Projekt 10761/01

Aufbau einer Photovoltaikanlage am Arnold-Janssen-Gymnasium in Neuenkirchen

Projektdurchführung

Arnold-Janssen-Gymnasium
Emsdettener Str. 242
48485 Neuenkirchen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Einbindung einer schuleigenen Photovoltaikanlage in ein zu verbesserndes Umweltbildungskonzept, dem es bisher an geeigneten Objekten zum projektorientierten Lernen mangelte, ist ein Anlaß des Vorhabens. Außerdem wird als Ziel angestrebt, den Theorie-Praxis-Bezug zu erhöhen und mit der neuen Anlage eine der elegantesten Möglichkeiten der umweltschonenden Bereitstellung elektrischer Energie sowie deren Nutzung im eigenen Hause demonstrieren zu können. Dieser Theorie-Praxis-Bezug soll bereits bei den Vorbereitungen zum Aufbau der Anlage beginnen und in enger Zusammenarbeit mit der Installationsfirma als Kooperationspartner erfolgen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer Aufbau der Anlage soll den Fördervoraussetzungen im Rahmenprogramm entsprechend als Unterrichtsprojekt durchgeführt werden. Unter der Leitung und Anleitung der Installationsfirma sollen die Mitglieder der Energie-Arbeitsgemeinschaft (8 Schüler der Jahrgangsstufe 12) bei Beachtung der Sicherheitsvorschriften an möglichst vielen der nachfolgend genannten Arbeitsschritte beteiligt werden:
Vorbereitung des Aufbaus:
- Information des Installateurs und des Lehrers über die Größe und Komponenten der Anlage,
- Ortsbegehung des Flachdaches und Erkundung der Aufstellmöglichkeiten unter Berücksichtigung der
Kabelverlegung, Ausrichtung nach Süden, Neigung der Module, Abschattung und Anzahl der Stränge,
- vorbereitende Arbeiten wie der Transport aller angelieferten Teile auf das Schuldach (3 Stockwerke).
Aufbau der Anlage:
- Besprechung mit dem Aufbauleiter auf dem Schuldach, Gruppeneinteilung mit genauen Anweisungen,
- Montage der Modulträger und deren Ausrichtung und Beschwerung mit Gartenplatten,
- Montage der Solarmodule auf den Modulträgern,
- Verkabelung aller Module untereinander und mit dem inzwischen installierten Wechselrichter,
- Überprüfung und Inbetriebnahme der Anlage,
- Montage und Inbetriebnahme des Großdisplays in der Pausenhalle.


Ergebnisse und Diskussion

Zur Planung und Vorbereitung des Aufbaus der Anlage:
Nachdem die Finanzierung der Anlage gesichert war (maßgeblich dafür waren die Bewilligungen der Förderanträge), konnte mit den konkreten Vorbereitungen zum Aufbau der Anlage begonnen werden.
Die Zusammenarbeit mit der Installationsfirma war beispielhaft, denn Herr Denker hat sich als Firmenchef und Vater eines ehemaligen Schülers (sowie Mitglied unseres Fördervereines) sehr viel Zeit genommen, um den Schülern der Energie-AG und deren Lehrer mit Rat und Tat zur Seite zu stehen. So konnten die Vorbereitungen wie oben geplant durchgeführt werden. Erfreulich ist, dass sogar einige Eltern in das Projekt eingebunden werden konnten, als es darum ging, die zur Beschwerung der Anlage benötigten Gartenplatten zu organisieren und beim Transport zu helfen. Da die Komponenten der Anlage erst am Aufbautag angeliefert wurden, hat die Installationsfirma die Kabelverbindung vom Dach zum darunterliegenden Physiksammlungsraum, in dem der Wechselrichter untergebracht ist, bereits einige Tage vorher vorgenommen. Dadurch konnte erreicht werden, dass an einem (für die Mitwirkenden unterrichtsfreien) Tag die komplette Anlage montiert werden und ihren Betrieb aufnehmen konnte.
Zum Aufbau der Anlage:
Der Arbeitseifer der Schüler kannte keine Grenzen, was dazu führte, dass nach einer kurzen Einweisung sämtliche Komponenten der Anlage schnell und ohne Beschädigungen das Dach erreichten. Der weitere Aufbau verlief bei passendem sonnigen Wetter ohne Probleme wie geplant im zeitlichen Rahmen und endete mit der Montage des Großdisplays am Nachmittag. Unterbrochen wurden die Arbeiten lediglich durch schaulustige Schülerinnen und Schüler in den großen Pausen sowie durch die Presse (s. u.).
Die Inbetriebnahme des Großdisplays in der Pausenhalle mußte aus Zeitgründen auf einen späteren Zeitpunkt verschoben werden, weil es nicht ohne technische Veränderungen möglich war, die vom Wechselrichter in das Stromnetz des neueren Schultraktes (Anbau) eingespeisten Daten in das Stromnetz des älteren Hauptgebäudes (Pausenhalle) zu übertragen.
Der Neigungswinkel der Module wurde für den kommenden Winterbetrieb auf 40° eingestellt. Eine Veränderung dieses Winkels für das Sommerhalbjahr bzw. für Experimente ist auch jetzt bereits möglich, aber sie könnte durch leichte Veränderungen an der Modulträgerkonstruktion (Anbringen zusätzlicher Halterungen) im nächsten Frühjahr noch wesentlich erleichtert werden.

Eine spätere Vergrößerung der Anlage durch die Montage zusätzlicher Module ist problemlos möglich, weil bei der Kabelablängung auf dem Dach, der erweiterbaren Modulträger zu einer Seite sowie der noch freien Kapazität des Wechselrichters die Peripherie darauf vorbereitet wurde, so dass eine derartige Erweiterung auch preiswert gestaltet werden kann. Durch die hohe Grundlast des gesamten Schulkomplexes von 30kW verzichtet der örtliche Stromversorger (VEW) auf den Einbau eines Stromzählers, so dass der erwartete Ertrag der Anlage von ca. 1800kWh pro Jahr auf denkbar einfache Weise durch die Verbindung des Wechselrichters mit dem Stromnetz der Schule (Stecker in die Steckdose) direkt genutzt wird. Deutlicher kann die Verwendung dieser umweltfreundlichen Energieform kaum noch demonstriert werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Über den Aufbau der Anlage wurde in der lokalen Presse berichtet. Die Pressearbeit wurde von zwei unserer Schülerinnen in der Oberstufe vorgenommen, die mit dieser Arbeit vertraut sind. Weitere Veröffentlichungen (auch im Internet) über die Nutzung der Anlage sind geplant.


Fazit

Der pädagogische Wert eines wie oben beschriebenen Projektes ist derart groß, dass der Aufbau einer schuleigenen Photovoltaikanlage aus unserer Sicht nur jeder Schule empfohlen werden kann. Das größte Problem dabei ist die Finanzierung und die damit verbundenen und für Laien (Lehrer) undurchsichtigen Förderrichtlinien, die dringend überarbeitet und vereinfacht werden sollten, um eine noch effektivere Förderung zu gewährleisten.