Projekt 04038/08

Demonstrationsanlagen zur Vermittlung regenerativer Umwelttechnik

Projektdurchführung

Staatliche Gewerbeschule Metalltechnik mitTechnischem Gymnasium
Dratelnstr. 24
21109 Hamburg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Aufbau und Betrieb einer Lehr- und Demonstrationsanlage für regenerative Energien (Photovoltaik, Solarthermie, Windenergie) mit PC-gestützter Messdatenerfassung und -verarbeitung. Ziel des Projektes ist es, dass die unterschiedlichsten Lerngruppen der beruflichen und allgemeinen Bildung einerseits eine praxis- und handlungsorientierte Ausbildung zu den wesentlichen regenerativen Energieformen erhalten und andererseits zum bewussten Umgang mit Energie angehalten werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer Aufbau der Anlage soll innerhalb eines Jahres von beiden Schulen unter Beteiligung von Schülern und Auszubildenden sowie externer Bildungseinrichtungen durchgeführt werden. In den ersten drei Monaten werden eine Solarhütte, eine fest installierte Photovoltaik- und Solarthermieanlage und Teile der Wetterstation aufgebaut, sowie Hardware für Messdatenerfassung und -verarbeitung installiert.
Zeitlich parallel sollen die Experimentieranlagen (PV- und Solarthermie), zwei Windradmaste, ein fest installiertes Windrad und eine PV-Nachführeinrichtung aufgebaut, Geräte zur Messwerterfassung und -darstellung und die Wetterstation ergänzt, sowie die Software für die Messdatenerfassung und -verarbeitung eingerichtet werden. In der abschließenden Aufbauphase sollen die Einrichtungen zur Präsentation (Terminals, Schautafeln) errichtet und installiert, Geräte zur Messwerterfassung und -übertragung der Solarthermieanlage ergänzt, sowie die Software dieser Anwendung angepasst werden.
Der Betrieb und die Wartung der Anlagen wird von Lehrern und Schülern durchgeführt und für die entsprechenden Lerngruppen in den Unterricht integriert. Dabei werden die Erträge und das Verhalten der installierten Anlagen kontinuierlich überwacht und ausgewertet. Die Experimentieranlagen werden zur Montage, Demontage, zum Experimentieren, zur Fehlersuche und für Übungen in Mess- und Prozessleittechnik in der Arbeit mit Auszubildenden, Schülern und in externer Weiterbildung eingesetzt. Die Präsentation der jeweils aktuellen Messwerte und Ergebnisse geschieht über Terminals und Schautafeln in beiden Schulen.


Ergebnisse und Diskussion

Die im Berufsschulzentrum entstandene (und noch zu ergänzende) Anlage bietet vielfältige Möglichkeiten zum Einsatz in Aus- und Weiterbildung auf unterschiedlichen Bildungsniveaus. Die fest installierten Demonstrationsanlagen liefern einerseits einen Energiebeitrag (Netzeinspeisung, Duschwasser) und andererseits über die Messwerterfassung zahlreiche Messwerte, die zur Auswertung bei der Arbeit mit Lernprogrammen zur Verfügung stehen. Die Experimentieranlagen sind noch nicht vollständig angeschlossen, sollen jedoch in nächster Zukunft unter Beteiligung von Schülern fertiggestellt werden. Ähnliches gilt für Teile der Wetterstation und der Photovoltaik-Nachführanlage.

Die sehr komplexe Messwerterfassung (Bussystem INTERBUS in Verbindung mit der Software WinErs ist funktionsfähig und hat in ihren Möglichkeiten unsere Erwartungen weit übertroffen. Die Integration der Messwerte aus einigen Bereichen der Experimentieranlagen in die Bildschirmpräsentation steht noch aus.

Insgesamt kann die Anlage in Lernprozesse eingebunden werden, indem die Lernenden die Anlage fertig stellen und warten, Versuche durchführen, Ergebnisse auswerten und Anlagenoptimierung und -ergänzungen planen.

Es hat sich während der Aufbauphase gezeigt, dass die vorgelegte Zeitplanung bei der Komplexität dieser umfangreichen Anlage und bei verstärkter Einbeziehung von Schülergruppen in Planung und Durchführung nicht einzuhalten war. Die Arbeit an und mit dieser Anlage ist als Prozess zu sehen, bei dem immer wieder neue Ideen und Aufgabenstellungen einfließen. Daraus folgt auch, dass die bei Projektbeginn eingeplanten Lehrstunden weit überschritten wurden.

Die Präsentation der Anlage und der Messergebnisse über Terminals mit Touchscreen in den Pausenhallen wirkt sehr motivierend auf Schüler und Besucher. Insbesondere die Möglichkeit des aktiven Dialogs eröffnet auch dem Nichtfachmann bzw. Schüler in die Thematik Regenerative Energien anschaulich einzusteigen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Im Februar 2000 wird die Anlage im Rahmen einer Veranstaltung zum Energiesparen (fifty-fifty-Projekt) offiziell der Öffentlichkeit vorgestellt. Von diesem Zeitpunkt an ist die Anlagenpräsentation mit aktuellen Messwerten auf der Internetseite der Gewerbeschule 18 (unter www.hh.schule.de) vertreten. Auf dem INTERBUS-Pädagogenforum im September 1999 in Berlin wurde die Anlage mit ihren Möglichkeiten der Fernwartung und -diagnose den beteiligten Kollegen aus dem ganzen Bundesgebiet bereits demonstriert. Weitere Präsentationen sind geplant.


Fazit

Die in Betrieb genommene Anlage mit den aufgeführten Komponenten ist voll funktionsfähig. Die Art der Messwerterfassung und -visualisierung ist in sich motivierend und eröffnet den Schülern somit einen Zugang zu dem Thema Regenerative Energien.