Solartechnik / Photovoltaik

Photovoltaik-Anlage der Jacob-Struve-Schule arbeitet seit 17 Jahren

Horst, November 2016

Der Solarförderverein Bayern e.V. ist der Unterstützer und Förderer aller Solaranlagen, die am bundesweiten Programm „Sonne in der Schule“ teilnehmen. So ist auch die Jacob-Struve-Schule Teil dieses großen Vorhabens. Physiklehrer Klaus Rahlf baute im Jahr 1999 mit seinen Schülern die 1 Kilowatt-Anlage auf das Küchendach. Vom Hausmeister Michael Bigalke unterstützt, betreut er diese Anlage von Beginn an. Jetzt wurde der Lehrer eingeladen nach München zu einem bundesweiten Treffen aller beteiligten Schulen aus dem Bundesgebiet. Dort wurden am ersten Tag nach einer Begrüßung durch Dr. Bruno Schiebelsberger die Anwesenden von Professor Gerd Becker informiert über die aktuelle Situation des Programms „Sonne in der Schule“ und er berichtete anschließend über den Stand und die Perspektiven der Photovoltaik heute. Abschließend erfuhren die Teilnehmer von Professor Roland Krippner wie heutzutage die integrierte Solartechnik-Architektur mit Photovoltaik und Solarthermie Gebäude gestalten kann. Hier gibt es ein wachsendes Interesse, die regenerativen Energiequellen als prägendes Merkmal in die Bauweise von Häusern einzubauen, ohne dass sie als solche primär zu erkennen sind. Eine anschließende Diskussionsrunde und Aussprachen über diese Themen rundeten den Tag ab, der am Abend mit einem geselligen Teil ausklang.

Am nächsten Tag stand der Besuch des Solardaches auf den Messegebäuden in München Riem auf dem Programm. Diese gigantische Anlage produziert mit einer genutzten Solarfläche von 8000 m² m mit über 7800 Modulen und mehr als 650.000 Solarzellen eine elektrische Energie von rund einer Million Kilowattstunden jährlich. Mit drei Wechselrichtern a 330 Kilovoltampere werden die Erträge direkt in das 20.000 Volt Mittelspannungsnetz der Neuen Messe München eingespeist. Die Gesamtanlage erspart der Umwelt eine Belastung von ca. 1000 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr.

Dagegen nehmen sich die Daten der Anlage auf der Jacob-Struve-Schule sehr bescheiden aus. Mit einer installierten Leistung von 1 Kilowatt auf 10 m² Fläche liefert sie seit nunmehr 17 Jahren, nur kurz unterbrochen von einem Wechselrichtertausch, solar erzeugte Elektroenergie in das Stromnetz der Schule. In dieser Zeit wurden mehr als 15.000 kWh und 7.600 € „geerntet“. Gleichzeitig konnten durch diese regenerative Energiequelle rund 9000 kg Kohlendioxid eingespart werden. Im Laufe der Jahre konnte die Visualisierung der Solarstromerzeugung immer weiter verbessert werden. Während für die jüngeren Schülerinnen und Schüler in der großen Aula eine „VisiKid“-Anlage die Vorgänge verständlich macht, ist die Monitor-Anzeige in der Aula für die älteren Schüler gedacht. Hier werden die aktuellen Daten der Solar-Paneele dargestellt. Es können Details der Anlage abgelesen werden wie AC/DC Strom- und Spannungsangaben, Frequenz, Gerätetemperatur, Netzimpedanz und vieles mehr. Die Werte können mit einem integrierten Diagrammgenerator für die graphische Darstellung und Auswertung in den jeweiligen Unterrichten genutzt werden.

Alle aktuellen Daten, wie auch den Wetterbericht für Horst, können auf der Homepage der Jacob-Struve-Schule jederzeit abgerufen werden:

www.jacob-struve-schule.de → Solaranlage

Text und Bilder:

Klaus Rahlf

Bilder 1: Photovoltaik-Anlage auf den Messegebäuden in München Riem

Bild 3: VisiKid-Anlage mit roten Lämpchen zur Anzeige, wie stark die Anlage ausgelastet ist.

Bild 4: Hauptmonitor für detaillierte Darstellung der Solar-Energie-Erzeugung

Bild 5: Die Solaranlage der Jacob-Struve-Schule auf dem Küchentrakt

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WPU-Kurs experimentiert mit Photovoltaik-Technik

Der Kurzfilm zum Thema: Innovative Stromgewinnung aus Photovoltaik ist bei Youtube veröffentlicht: https://www.youtube.com/watch?v=D0oFEl5ZITA

Die Schüler des Wahlpflichtunterrichtes „Technik in unserer Umwelt“ behandelten im ersten Halbjahr gemäß des Fachcurriculums der 10.Klassen das Thema „Regenerative Energiequellen“.

Mit ihrem Lehrer Klaus Rahlf erarbeiteten sie die Grundlagen der alternativen Möglichkeiten, Strom zu gewinnen. Fußend auf den Erkenntnissen der elektromagnetischen Induktion wurden die Versuche zu den Transformatorgesetzen durchgeführt und erklärt. Damit hatten die Schüler die Basis zum Verständnis wie der Strom vom Kraftwerk über die verschiedenen Spannungsebenen zum Verbraucher kommt. Während der erste Schwerpunkt im Halbjahr das Thema Windenergie mit abschließender Besteigung einer Windenergieanlage war, wurden im zweiten Teil die Erkenntnisse der Photovoltaik erarbeitet. Fundamental erklärt mit den Verhaltensweisen der n- und p-dotierten Halbleiterschichten in einer Solarzelle, erforschten die Schüler nicht nur  die praktischen Zusammenhänge von deren Winkel, Abstand und Fläche in Bezug zur Strahlungsquelle sondern auch die Gesetzmäßigkeiten zum Kurzschlussstrom und Leerlaufspannung in Abhängigkeit der Beleuchtungsstärke. Festgehalten in Kurven und Diagrammen dienten die Ergebnisse auch zur Beurteilung, ob sich anhand des Wirkungsgrades und finanziellen Ausgleiches gemäß des Energie-Einspeise-Gesetzes (EEG) die Anschaffung einer Photovoltaikanlage privat lohnt. Beispielgebend war hier auch die Analyse der Daten der schuleigenen Anlage, die seit über 10 Jahren die Kosten für die Stromrechnung der Jacob-Struve-Schule reduziert. Jeder Interessierte kann die aktuellen Daten der PV-Anlage auf der Homepage unter Solaranlage genau verfolgen.