Zeit hochauflösend erfassen und es so ermöglichen, die Funktion der Sonden genau zu untersuchen. Bei koaxialen Erdwärmesonden handelt es sich um geschlossene Systeme: Ein Wärmeträgerfluid zirkuliert innerhalb eines Rohrsystems und gibt Wärme an das umgebende Gestein ab oder nimmt sie auf – ohne Austausch von Wasser oder Stoffen mit dem Untergrund, wie er bei offenen Systemen auftritt. Das vereinfacht Kontrolle und Monitoring erheblich.