Leo-Sympher-Berufskolleg Minden / Berufskolleg

Leo-Sympher-Berufskolleg Minden / Berufskolleg
EnergieEffizienz in Industriellen Prozessen & SmartEnergy für solare Wasserspiele im
Eine-Welt-Dorf Minden (Grundschule)
Projektbeschreibung 2008 - 2011
Entsprechend einem Beschluss der Schulkonferenz von 2003
nimmt der Fachbereich Elektrotechnik des Leo-SympherBerufskollegs teil an der Landeskampagne "Agenda 21 in der
Schule", jetzt Schule der Zukunft.
Die neusten Aktivitäten im Rahmen des „Schule der Zukunft“ -Projektes beziehen sich auf die
Integration der Thematik "EnergieEffizienz in Industriellen Prozessen" in die Ausbildung der
dualen Elektroniker Fachklassen der beruflichen Bildung und auf ein Projekt der Technischen
Assistenten Elektrotechnik in Zusammenarbeit mit Aktionsgemeinschaft Friedenswoche
Minden bei einer Photovoltaik-Insellösung für
- LuxControl – reale ökologische Beleuchtungsanlage im Grodno-Haus des Eine-Welt-Dorfes
Minden
- Klima für Energiewandel – Schüler unterrichten Schüler im Grodno-Haus
- SmartEnergie am Beispiel eines Wasserspiels mit energieeffizienter Solar-Pumpe
Der auf einem der Agenda21-Gruppentreffen gemeinsam mit anderen Schulen formulierte
Anspruch an das geplante Handeln gilt nachhaltig:
Die Agenda21 fordert Globales Denken:
- eine Summe von Einzelbeiträgen ist notwendig, um ein nachhaltiges Gesamtziel zu
erreichen
und Lokales Handeln in drei Dimensionen:
Soziale Dimension:
# Verantwortungsbewusstsein für nachhaltige Umweltveränderung fördern
# Bereitschaft entwickeln, mit anderen Menschen über positives Umweltverhalten zu
kommunizieren
Ökologische Dimension:
# Energieeffizienz zur Einsparung von Ressourcen wie fossile Energieträger und Wasser
# Verringerung der CO2-Problematik durch Nutzung regenerativer Energien
Ökonomische Dimension:
# Geldersparnis durch bewusstes Energiesparen als Anreiz für nachhaltiges Handeln
# Schaffung von Arbeitsplätzen im umweltentlastenden Facilitymanagement
Die Projekte der dritten Kampagnen-Teilnahme zur „Schule der Zukunft“ stellen eine
nachaltige Fortsetzung der ersten beiden AGENDA21-Beteiligungen dar. Somit wird im
Berufskolleg die begonnene Klimaschutzarbeit konsequent fortgesetzt, „damit die jetzige
Generation der Auszubildenden sich nachhaltig daran beteiligt, die eigene Zukunft erträglich
zu gestalten. Die aus den Projekten abzuleitenden womöglich nur sehr kleinschrittigen
persönlichen Verhaltensänderungen sind dringend notwendig, damit der längst nicht mehr
aufzuhaltende Klimawandel auf erträgliche Werte nachhaltig begrenzt wird“. (Postulat aus der
zweiten AGENDA21-Bewerbung).
Am Tag der Umwelt in Minden am 20.08.2008 stellten die Technischen Assistenten das
System energieeffizienter Beleuchtung als ein Ergebnisse der 2. AGENDA21-Kampagne in
der Bürgerhalle des Mindener Rathauses vor. Der Mindener Umwelttag stand analog zum
Welt -Umwelttag ganz im Zeichen des Klimaschutzes. „Kick the habit! Towards a Low
Carbon Economy“ lautet das internationale Motto.
Danach wurde das LSBK-Projekt "Lehren & lernen für eine nachhaltige Entwicklung von
umweltentlastenden Verhaltensweisen" räumlich erweitert auf den außerschulischen Lernort
„Grodno-Haus im Eine-Welt-Dorf Minden“ und inhaltlich integriert in die UN-Dekade
„Bildung für nachhaltige Entwicklung“.
Dazu führten die Technischen Assistenten Elektrotechnik (Höhere Berufsfachschule) ein
dreistufiges Projekt durch:
Die Klasse HB6EE1 führte im Schuljahr 2008/2009 ein Lernprojekt zum Lernen in realen
beruflichen Situationen durch. Unter dem Motto „Zukunftsvisionen schon heute real erlebbar
machen“ entwickelten, installierten und nahmen sie in Betrieb eine VPS-gesteuerte energieeffiziente Beleuchtung auf der Basis einer Photovoltaik-Insellösung im Tagungsraum
Grodnohaus des Eine-Welt-Dorfes der Eine-Welt-Grundschule Minden. Dazu wurden nach
entsprechenden unterrichtsbasierten Berechnungen energieeffiziente Beleuchtungskörper
installiert und mit einer ökologischen Lichtsteuerung versehen. Diese basiert auf einer
Relaissteuerung (VPS) mit Dämmerungsschalter (verhindert Licht-Energieverbrauch bei
ausreichend vorhandenem Tageslicht) und einem Bewegungsmelder (verhindert LichtEnergieverbrauch bei verlassenem Raum). Die Energieversorgung erfolgt ausschließlich über
eine Photovoltaik-Anlage (Insellösung), die bereits im Schuljahr 2006/2007 von der HB5EE1
in Kooperation mit einer heimischen Firma auf einem Schulflachdach installiert worden war.
Die Klasse präsentierte dieses Projekt auch auf dem Kongress "OWL Erneuerbar – Zukunftsvisionen 2030", der am Samstag, den 28. März 2009 im Handwerksbildungszentrum in
Bielefeld stattfand, und schulintern anderen Ausbildungsklassen.
Die Klasse HB8EE1 entwickelte dazu im Schuljahr 2009/2010 in Kooperation mit
Technikkurs-Schülern (Klasse 9) der Kurt-Tucholski-Gesamtschule Minden (KTG) ein SPSProgramm zur Optimierung des Beleuchtungssystems. Dabei vermitteln die ElektrotechnikAssistenten den Schülern der Gesamtschule das notwendige berufliche Technikwissen und
erstellen gemeinsam Hard- und Software für das „LUXcontrol“ - System. Sie nahm damit
erfolgreich teil am NanolineContest 2010 der Fa. PhoenixContact-Didaktik Blomberg und
installierten die neue SPS-Steuerung statt der bisherigen VPS-Steuerung im Grodno-Haus.
Die SPS ersetzt die Relaissteuerung durch ein Programm und integriert die Funktion des
tageslicht-abhängigen Dimmens.
Im Schuljahr 2010/2011 wurde dann auch das Lernen mobil. In der Mindener Tageszeitung
MT las es sich am 7.10.2010 so:
"Klima für Energiewandel - eine Herausforderung", ist das Motto des Schul-Projekts der
Aktionsgemeinschaft Friedenswoche ("friwo"). Ein Schuljahr lang werden sich neun Klassen
der Kurt-Tucholsky-Gesamtschule im Unterricht und darüber hinaus mit Klimawandel
beschäftigen. Einen halben Tag lang machen sie sich auf ins "Eine-Welt-Dorf". Statt ihren
Lehrern lauschen sie dort richtigen Experten und solchen, die es einmal werden wollen. Denn
nach dem Motto "Schüler unterrichten Schüler" stellen sich auch angehende Technische
Elektrotechnik-Assistenten des Leo-Sympher-Berufskollegs vor die Klassen. "Wir machen
gutes Klima im Eine-Welt-Dorf", sagt Eric Merkel. Er ist einer der Berufsschüler und
versucht, bei den Jüngeren Interesse für praktische Energiespar-Technik zu wecken. Obwohl
in den meisten Klassen an der Gesamtschule noch kein Physik-Unterricht stattfindet, scheint
das ganz gut zu funktionieren.“
Dieser Vortrag der angehenden Technischen Assistenten für die SchülerInnen der
Gesamtschule wurde an 9 Nachmittagen im September / Oktober 2010 vor 9 in je zwei
Gruppen geteilten Klassen der Kurt-Tucholski-Gesamtschule im Schulungsraum GrodnoHaus an der „echten“ Raumbeleuchtungs-Anlage 18 x gehalten. Dabei wurden ca. 210
SchülerInnen mit dem Thema „Energiesparen durch ökologische Beleuchtungsautomation“
konfrontiert. Gleichzeitig wurde durch die Darstellung der technischen Inhalte incl. ExcelIntegration „von Schüler zu Schüler“ Werbung für die Ausbildung in technischen Berufen
gemacht. (Vgl. hierzu die Darstellung im Projekt "NRW denkt nach(haltig)":
http://www.nrw-denktnachhaltig.de/cms/front_content.php?idart=245&record=adrVAAGLGfM4qQTwEgkor327Oi46uIaTErW7Q3hu
zxVuGIPeX6fvv1289848939 )
Ebenfalls im Schuljahr 2010/2011 entwickelten Schüler der Klasse HB9EE1das Projekt
„SmartEnergy für solare Wasserspiele“. Wiederum gemeinsam mit Technikkurs-Schülern der
KTG errichtetet, dient es als ökologische Basiseinheit für solar-betriebene Wasserspiele mit
einer nanoline-SPS. Dazu wurde unter der Federführung der Technischen Assistenten
gemeinsam ein Präsentationsmodell aufgebaut und auf dem „German-American Automation
Contest 2011“ der Fa. Phoenix Contact Didaktik, Blomberg präsentiert. Lohn der Arbeit war
die Auszeichnung mit dem zweiten Platz.
Das Projekt zur intelligenten Nutzung von aktuell erzeugter Solarenergie und Energieeffizienz
durch Leistungssteuerung mit Pulsweitenmodulation wurde den Elektroklassen im LSBK
präsentiert und im Juli 2011 im Rahmen des Mindener Altstadtfestes auf dem dortigen „Markt
der Möglichkeiten“ aufgebaut. Es macht deutlich, wie Stromerzeugung mit erneuerbaren
Energien sowie die Speicherung und Verbrauch intelligent miteinander verknüpft werden
können. Es wird nach einer aktuellen Reparaturphase der Außenanlagen des Grodno-Hauses
im Frühjahr 2012 dort stationär aufgebaut und direkt mit der dort vorhandenen PhotovoltaikAnlage verbunden werden. Es steht dann als reale ökologische Wasserspiel-Anlage für
Grundschulkinder etc. zur Verfügung.
Die hier beschriebenen LSBK-Projekte im Eine-Welt-Dorf Minden sind Teil der Mindener
Bildungskampagne "Klima für Energiewandel - eine Herausforderung", die am 19.9.2011 als
UN-Dekade-Projekte „Bildung für nachhaltige Entwicklung“ durch Prof. Dr. Gerhard de
Haan (Freie Universität Berlin), Vorsitzender des Nationalkomitees, im Mindener Rathaussaal
ausgezeichnet wurden.
"EnergieEffizienz in Industriellen Prozessen" für die Ausbildung der dualen ElektronikerFachklassen der beruflichen Bildung lautete ein weiteres Projektfeld. Hier steht mit Hilfe
eines in Abstimmung mit der IHK Bielefeld gemeinsam mit Ausbildungsmeistern
entwickelten Lernortprojektes seit 2008/2009 für die Auszubildenden ein Lernsystem zur
Verfügung, mit dem sie sich u.a. am Beispiel einer energieeffizienten Beleuchtungsregelung,
wie sie inzwischen in vielen betrieblichen Anlagen zur Reduzierung der Energieverbräuche
eingesetzt wird, handlungsorientiert auseinandersetzen können. Zu diesem Thema wurde
ergänzend mit Hilfe der „Technischen Assistenten Gestaltung“ des LSBK ein Poster zur
Werbung in der Öffentlichkeit entwickelt. Die kleinen Poster-Bilder zeigen von links nach
rechts die sonnenlichtgeführten Energiesparleuchten im Laborraum mit unterschiedlich
gedrosselter Elektroenergie zur Verminderung von CO2- Emissionen sowie Auszubildende
bei der Beleuchtungsstärkemessung zur DIN-Klassifizierung am Lernort Betrieb und einer
Signal-Interpretation der getakteten Energie am Lernort Berufskolleg.
2009/2010 erfolgte eine Weiterentwicklung zur Auseinandersetzung mit der aktuellen
Thematik der Leistungssteuerung mit Pulsweitenmodulation zur Steigerung der
Energieeffizienz in industriellen Prozessen. Energieeffizienz war 2010 auch das Kernthema
der Hannover-Industriemesse und wurde deshalb im LSBK bewusst in die didaktische
Jahresplanung der Elektroniker für Betriebstechnik integriert. Die Pulsweitenmodulation
(PWM) wird vornehmlich zum Ansteuern größerer Lasten wie z.B. Motoren oder
Beleuchtungssysteme verwendet. Bei der PWM werden Impulse mit voller Spannung aber
variabler Breite an die Last gesendet. Vorteil dieser Ansteuerung ist, dass weniger Leistung
verbraucht wird, da nicht permanent eine große Eingangsspannung anliegt, die von einer
Elektronik über prinzipiell unerwünschte Wärmeentwicklung auf die gewünschte Spannung
heruntergeregelt wird, sondern der Aktor verlustarm durch die Breite der Schaltimpulse
gesteuert wird. Die Auszubildenden lernen diese Zukunftstechnologie handlungsorientiert in
dem Lernort-Verbundprojekt kennen.
Die mit dieser Prozesstechnologie mögliche Steigerung der Energieeffizienz spiegelt sich als
Auftrag in der Richtlinie der Europäischen Union über Endenergieeffizienz und
Energiedienstleistungen (2006/32/EG) wider und entspricht dem eingangs genannten Ziel,
„dass die jetzige Generation der Auszubildenden sich nachhaltig daran beteiligt, die eigene
Zukunft erträglich zu gestalten“.
LSBK1: Poster zur Energieeffizienz bei der Beleuchtung 2008
LSBK2: LSBK-Schülergruppe mit ihrem Demonstrationsstand auf den Mindener Umwelttagen 2008
LSBK3: Photovoltaik-Anlage am Grodno-Haus für Aufbau der energietechnischen Insellösung 2009
LSBK4: Schüler lehren Schüler 2010 – Gruppenbild vor dem Grodno-Haus mit den LSBK-Schülern oben links
LSBK5: Schüler demonstrieren das Smart-Energie-Projekt anderen Auszubildenden im LSBK 2011
LSBK6: Professor de Haan (links) zeichnete am 19.9.2011 das neue Mindener UN-Bildungsprojekt "Klima für
Energiewandel - eine Herausforderung" aus, rechts vier der beteiligten LSBK-Schüler.