Lauf/Stuttgart, 12. Mai 2015. Der erste Impuls kam im wahrsten Sinne des Wortes von außen: Denn direkt neben der Schule in Lauf untersucht ein Institut für Werkstoffanalytik (ZWL) mithilfe eines Elektronenmikroskops und eines Röntgengeräts Oberflächen. Bei dieser Arbeit entstehen permanent zwei Kilowatt Abwärme. „Diese verfügbare Wärmeleistung wollten wir nicht verloren gehen lassen“, sagt Oberstudienrat Rudolf Pausenberger. „Wir haben uns überlegt, wie man diese Abwärme sinnvoll nutzen und daraus gleichzeitig kreative naturwissenschaftliche Projekte generieren könnte. Das ist uns gelungen.“
Mehrstufiges Vorhaben
Am Anfang stand die Arbeit eines Oberstufenkurses, der in Kleingruppen eine Fülle von Nutzungs- und Optimierungsvorschlägen erarbeitete, von der Optimierung des Wirkungsgrads bis zur Steuerung der Wärmeströme. Nach einer Evaluationsrunde kristallisierte sich die Planung eines Gewächshauses heraus, das die ansonsten einfach verpuffende thermische Energie des benachbarten Instituts zur Aufzucht von Pflanzen nutzt. Mithilfe eines von Schülern programmierten Microcontrollers (Raspberry) können in dem Gewächshaus bestimmte klimatische Bedingungen erzeugt und sogar in den Wintermonaten gehalten werden. Das ist in Glashäusern durchaus eine Herausforderung, gelingt in Lauf jedoch dank einer cleveren Pufferlösung. Den Strom für die Steuerung erzeugt eine Photovoltaikanlage. So benötigt das Gewächshaus außer der gratis verfügbaren Abwärme nahezu keine weitere Energie. „Hier hat unser Oberstufenkurs wirklich ganze Arbeit geleistet“, freut sich der Projektkoordinator.
„Doch die Planung des Gewächshauses und seiner Versorgungsleitungen war erst der Anfang“, erläutert Projektleiter Pausenberger. „Die nächste Frage, die sich uns stellte, war, was für Pflanzen wir in dem Gewächshaus aufziehen wollten. Wieder gab uns das ZWL einen Impuls. Das Institut hatte vor, verstärkt Pflanzenoberflächen mit Lotuseffekt zu untersuchen. Im Kontext der Bionik kann und will man bewährte Lösungen der Natur zur Optimierung von Werkstoffen nutzen. Da lag es für uns fast schon auf der Hand, genau solche Pflanzen zu züchten und vorab auch schon einmal selbst zu untersuchen.“
Erforschung von Naturphänomenen
Das Teilprojekt Gewächshausbau (Schwerpunkt Physik/Technik) startete im Herbst 2013 und wurde Anfang 2015 abgeschlossen. Daran knüpfen nun vor allem Aufgabenstellungen des Faches Biologie an: In dem Gewächshaus müssen die entsprechenden Pflanzen erfolgreich eingesiedelt werden, die man dann in den nächsten Jahren unter immer neuen Blickwinkeln und Vorzeichen untersuchen kann. Auf kurzem Wege soll dabei mit den Werkstoffanalytikern nebenan kooperiert werden. In dem Institut freut man sich, junge Menschen für ein spannendes und durchaus zukunftsweisendes Arbeitsgebiet zu begeistern.
So zieht Projektkoordinator Rudolf Pausenberger denn auch eine uneingeschränkt positive Zwischenbilanz: „Unser Projekt verbindet theoretische Arbeiten mit ökologisch effektiver Anwendung – und das in Zusammenarbeit mit einem außerschulischen Forschungsinstitut. Die Teilnehmer heutiger und zukünftiger schulischer Forschungsgruppen machen wertvolle Erfahrungen bei der Suche nach praxisnahen Lösungen für spannende technische und biologische Problemstellungen.“ Und Rudolf Pausenberger weiter: „ Unsere wichtigste Zukunftsaufgabe ist es, den Verbrauch fossiler Energieträger zu reduzieren. Das Projekt, Abwärme sinnvoll zu nutzen statt neu zu heizen, soll dazu beitragen."
Ein sehr praxisnaher Ansatz mit viel Potenzial
„Wir halten das Projekt des Christoph-Jakob-Treu-Gymnasiums für ungewöhnlich vielseitig“, kommentiert die Projektleiterin der GVS-Ausschreibung Angela Grether. „Ziel unseres Wettbewerbs Energie für Bildung ist es, Interesse für die sogenannten MINT-Fächer zu wecken und aufzuzeigen, dass Technik und Naturwissenschaften richtig spannend sein können. Das Projekt in Lauf bietet eine Vielzahl von Ansätzen für weiterführende Forschungsarbeiten, von denen viele Jahrgänge des Gymnasiums profitieren können. Die hier an den Tag gelegte Kreativität ist außergewöhnlich.“
Die Projektkoordinatoren haben konkrete Vorstellungen, wie sie das mit der Auszeichnung der GasVersorgung Süddeutschland verbundene Preisgeld in Höhe von 1.000 Euro nutzen wollen. Das Geld soll für ein Wasserbecken mit Wärmetauscher sowie eine Sensor- und Steuerungseinheit verwendet werden. Das im Becken gespeicherte Wasser kann in Winternächten als Temperaturpuffer fungieren und somit helfen noch mehr Energie zu sparen. Die später in dem Teich lebenden Wasserpflanzen werden in ein Land-Wasser-Ökosystem integriert und bieten Stoff für weitere Forschungen
Energie für Bildung: Ein Wettbewerb trägt Früchte
Die Initiative Energie für Bildung ist ein wichtiger Teil des gesellschaftlichen Engagements der GVS und zielt auf die Nachwuchsförderung. Hintergrund sind der zunehmende Fachkräftemangel in naturwissenschaftlichen und technischen Berufen sowie die sinkenden Studierendenzahlen in diesen Fächern.
Mit dem Wettbewerb unter der Schirmherrschaft von Andreas Stoch, Minister für Kultus, Jugend und Sport des Landes Baden-Württemberg, möchte die GVS das Interesse an diesem Themenfeld wecken und verstärken. Neben der allgemeinen Förderung der MINT-Fächer geht es um die Unterstützung von Mädchen und Frauen in Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik. Die prämierten Projekte haben damit auch eine Vorbildfunktion. Eine fachkundige Jury kommt jährlich zusammen und wählt die Preisträger aus.
Energie für Bildung wird in Baden-Württemberg bereits seit 2010 durchgeführt. Mit der Ausschreibung für 2014 wurden dann erstmals auch Projekte aus vier weiteren Bundesländern zur Teilnahme eingeladen: Bayern, Hessen, Rheinland-Pfalz und dem Saarland. Teilnehmen können öffentliche und gemeinnützige Einrichtungen, die innovative pädagogische Kinder- und Jugendprojekte im Bereich Naturwissenschaft und Technik planen oder durchführen.
In diesem Jahr wurden bereits folgende Projekte ausgezeichnet:
Januar: Schülerlabor „Mathe ist mehr“. Station „Freizeitpark“ der Universität Koblenz-Landau
Februar: Projekt „iLab – durch Lehren lernen“. Programmieren für Grundschulkinder, Schwäbisch Gmünd
März: Forscherlabor des Kindergartens St. Raphael, Schonach
April: „Mein Haus, mein Auto der Zukunft“, Realschule/Gemeinschaftsschule Kleinblittersdorf
Kontakt:
GasVersorgung Süddeutschland GmbH
Projektbüro Energie für Bildung
Schulze-Delitzsch-Straße 7
70565 Stuttgart
Fax: 0711 7812-1480
Die GVS auf einen Blick
Die GasVersorgung Süddeutschland (GVS) mit Sitz in Stuttgart gehört zu den großen deutschen Erdgasgesellschaften. Seit 1961 sind wir Partner von Stadtwerken und Industrieunternehmen im In- und Ausland. Unser Erdgas-Absatz lag 2014 bei 57,8 Milliarden Kilowattstunden und der Umsatz bei 1,45 Milliarden Euro.
Neben Vertrieb und Handel von Erdgas und Bio-Erdgas bieten wir unseren Marktpartnern vielfältige energienahe Dienstleistungen. Hierzu gehören ein Portfolio- und Bilanzkreismanagement sowie professionelle Services in den Bereichen Marketing, PR und Social Media.
Das gesellschaftliche Engagement der GasVersorgung Süddeutschland fördert ganz gezielt den naturwissenschaftlich-technischen Nachwuchs. Zudem ist die GVS seit 2009 Hauptsponsor des renommierten Science Center experimenta in Heilbronn und unterstützt die SWR-Kinderhilfsaktion Herzenssache e. V.
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