FloatingPV - Intelligente Energiegewinnung auf dem Wasser
Hintergrund
Bei meinem Besuch zur Gründung des gemeinsamen FutureLabs auf der Agepa-Farm der Baobab-Foundation in Ghana wurde die Idee einer FloatingPhotovoltaics-Anlage geboren:
Der Speichersee zur Bewässerung der organic farm ('Dam' auf der Planansicht) verlor nach Aussagen von Farmleiter Michael Asare zu viel Wasser. Hier entwickelten wir die Idee, mit einer schwimmenden PV-Anlage die Verdunstung reduzieren und zugleich Strom für die Verarbeitungsprozesse auf der Farm zu gewinnen.
Die Kühlung der Module durch die Wasserfläche sollte gleichzeitig den Wirkungsgrad in dieser tropischen Region erhöhen
Konzept
Für eine kostensparende und umsetzbare Verwirklichung entwickelten die Schüler das Konzept von Modulen mit 6 oder 8 PV-Paneelen, die auf einer Bambuskonstruktion als Zeltdach angeordnet würden. Als Schwimmkörper sollten gebrauchte Kanister dienen.
Sie sollten in Reihen auf dem See schwimmen und durch ein Floß für Reparaturen erreichbar sein.
Nach einigen Zeichnungen entstand zunächst ein Modell im Maßstab 1:3.
Kommunikations-Training
Entscheidend für den FutureLab-Charakter der Arbeit war die Co-Kreation mit den Jugendlichen in Ghana - wir sollten auf keinen Fall die übergriffigen Besserwisser aus Europa sein.
Dazu entwickelten wir mit Studierenden der Universität Würzburg ein smartes Sprachtraining, das auch 6.-Klässler für englischsprachige Video-Besprechungen mit den afrikanischen Partnern ertüchtigen soll.
Im Mittelpunkt stehen 'Sprachfelder', die in verschiedenen Farben um die Konstruktionsbilder Fachtermini, Eigenschaften und Tätigkeiten rund um das Thema auf Deutsch und Englisch anordnen.
Mit diesen Sprachfeldern trainieren dann ältere Schüler mit jüngeren auf vielfältige und möglihcst aktive Weise.
Meeting 1
Bei der ersten Arbeitsbesprechung über ZOOM stellten die 6.-Klässler aus Schweinfurt ihre Konstruktionsideen am Modell und den vorab zugesandten Zeichnungen vor. In der Diskussion lernten sie etwa von Jim (gelbe Mütze): "Ihr richtet die PV-Paneele nach Süden aus - bei uns läuft die Sonne senkrecht von Ost nach West! So müssen die Module auch ausgerichtet werden!"
Das ist FutureLab als gemeinschaftlicher Lernort!
Prototypen-Bau
Auf dem Weg zu einem 1:1 Demonstrator machte die Arbeitsgruppe aus 7. und 10.-Klässlern viele Versuche, wie die Bambus-Stangen untereinander und mit den PV-Modulen verbunden werden können - nicht zu starr wegen der Rissgefahr des Glases muss die Konstruktion auch Wellenbewegungen aufnehmen können.
Die Montage konnte dann erfolgreich mit T- und X-Verbindern aus Edelstahl erfolgen, die mit Rochschellen befestigt werden.
Nun steht der Prototyp am Schulgelände bereit, im September probeweise auf einem nahen See 'zu Wasser gelassen' zu werden.
Nach den Erfahrungen hier können die Jugendlichen in Ghana dann mit den bereits angeschafften Modulen vor Ort die Anlage bauen.
Meeting 2
Für die genaue Kosntruktion waren nun Berechnungen zu Gewicht, Auftrieb, Windlast, Neigungswinkel etc. nötig. In Verbindung mit digitaler Konstruktion konnte die Arbeitsgruppe der 10. Klasse die Rahmendaten ermitteln und in einem weiteren Meeting mit den ghanaischen Schülern besprechen.