Projekt 04038/63

Demonstrationsanlage Photovoltaik zur beruflichen Umweltbildung

Projektdurchführung

Berufsbildende Schule Südliche Weinstraße
Steinfelder Str. 53
76887 Bad Bergzabern

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Umweltbelastung hat durch einen Anstieg des Energieverbrauchs enorm zugenommen, was im wesentlichen unser Klima beeinträchtigt. Um die Menschheit zukünftig vor einem Umweltkollaps zu schützen, bedarf es dem umweltbewussten Handeln (Grobziel - Rahmenlehrplan BBS Rheinland-Pfalz) aller. Der Einsatz regenerativer Energien kann hierzu einen Beitrag leisten. Dazu ist es notwendig, im Schulunterricht den Schülern bestimmte Kenntnisse (Feinziele) zu vermitteln, um möglichst zukünftig auch eine positive Verhaltensänderung (übergeordnete Lernziele) im Sinne der Umweltproblematik in unserer Gesellschaft zu bewirken.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer vorhandene Anlagenaufbau und die fest installierte Messeinrichtung ist so konzipiert, dass alle projektwichtigen Messdaten den Schülern zur Verfügung stehen. Im Klassensaal steht den Projektgruppen zudem ein Technologieschema der Photovoltaikanlage zur Verfügung. Unter Anwendung des analytischen Lehrverfahrens sind nun alle Elemente der Anlage einzeln auf ihre Funktion hin zu analysieren und sollen dann wieder unter Anwendung des synthetischen Lehrverfahrens zu einem Gesamtsystem fokussiert werden. Teilaspekte des logisch-genetischen Lehrverfahrens begründen dabei die Integration der Photovoltaikanlage in die räumlich vorhandene Elektroinstallation (Netzeinspeisung).
Die fachliche Vermittlung ist den betroffenen Schülern angepasst (didaktische Reduktion), weil die Sonneneinwirkung bezüglich der Bestrahlungsstärke eigentlich dreidimensional zu erfassen ist. Deshalb wird bei der Datenerfassung - um die Kennlinie Pab = f (E) zu erfassen - lediglich für eine Projektgruppe ein Zeitraum von einem Monat zu mindestens 4 Tageszeitpunkten unter Berücksichtigung der Wetterverhältnisse (zweite Dimension) angesetzt. Der Wettereinfluss (z.B. Wolken) auf die natürliche Energieausbeute wird den Schülern durch Abschattung einiger Solarflächen verdeutlicht.
Insgesamt sind derzeit 10 Schulklassen an diesem Projekt beteiligt. Somit sind 10 Monate pro Jahr für das Projekt bestimmt (+ insgesamt 2 Monate Schulferien). Schulklassen folgen regelmäßig nach. Somit ist es möglich, die Daten der einzelnen Monatsstatistiken zu sammeln und als Resümee eine Jahresstatistik (Teilnahme aller Projektgruppen = Gesamtprojekt) zu erstellen.
Die dritte dimensionale Betrachtungsweise der Energieausbeute - Jahreszeitenabhängigkeit - wird nun durch die Jahresstatistik aller an diesem Projekt beteiligten Schulklassen über das logisch-genetische Lehrverfahren offeriert.


Ergebnisse und Diskussion

Die Photovoltaikanlage wurde am 01.02.2001 fertiggestellt und rechtzeitig am Tag der offenen Tür am 02.02.2001 in Betrieb genommen. Auch wenn zuvor unerwartete Probleme bei der Anlagenmontage der Photovoltaikelemente mit einer Konsole an dem Mauerwerk aufgetreten sind, so ist nun mit Hilfe von allerdings sehr teuren Spezialdübeln und einem hohen Arbeitsaufwand die Montage fertiggestellt. Allerdings haben sich dadurch die Gesamtkosten um 3.879,33 DM erhöht.
Dafür entfielen jedoch die Kosten der Elektroinstallation, weil die Anlage von dem hiesigen Fachlehrer und teilweise auch von Schülern aus Elektroklassen sowie von dem Hausmeister der Berufsschule am Schulnetz angeschlossen wurde. Reine Arbeitskosten bezüglich der Elektroinstallation sind also nicht direkt entstanden, sondern zusätzlich von Mitarbeitern der Schule erbracht worden. Lediglich die für das Projekt kalkulierten Materialkosten für die Elektroinstallation in Höhe von 460,00 DM wurden ebenfalls von der Schule getragen.
Weil die Anlage zu einem relativ frühen Jahreszeitpunkt an das Schulnetz gekoppelt wurde, war die Energieausbeute zunächst relativ gering. Eine Steigerung des Energiegewinns ist jedoch seit dem 02.02. - aufgrund der zusätzlichen Zählertafel im Eingangsbereich der BBS - auch für Besucher gut beobachtbar. Ein zweiter Zähler befindet sich in der Elektrowerkstatt, von dort aus werden die Daten von den ein-zelnen Schulklassen gesammelt und statistisch ausgewertet. Das Anlagenverhalten bezüglich der Jahreszeit oder Wettereinflüsse ist für die an dem Projekt beteiligten Schulkassen gut beobachtbar. Die natürliche und vor allem saubere Energiegewinnung lässt sich für die Schüler gut nachvollziehen.
Jedoch kann zu diesem Zeitpunkt noch keine absolut präzise Aussage über das Anlagenverhalten hinsichtlich des Anlagenwirkungsgrades und des Jahresenergieleistungsmittels getroffen werden. Es werden also noch mehrere Daten von den einzelnen Schulklassen gesammelt und ausgewertet. Erst danach kann mit den Schülern gemeinsam eine ökologisch/ökonomische Betrachtung durchgeführt werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Während der Montage- und Installationsphase wurde die Berufsschule von verschiedenen Elektroinstallationsbetrieben und einigen Privatleuten aufgesucht, weil das Projekt Photovoltaikanlage durch Mundpropaganda und durch die gut sichtbare Anbringung der Elemente zur Hauptverkehrsstraße hin bei einigen Leuten Neugierde und Interesse geweckt hat. Bei einem Besuch der Landrätin und des Verbandsbürgermeisters mit weiteren Gästen beeindruckte das modernisierte Schulgebäude und vor allem auch die technische Einrichtung (Photovoltaikanlage) im neuen Elektrolabor. Am Tag der offenen Tür war das Interesse an dieser Anlage sehr hoch und die Besucher erhielten dazu entsprechende Informationen. Generell wurden allen Besucher auf die Förderung durch die DBU hingewiesen. Weitere Öffentlichkeitsarbeit ist nach Datenauswertung in Planung.


Fazit

Die bisher im Projekt zusammengefassten Daten lassen noch keine präzisen Aussagen zu, aber die Tendenz bezüglich der Energieausbeute hinsichtlich der Tageszeit, Wetterlage und Jahreszeiten ist für die Schüler aus den bisherigen Beobachtungen gut nachvollziehbar. Ebenso haben die Schüler den An-lagenaufbau und die Integration der Photovoltaikanlage in das örtliche Schulnetz gut kennen gelernt, weil auch die Messungen für die laufende Datensammlung von den Schülern durchgeführt werden.