Projekt 04038/14

Demonstrationsanlagen zu Schulungszwecken im Bereich regenerativer Energien

Projektträger

Berufliche Schule der Landeshauptstadt Schwerin- Technik -
Gadebuscher Str. 153
19057 Schwerin
Telefon: 0385/4841113

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die berufliche Schule der Landeshauptstadt Schwerin bildet u. a. ca. 260 Lehrlinge in Elektroberufen sowie 130 Lehrlinge im Bereich Gas, Wasser und Heizung aus.
Die Zielsetzung des Vorhabens ist es, einen Beitrag zum Abbau von Hemmnissen bei der Verbreitung regenerativer Energienutzung und rationeller Energieverwendung in den Bereichen des Handwerks und der Industrie zu leisten. Dazu wurden Demonstrations- und Ausbildungsanlagen zur thermischen und photovoltaischen Solarenergienutzung konzipiert und installiert. Für die curriculare Einbindung wurden entsprechende Materialien erarbeitet.
Hemmnisse sind vor allem fehlende Kenntnisse, insbesondere von Facharbeitern des Handwerks, über diese neuen Techniken und deren Leistungsfähigkeit sowie die daraus resultierenden Berührungsängste. Die Folge ist, daß altbewährte Technik häufig gegenüber neuer innovativer Technik bevorzugt wird. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, insbesondere im Bereich der beruflichen Bildung, Kenntnisse über derartige Systeme zu vermitteln.
Die zukünftigen Gesellen der Elektroberufe sollen daher umfassend informiert und ausgebildet werden und insbesondere die Mitarbeiter des Handwerks sollen die regenerativen Energieumwandlungstechniken bzw. Energiespartechniken durch praktische Anwendung kennenlernen.
Außer in den genannten schulischen Bildungsgängen werden diese Demonstrationsanlagen für Schulungen der Kreishandwerker- schaft, für Meistervorbereitungslehrgänge und über das Landesinstitut für Aus- und Weiterbildung (LISA) von Lehrkräften genutzt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEntsprechend unserem schulischen Ausbildungsprofil haben wir die Gesamtanlage in drei Teile gegliedert.
1. Photovoltaikanlage
Die gewählte Anlagengröße beträgt 2,1 kWp. Sie speist in das Versorgungsnetz ein. Die Besonderheit der Anlage ist, daß mit String- wechselrichtern gearbeitet wird (3 x 700 Wp). Der erzeugte Gleichstrom wird in unmittelbarer Nähe der Module in netzsynchronen sinusförmigen Wechselstrom umgewandelt
2. Thermische Solaranlage
Die Anlage besteht aus Großkollektoren, die auf dem Flachdach des Laborgebäudes aufgeständert sind (Neigungswinkel 40°).
Die erzeugte Energie wird über Rohrsysteme und Wärmetauscher in einen Pufferspeicher übertragen. Dieser Anlagenteil arbeitet als additives System zur Brauchwassererwärmung der angrenzenden Sporthalle. Das Kollektorfeld besteht aus 16 m² Flachkollektoren mit einer Peakleistung von ca. 12 kW.
3. Hybrid-Inselanlage
Diese Anlage arbeitet autark. Sie besteht aus einem Solargenerator in herkömmlicher PV-Technik und einer Windkraftanlage. Die erzeugte Gleichspannung der PV-Anlage wird in einem Anschlußkasten zusammengefaßt. Anschließend erfolgt die Messung der elektrischen Arbeit. Der Solargenerator besteht aus 3 Einheiten mit je 2 Modulen. Die PV-Module sind nach Süden orientiert bei unterschiedlichen Neigungswinkeln (0°, 45°, 90°). Jede Einheit kann getrennt meßtechnisch erfaßt werden. Eine Fehlersimulation ist durch die leistungsmäßige Begrenzung gefahrlos möglich. Die erzeugte Energie wird in Labortische eingespeist.
Die Windkraftanlage hat eine Leistung von 500 W. Die Energie wird über Laderegler den Akkumulatoren zugeführt. Anschließend erfolgt eine Einspeisung in die Spannungsversorgung des Labors.


Ergebnisse und Diskussion

Die im jeweiligen Probelauf der Anlagen erzielten Meßergebnisse entsprechen den berechneten Anlagenwerten. Eine Dokumen- tation der Meßwerte in Form von Tabellen und Meßkurven zeigen z. B. Anlagenparameter, Energiebilanz, Verbrauchsbilanz, Anlageverhalten usw. Für Schulungszwecke ist eine klare Gliederung und Übersicht der Anlagen von Wichtigkeit. Die ablaufenden Prozesse sollen dabei hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise erkannt werden. Die Darstellung der Prozeßdaten erfolgt mittels Personalcomputer. Damit ist eine variable und schnelle Dokumentation möglich.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die beschriebene Anlage wird nicht nur für Schulungszwecke im laufenden Unterricht eingesetzt, sondern auch zur Vermittlung von Kenntnissen für Kollegen der eigenen und anderer Schulen (Lehrgänge in Zusammenarbeit mit den Landesinstitut für Aus- und Weiterbildung - LISA). Im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit unserer Schule führen wir Tage der offenen Tür durch. Hier erfolgt die Vorstellung der Technik für interessierte Eltern und Betriebsvertreter der dualen Ausbildung.


Fazit

Die im Projekt erzielten Ergebnisse zeigen, daß sowohl thermische als auch photovoltaische Solarenergietechniken ausgereift sind. Eine effiziente Aus-, Weiter- und Fortbildung im handwerklichen Bereich ist eine Grundvoraussetzung für ihre weitere Verbreitung.