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Verbindungstechnik Mit selbst installierter Solarthermieanlage senken Schüler Energiekosten

| Autor / Redakteur: Thomas Cloidt* / Sariana Kunze

Grundschüler aus Weyarn haben gemeinsam mit dem Ingenieurbüro für Prozessautomation (Ifp) auf dem Dach ihrer Grundschule eine Solarthermieanlage installiert. Mit dem Projekt wollen sie den Gasverbrauch in den Sommerferien senken.

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An der Grundschule in Weyarn, Bayern, haben die Schüler gemeinsam mit dem Ingenieurbüro für Prozessautomation (Ifp) Solarthermieanlage für Schule selbst installiert. Als Sponsor stellte Wago hierfür Steuerungs- und Verbindungstechnik bereit.
An der Grundschule in Weyarn, Bayern, haben die Schüler gemeinsam mit dem Ingenieurbüro für Prozessautomation (Ifp) Solarthermieanlage für Schule selbst installiert. Als Sponsor stellte Wago hierfür Steuerungs- und Verbindungstechnik bereit.
(Bild: Wago)

Die Grundschule Weyarn im oberbayerischen Landkreis Miesbach setzt zur Warmwasseraufbereitung und Heizung des Schulgebäudes auf Erdgas. Weil der Warmwassertank zum Schutz vor Legionellen, auch während der Sommerferien permanent mindestens eine Temperatur von 63° Celsius aufweisen muss, entstehen der Schule unnötige Kosten. Im Rahmen des lokalen Jugend-Bildungsprojekts „Nachwuchsforscher“ hat Thomas Knollmann, Geschäftsführer der Ifp GmbH, gemeinsam mit Dritt- und Viertklässlern sich eine Lösung für das Energie-Problem überlegt. Bei der Umsetzung der Solarthermieanlage für das Dach der Grundschule in Weyarn durften die Kinder selbst Hand anlegen und konnten so hautnah erleben, wie man mit einigen Rechenformeln und technischer Ausrüstung die eigene Energieeffizienz verbessern kann. Die unnötigen Kosten zu berechnen, war die erste Aufgabe, die Thomas Knollmann den zwölf Grundschülerinnen und Grundschülern im Rahmen seines Bildungsprojekts stellte.

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Steuerungstechnik nach Schülervorgaben programmiert

So maßen die Kinder beispielsweise, wie schnell sich ein Stück Eisen in heißem Wasser er-wärmt und wie stark dabei die Temperatur des Wassers sinkt. Als es schließlich an den Kern des Projekts gegangen sei, erinnert sich Thomas Knollmann „ konnten die Kinder die Lösung für die eingangs gestellte Frage nach den Energiekosten ganz allein finden: Das Aufheizen des Warmwassertanks kostet die Schule allein in den Sommerferien rund 500 Euro.“ Um diese Kosten künftig zu sparen, konzipierten und bauten die acht- bis zehnjährigen Nachwuchs-forscher gemeinsam mit Knollmann eine Solarthermieanlage. Sie sollte den bereits bestehen-den Heizkessel bei der Erzeugung von Warmwasser unterstützen.

Das Prinzip der Anlage ist denkbar einfach: Das durch die Solarthermieanlage erwärmte Wasser wird in einem Solarpuffer gespeichert. Von dort fließt es bei Bedarf in den Warmwassertank oder in den Warmwasserspeicher der Fußbodenheizung, wenn der Tank bereits gefüllt ist. „Die Kinder konnten anhand der vorgegebenen Leistungsdaten sehr genau berechnen, dass der Solarpuffer ein Fassungsvermögen von 500 Litern benötigt, um genügend Wärme zur Verfügung zu stellen“, so Knollmann. Der war von den Fähigkeiten seiner Nachwuchsforscher so begeistert und überzeugt, dass er mit den Schülerinnen und Schülern auch die Regelkreise zur Steuerung des Systems erarbeitet hat. Dazu gaben die Kinder vor, wie die Anlage rein physisch laufen soll: also unter welchen Bedingungen die Pumpen anspringen und Ventile geöffnet oder geschlossen werden müssten. Danach wurde die Steuerungstechnik entsprechend der Vorgaben der Kinder programmiert.

Kinder werden zu Energie- und Automatisierungsspezialisten

Herzstück der Solarthermiesteuerungsanlage ist ein PFC von Wago. Ein programmierbarer Feldbuscontroller Ethernet (750-880) mit SD Card: In Verbindung mit dem Wago-I/O-System 750 kann er über das Ethernet Daten austauschen und auf einem Touchpanel visualisieren. „Damit hat man die Anlage jederzeit im Blick und kann schnell und einfach korrigierend eingreifen“, erläutert Knollmann.

Nach Programmierung und Inbetriebnahme habe man gemeinsam geprüft, ob die Anlage die gewünschten Ergebnisse erzielte. Und funktionierte etwas nicht, wurden auch die Fehler gemeinsam gesucht und gegebenenfalls korrigiert. „Durch das Ausprobieren sowie das Erkennen und Verbessern von Fehlern lernen Kinder am meisten, so, wie wir Erwachsene eben auch“, sagt Knollmann.

Und zu lernen gab es allerhand: Denn – entsprechend abgesichert – durften die Kindern sogar die Kollektoren auf dem Dach des Schulgebäudes montieren und am Schaltschrank, der die Solarthermieanlage mit dem restlichen Energiekreislauf der Grundschule verbindet, Hand anlegen. Dank des Jumpflex-Stecksockel mit Kleinschaltrelais (857-304), das die Spannung vom Schaltkreis (240 V) und Steuerungskreis (24 V) außerhalb des Schaltschranks galvanisch trennt, konnten die Nachwuchsforscher gefahrlos Kabel für Kabel in den Reihen-klemmen Topjob S installieren. Die Bedienung und Verdrahtung der einzelnen Klemmen war dabei, nicht zuletzt aufgrund der Push-in Cage Clamp S-Anschlusstechnik von Wago, im wahrsten Sinne kinderleicht.

So konnte die Solarthermieanlage rechtzeitig vor Beginn der Sommerferien in Betrieb genommen werden. Und das ganz feierlich und in Begleitung des Ersten Bürgermeisters Weyarns Leonhard Wöhr. Der bedankte sich bei Thomas Knollmann von Ifp sowie weiteren Sponsoren und Unterstützern des Projekts, darunter der örtliche Arbeitskreis Energie der Kommune Weyarn und Wago, und lobte ausdrücklich das Engagement der Nachwuchsforscher: „Ihr Kinder wisst heute ganz selbstverständlich, dass man Energie nicht einfach verschwenden darf. Ihr könnt mit eurem Wissen sogar für eure Eltern ausrechnen, wie viel Geld sie mit dem Bau einer Solarthermieanlage sparen könnten.“

* Thomas Cloidt, Technischer Vertriebsberater bei Wago Kontakttechnik

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