NRW-Schülerwettbewerb „Fuel Cell Box“ 2011

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NRW-Schülerwettbewerb „Fuel Cell Box“ 2011
NRW‐Schülerwettbewerb „Fuel Cell Box“ 2011 Was ist der „Fuel Cell Box“‐Schülerwettbewerb? Die EnergieAgentur.NRW veranstaltet in Kooperation mit der h‐tec Wasserstoff‐Energie‐Systeme GmbH im Schuljahr 2010/2011 in Nordrhein‐Westfalen erneut einen Schülerwettbewerb zum Thema „Wasserstoff und Brennstoffzelle“. Aufgrund des großen Erfolges der zurückliegenden Wettbewerbe mit jeweils mehreren hundert Teilnehmern wird in diesem Schuljahr die sechste Runde gestartet. Die Schirmherrschaft wird dieses Jahr erstmals von NRW‐Klimaschutzminister Johannes Remmel über‐
nommen. Die Schülerinnen und Schüler von heute sind die dringend gesuchten Facharbeiter, Techniker und Ingenieure von morgen. Daher soll der Wettbewerb die Jugendlichen für die Zukunftstechnologien „Wasserstoff und Brennstoffzelle" begeistern und sie motivieren, eine Ausbildung oder ein Studium aus dem technisch‐naturwissenschaftlichen Be‐
reich zu wählen. Die Schüler sollen erfahren, dass Physik, Chemie & Co. keine trockenen Unterrichtsstoffe sind, son‐
dern für spannende Zukunftsthemen wie die Brennstoffzel‐
le konkret benötigt werden. Wer kann an diesem Wettbewerb teilnehmen? Teilnehmen können die Jahrgangsstufen 9 bis 11 aller weiter‐
führenden Schulen aus NRW. Die Aufgabenstellung ist von Ar‐
beitsgruppen, bestehend aus maximal drei Schülern, zu bearbei‐
ten. Die Arbeitsgruppen sind von einem Fachlehrer zu betreuen. Pro Schule wird nur eine Gruppe für die praktische Phase des Wettbewerbs zugelassen, um möglichst viele Schulen mit dem Baukasten – der sogen. Fuel Cell Box – ausstatten zu können. Welche Aufgabe ist zu lösen? Ein Radiosender will sein Sendegebiet ausweiten und möchte deswe‐
gen einen neuen Sendemast errichten. Optimaler Standort hierfür ist ein nicht erschlossener Berggipfel im Siegerland. Da der Sendemast ab‐
seits der Stromversorgung stehen wird, soll ein System entwickelt und gebaut werden, das die Versorgung autark mit erneuerbarer Energien rund‐um‐die‐Uhr gewährleistet. Die Windverhältnisse im Siegerland sind hervorragend, so dass der Einsatz von Windenergie in Verbindung mit Solarenergie auf der Hand liegt. Allerdings sind Wind‐ und Sonnen‐
energie fluktuierende Quellen, so dass Wind und Sonne nicht unbedingt dann verfügbar sind, wenn die Energie gebraucht wird. Um diese Diskrepanz zwischen Energieangebot und Energienachfrage auszugleichen, muss ein Zwischenspeicher eingesetzt werden. Die Ingenieure sind sich einig, dass Wasserstoff hierfür am besten geeignet ist. Deshalb soll die um‐
weltfreundliche, moderne und innovative PEM‐Technologie (engl. Proton Exchange Membrane = Pro‐
tonenaustauschmembran) eingesetzt werden, um aus dem regenerativ erzeugten Strom in Zeiten des Stromüberschusses über einen PEM‐Elektrolyseur Wasserstoff zu erzeugen, der als Energiespei‐
cher dient. Bei nicht ausreichendem Wind‐ und Solarangebot wird aus dem Wasserstoff über eine PEM‐Brennstoffzelle wieder der benötigte Strom zur Versorgung des Sendemasts erzeugt. Stand: 12.10.2010
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Die Hauptkomponenten des Wind/Solar‐Wasserstoff‐Kreislaufs sind die Windkraftanlage, Solarmo‐
dule, Elektrolyseur, Wasserstoffspeicher und die Brennstoffzelle. Ein funktionsfähiges System be‐
stehend aus diesen Komponenten ist zu konzipieren, optimal aufeinander abzustimmen und zu bau‐
en. Als Vorstufe zur Realisierung dieses innovativen Projekts soll die Infrastruktur im Modellmaßstab aufgebaut und erprobt werden. Bei der Recherche nach brauchbaren Lösungen stoßen die Ingenieu‐
re des Radiosenders auf die „Fuel Cell Box“, welche alle für das Projekt erforderlichen Komponenten enthält. Da der Radiosender selbst aber nur sehr geringe Erfahrungen mit der PEM‐Brennstoffzellen‐
Technologie und darüber hinaus auch keine personellen und zeitlichen Ressourcen für ein solches Projekt hat, möchte sie diese Aufgabe einem kompetenten Partner übergeben. Können Sie – mit Hilfe der „Fuel Cell Box“ – dem Radiosender bei der Planung und Erstellung eines autarken Energiesystems für die Betreibung des Sendemastes helfen, das den Betrieb des Sende‐
masters Tag und Nacht sicherstellt? Wie läuft der Wettbewerb ab? Der Wettbewerb ist auf die Dauer eines Schuljahres begrenzt und gliedert sich in zwei Stufen. Die Phase I umfasst einen Zeitraum von knapp zwei Monaten (s. Zeitplan). Hier müssen die Schülerin‐
nen und Schüler eine vorgegebene Aufgabenstellung schriftlich lö‐
sen. Aus allen eingesandten Lösungen werden rund 20 Teams aus‐
gewählt, die für die zweite Stufe des Wettbewerbes zugelassen werden. Die ausgewählten Gruppen können in der Phase II ihre Lösungsideen mit Hilfe der Fuel Cell Box in die Tat umsetzen. Dafür haben die Gruppen knapp drei Monate Zeit. Die hierfür benötigte Fuel Cell Box wird den Teams kostenfrei zur Verfügung gestellt. Der Bonus: Die Fuel Cell Boxen gehen nach der erfolgreichen Teilnahme am Wettbewerb in den Be‐
sitz der Schule über. Wie sieht der Zeitplan aus? 25. Oktober 2010: Aufruf zum NRW‐Schülerwettbewerb „Fuel Cell Box" 2011 26. November 2010: Anmeldeschluss für die Teilnahme 29. November 2010: Versand der Aufgabenstellung per E‐Mail 21. Januar 2011: Einsendeschluss für das Einreichen der Lösungen der Phase I Nach Eingang der Lösungen werden bis zu 20 Teams mit einer „Fuel Cell Box“ honoriert. Ende Februar 2011: Übergabe der Boxen* durch NRW‐Klimaschutzminister Johannes Rem‐
mel im Rahmen einer Veranstaltung Ende Mai 2011: Einsendeschluss für das Einreichen der Lösungen der Phase II zum Auf‐
bau des Brennstoffzellen‐Systems für den Sendemast inkl. Infrastruktur mit den in der Fuel Cell Box enthaltenen Komponenten Im Juli 2011: Preisverleihung und Präsentation* von ausgewählten Arbeiten im Rah‐
men einer Veranstaltung mit NRW‐Klimaschutzminister Johannes Rem‐
mel * Reisekosten können nicht übernommen werden. Stand: 12.10.2010
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Wie werden die Arbeiten bewertet? Die Arbeiten werden nach folgenden Kriterien bewertet: ƒ
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Verständlichkeit der Lösung Praxistauglichkeit der umgesetzten Lösung/Anwendung Kreativität bei der Umsetzung Die Bewertung erfolgt durch eine unabhängige Jury, der Frau Prof. Heinzel (Zentrum für BrennstoffzellenTechnik Duisburg, ZBT), Herr Dr. Emonts (Forschungszentrum Jülich), Herr Küter (h‐tec Wasserstoff‐Energie‐Systeme GmbH) und Herr Dr. Baumann (EnergieAgentur.NRW) angehören. Welche Preise winken? Das Siegerteam erhält pro Teammitglied je ein professionelles Modellauto mit Brennstoff‐
zellenantrieb der Fa. h‐tec. Zudem werden weitere Sachpreise von den Sponsoren ausgelobt. Wie kommt der Wettbewerb in der Öffentlichkeit an? Der „Fuel Cell Box"‐Schülerwettbewerb NRW ist von einer ho‐
hen Medienpräsenz gekennzeichnet. So berichteten in der Ver‐
gangenheit stets zahlreiche Tageszeitungen und Fachzeit‐
schriften sowie Funk und Fernsehen über die Übergabe der Boxen und die Preisverleihung und Präsentation ausgewählter Arbeiten. Die Sponsoren werden zu diesen Anlässen öffentlich‐
keitswirksam dargestellt (offizielle Pressemitteilungen, Werbe‐
banden) und auf der Internetseite des Wettbewerbs an promi‐
nenter Stelle präsentiert (www.fuelcellbox.nrw.de). Informationen zum Wettbewerb: Weitere Informationen sind der Internetseite www.fuelcellbox.nrw.de zu entnehmen. Die Anmel‐
dung zum Wettbewerb für die Schülerteams erfolgt ebenfalls hierüber. Ansprechpartner: Dr. Thomas Kattenstein EnergieAgentur.NRW Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff NRW Haroldstraße 4 40213 Düsseldorf E‐Mail: [email protected] Tel.: 0211/866 42‐15 Michael Dick, Florian Mörger EnergieAgentur.NRW Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff NRW Haroldstraße 4 40213 Düsseldorf E‐Mail: [email protected] Tel.: 0211/866 42‐25 Stand: 12.10.2010
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