Projekt 04038/93

Aufbau einer Wasserkraftanlage an der Richard-Fehrenbach-Gewerbeschule in Freiburg in Zusammenarbeit mit der Walther-Rathenau-Gewerbeschule zum Zweck beruflicher Umweltbildung

Projektdurchführung

Richard-Fehrenbach-Gewerbeschule
Friedrichstr. 51
79024 Freiburg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Wasserkraftanlage soll die Gefällstufe des Gewerbekanals im Schulgelände der W. - Rathenau - und R. - Fehrenbach-Gewerbeschule zur Stromgewinnung nutzen und gleichzeitig ein Demonstrations- und Unterrichtsprojekt für beide Schulen im Rahmen der Umweltbildung sein. Die Wasserkraftanlage ergänzt die schon vorhandenen anderen Anlage zu einem Energiepark, der die regenerative Energieerzeugung auch einer breiten Öffentlichkeit näher bringen soll.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenWährend der Bauphase im Jahre 2003 werden unsere Schüler die Entstehung einer Wasserkraftanlage erleben und speziell beauftragte Klassen dokumentieren den Baufortschritt und stellen ergänzende Informationen zusammen. Ebenfalls sind Schüler an geeigneter Stelle mit Eigenleistungen in die Bauarbeiten integriert. Bei Vergleichen mit anderen Wasserkraftanlagen lernen sie deren Unterschiede und die Gesetzmäßigkeiten der Energienutzung aus Wasserkraft kennen. Dabei soll der Zugang und das Verständnis für die regenerative Energiegewinnung gefördert werden. Die optisch und technisch zugängliche Bauart des Wasserrades nach Zuppinger, ermöglicht die direkte Verknüpfung mit den vielfältigen Themen des Umweltschutzes. Im angrenzenden Maschinenlabor der Walther-Rathenau-Gewerbeschule werden die Messergebnisse der Anlage erfasst und können von Schülern ausgewertet werden. Schüler der Fachschule für Technik der beiden Schulen erhalten die Möglichkeit im Rahmen von Technikerarbeiten, umweltrelevante Themenstellungen zu bearbeiten. Durch die zentrale Lage in Freiburg und in Verbindung mit unserem Solarturm, einem Windrad, einer geothermischen Anlage und einem Sonnenlehrpfad, ist die Gesamtanlage ein interessanter Energiepark für die allgemeine Öffentlichkeit und für die Schülerinnen und Schüler der insgesamt siebzig Schulen in Freiburg. Neben kulturgeschichtlichen und physikalisch - technischen Inhalten erschießt die Gesamtanlage den Zugang zu aktuellen Themen wie Klimaveränderung und Energieversorgung und zeigt Chancen durch eine regenerative Energieerzeugung auf.


Ergebnisse und Diskussion

Die umfangreichen Erd- und Betonarbeiten, der Aufbau der elektrischen Anlagen zur Einspeisung in das Netz, der Bau der Schaltschränke mit den elektronischen Einheiten der Regelung und Automatisierung, die Gestaltung der Schnittstellen zur Auskopplung der Prozessdaten und die Installation des Wasserrades mit Getriebe und Generator, waren für die Schülerinnen und Schüler, aber auch für das Kollegium unserer beiden Schulen, prägende Ereignisse und Anlass für vielfältige Aktionen. Die durchgeführten schülerbezogenen Projekte während der Bauphase werden durch zur Zeit laufende und zukünftige Aktionen fortgeführt und ergänzt. Es zeigt sich bereits deutlich, dass die Wasserkraftanlage unerschöpfliche Ansatzpunkte bietet und damit nachhaltig die Durchführung des geforderten projektbezogenen Unterrichtes fördert. Einige Beispiele für durchgeführte, laufende und zukünftige Projekte seien hier genannt : Dokumentation der Bauphase und Aufbereitung der Ausarbeitungen durch eine Klasse des Berufskollegs Technische Kommunikation, Mitarbeit von Schülern der zweijährigen Berufsfachschule beim Zuschnitt und der Montage der Holzbeplankung des Wasserrades, Mitarbeit der Meisterschule bei der Planung und Installation von Schaltschränken und Leitungen, Programmierung und Einstellung des Re-chenreinigers und der Stellfallen zur Regelung des Wasserstandes durch Schüler der Fachschule für Technik, theoretische Berechnungen von Wirkungsgrad und Leistung abhängig von Stauhöhe und Durchfluss im Fach Physik der entsprechenden Schularten unserer Schulen, Bau einer Visualisierung der Prozessdaten mit Internetanbindung als Technikerprojekt, Erstellen von Präsentationen zum Thema regenerative Energien, Mithilfe von Schülern bei der Durchführung von Wartungsarbeiten am Getriebe, Generator und Wasserrad, Kontrolle und sortierte Entsorgung des angeschwemmten Materials, Bau einer Beleuchtung und Schutzüberwachung durch Schüler des Berufsfeldes Elektrotechnik, Bau von Git-tern und Absturzsicherungen durch Schüler des Berufsfeldes Metall, .... . Neben den eher pädagogischen, methodischen und didaktischen Aspekten der genannten Unterrichtsprojekte, wird mit der Wasserkraftanlage zudem umweltgerecht elektrische Energie erzeugt und in das öffentliche Netz bzw. in unserem Fall direkt in das Schulnetz eingespeist. Zähler des örtlichen Energieunternehmens badenova erfassen die Einspeisung damit die Stromlieferung vergütet werden kann. Die Nennleistung bei voller Stauhöhe liegt bei 12 kW und diese Leistung wurde bei mehren Testläufen auch erreicht. Leider stellte sich nachträglich heraus, dass der vorhandene geschlossene Kanal des Gewerbebaches bei voller Anstauhöhe und damit bei erhöhtem Wasserdruck nicht vollständig dicht ist. Die entweichende Wasser-menge ist an sich gering und unerheblich, läuft aber leider in einen ebenfalls nicht vorschriftsmäßig dichten Kanal einer Fernheizung. Lokal begrenzte Versuche zwei entdeckte Fugen abzudichten konnten das Problem nicht lösen, da nur eine Gesamtsanierung insbesondere der Bodensohle des Kanals Erfolg verspricht. Diese Maßnahme kann aber erst beim Bachabschlag im Oktober 2005 durchgeführt werden, vorausgesetzt die Beteiligten können die veranschlagten Sanierungskosten von rund 50.000 € aufbringen. Der Förderverein für regenerative Energien an der Walther- Rathenau - und Richard-Fehrenbach- Gewerbeschule plant zur Zeit Schritte zur Sanierung des städtischen Kanals. Die Wasserkraftanlage kann im Augenblick nur mit einer reduzierten Stauhöhe und mit geringerer Einspeiseleistung betrieben werden. Die Unterrichtsprojekte, die sich aus dem pädagogischen Gesamtkonzept des Wasserkraftwerks ergeben, sind unabhängig von der momentanen Leistung und können in vollem Umfang durchgeführt werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Der Bau und der Betrieb der Wasserkraftanlage stößt in der Öffentlichkeit auf ein großes Interesse. Mit Besuchen der für die Schulen der Stadt Freiburg zuständigen Bürgermeisterin während der Bauphase und bei der Einweihung, verbunden mit Presseerklärungen und dem Besuch von Repräsentanten der Fraktionen des Gemeinderates, des Schulträgers, des Oberschulamtes und vieler anderer Gäste, konnte eine sehr gute und positive Resonanz in den lokalen Medien erreicht werden. Die als Technikerprojekt im Bau befindliche Datenvisualisierung mit Touchscreen zur individuellen Bedienung und Abruf von Darstellungen und Präsentationen durch die interessierten Besucher, eröffnet Chancen für ein vertieftes Wissen über die regenerative Energieerzeugung. Die Datenaufbereitung mittels Computer ermöglicht ei-ne Einbindung von Präsentationen zu den verschiedensten Themen des Umweltschutzes. Ein Zugang zur Datenvisualisierung über das Internet ist geplant.


Fazit

Das Energieversorgungsunternehmen badenova und die Stadt Freiburg haben den Energiepark unserer beiden Schulen in ihr Besucherprogramm aufgenommen. Die pädagogischen Konzepte und die Umsetzung von Schulprojekten im Zusammenhang mit der regenerativen Energieerzeugung vertiefen das Ver-ständnis für ökologische Zusammenhänge, stärken die Handlungskompetenz und dienen damit nachhaltig dem Umweltschutz.