NRW-Schülerwettbewerb FUELCELLBOX zur Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnik

Transkript

1 NRW-Schülerwettbewerb FUELCELLBOX zur Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnik Ake Johnsen, h-tec Education Dr. Thomas Kattenstein, EnergieAgentur.NRW Folie 1

2 Inhalt 1 Infos und Ziel des Wettbewerbs 2 Aufgabe und Ablauf 3 Wie werden die Arbeiten bewertet? 4 Rückblick Folie 2

3 Ziel des FUELCELLBOX-Wettbewerbs? Stärkung des Bewusstseins von Schülern für die Zukunftstechnologien Wasserstoff und Brennstoffzelle Schüler/-innen von heute sind dringend gesuchte Facharbeiter, Techniker, Ingenieure von morgen Wettbewerb soll Jugendliche motivieren, eine Ausbildung/ein Studium aus dem technischnaturwissenschaftlichen Bereich zu wählen Der Wettbewerb wird organisiert von der EnergieAgentur.NRW in Kooperation mit der h-tec Education GmbH Folie 3

4 Wer kann an diesem Wettbewerb teilnehmen? Jahrgangsstufen 9-11 aller weiterführenden Schulen aus NRW Aufgabenstellung ist von Arbeitsgruppen bis maximal 3 Schüler zu bearbeiten Arbeitsgruppen sind von einem Fachlehrer zu betreuen Pro Schule wird nur eine Gruppe für die praktische Phase des Wettbewerbs zugelassen Folie 4

5 Wer organisiert den Wettbewerb? EnergieAgentur.NRW, speziell das Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff, in Kooperation mit dem FUELCELLBOX-Hersteller h-tec Sponsoring von 1-2 Unternehmen: Finanziell, Abschlussveranstaltung, Pressearbeit Schirmherrschaft: NRW-Klimaschutzminister Johannes Remmel Folie 5

7 Welche Aufgabe ist 2016 zu lösen? Entwicklung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) für ein Rechenzentrum mit Brennstoffzellenund Wasserstofftechnologie Komponenten der FUELCELLBOX : Solarmodule, Elektrolyseur, Wasserstoffspeicher, Brennstoffzelle, diverse Kabel & Anschlussmaterialien Folie 7

8 Wie läuft der Wettbewerb ab? Phase I: Dauer: ca. 2 Monate Aufgabe: schriftliche Lösung von vorgegebenen Aufgaben Auswahl von 20 Teams, die für Phase II zugelassen werden Folie 8

9 Welche Aufgaben sind in Phase I zu lösen? Drei verschiedene Aufgaben zur Bearbeitung: 1. Schriftlich Beispiel: Welche Vorteile ergeben sich durch den Einsatz der Wasserstofftechnologie in der dezentralen Energieversorgung? Lösung: - Emissionsfreier Betrieb (also umweltfreundlich) - Aufbau eines netzunabhängigen Stromversorgungssystems Folie 9

10 Welche Aufgaben sind in Phase I zu lösen? Drei verschiedene Aufgaben zur Bearbeitung : 1. Schriftlich 2. Rechnerisch Beispiel: Wenn an einem Elektrolyseur eine Spannung von 1,9 V anliegt und ein Strom von 640 ma fließt, wie lange dauert es dann etwa 30 cm³ Wasserstoff zu produzieren? Lösung: VH * H t = P* η Etwa sechs Minuten. P = U * I = 1,9V *0,64A = 1,22W EL 2 6 Wh 30*10 m³*3,54*10³ m³ 1,22W *0,85 2 = = 0,102h Folie 10

11 Welche Aufgaben sind in Phase I zu lösen? Drei verschiedene Typen von Aufgaben: 1. Schriftlich 2. Rechnerisch 3. Grafisch Beispiel: Lösung: Ermitteln Sie bei welcher Spannung die Brennstoffzelle mit der maximalen Leistungsabgabe arbeitet. Folie 11

12 Wie läuft der Wettbewerb ab? Phase II: Dauer: ca. 2-3 Monate Aufgabe: praktische Umsetzung der Lösungsvorschläge der ausgewählten Gruppen Die FUELCELLBOX wird hierfür den Teams kostenfrei zur Verfügung gestellt Die FUELCELLBOXen gehen nach erfolgreicher Teilnahme in das Eigentum der Schulen über Folie 12

13 Welche Aufgaben sind in Phase II zu lösen? Aufgabenblock 1 Zu den einzelnen Komponenten der regenerativen Energiequellen und der Speichertechnologie (PV, Elektrolyseur, Wasserstoffspeicher und Brennstoffzelle) Beispiel: Nehmen Sie mit Hilfe der Messwiderstände die Strom-Spannungs-Kennlinie eines Solarmoduls auf und stellen Sie diese grafisch dar. Folie 13

14 Welche Aufgaben sind in Phase II zu lösen? Aufgabenblock 2 Einsatz dieser Komponenten zur Lösungsfindung Beispiel: Installieren Sie die Elektrolyseure und die Brennstoffzellen mit der geeigneten Verschaltungsart. Installieren Sie den Wasserstoffspeicher, optimieren Sie Gasschläuche, Verbindungen, Kabel und sonstige Komponenten. Dokumentieren Sie Ihren Aufbau. Folie 14

15 Wie sieht der Zeitplan des Wettbewerbs aus? 01. September Aufruf zum NRW-Schülerwettbewerb FUELCELLBOX Oktober Anmeldeschluss für die Teilnahme 19. Oktober Versand der Aufgabenstellung per 18. Dezember 15. März Übergabe der Boxen Einsendeschluss für das Einreichen der Lösungen der Phase I. Nach Eingang der Lösungen werden bis zu 20 Teams mit einer FUELCELLBOX honoriert 13. Mai Einsendeschluss für das Einreichen der Lösungen der Phase II 30. Juni Preisverleihung und Präsentation imrahmen der Abschlussveranstaltung beim ZBT Duisburg Folie 15

16 Bereitstellung von Unterrichtsmaterialien - Foliensätze Brennstoffzelle - Vorgabe von Schülerexperimenten mit - Hintergrundinfos - Angaben über benötigtes Material - Hinweise zum Aufbau - Anleitung zur Durchführung - Auswertung mit Beispielwerten - Diskussionspunkte Folie 16

18 Wie werden die Arbeiten bewertet? Kriterien: Verständlichkeit der Lösung Praxistauglichkeit der umgesetzten Lösung/Anwendung Kreativität bei der Umsetzung Bewertung durch unabhängige Jury: - ZBT Duisburg - Forschungszentrum Jülich - h-tec GmbH - EnergieAgentur.NRW Folie 18

20 Rückblick FUELCELLBOX 2015: Aufgabe: Entwicklung einer zuverlässigen Energieversorgung für ein Mars-Erkundungssystem Rund 180 teilnehmende Teams (immer aus NRW) Abschlussveranstaltung beim DLR Köln mit Besichtigung Folie 20

21 Rückblick FUELCELLBOX 2014: Aufgabe: Entwicklung eines brennstoffzellenbetriebenen Gepäckschleppers Rund 120 teilnehmende Teams Abschlussveranstaltung auf dem Flughafen Köln/Bonn mit Besichtigung Folie 21

22 Rückblick FUELCELLBOX 2013: Aufgabe: Entwicklung einer autarken Gemeindestromversorgung in NRW Knapp 130 teilnehmende Teams Abschlussveranstaltung beim TÜV NORD GROUP in Essen Folie 22

23 Rückblick FUELCELLBOX 2012 und 2011: Aufgabe: Entwicklung eines Brennstoffzellen-Personenfahrzeugs bzw. Radiosendemastanlage, die autark mit regenerativer Energie versorgt werden kann 170/140 teilnehmende Teams Abschlussveranstaltung bei der AIR LIQUIDE Deutschland GmbH in Düsseldorf mit anschließender Besichtigung der ersten öffentlichen Wasserstofftankstelle Folie 23

24 Rückblick FUELCELLBOX 2010: Aufgabe: Entwicklung eines Brennstoffzellen betriebenen Modellschiffs Über 200 teilnehmende Teams Abschlussveranstaltung am Baldeneysee, Essen Gastgeber RWE AG Folie 24

25 Rückblick FUELCELLBOX 2009: Aufgabe: Entwicklung eines Brennstoffzellen betriebenen Modellgabelstapler Mehr als 200 teilnehmende Teams Abschlussveranstaltung im Logistikcenter der Firma Hoppecke Batterien GmbH & Co. KG in Bad Wünnenberg- Haaren Folie 25

26 Vielen Dank Kontakt: Ake Johnsen 0451/ Kathrin Sauerwein 0211/ Folie 26

27 NRW-Lehrerwettbewerb FUELCELLBOX_BASIC zur Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnik Ake Johnsen, h-tec Education Dr. Thomas Kattenstein, EnergieAgentur.NRW Folie 27

28 Inhalt 1 Infos und Ziel des Wettbewerbs 2 Aufgabe und Ablauf 3 Wie werden die Arbeiten bewertet? Folie 28

29 Ziel des FUELCELLBOX_BASIC-Wettbewerbs? Vielen Bildungseinrichtungen fehlt es an finanziellen Mitteln für neue innovative Technik, an der die Jugendlichen praxisnah lernen können Der Konzeptwettbewerb soll dem entgegensteuern und die Zukunftstechnologie Brennstoffzelle mit Wasserstoff mit der FUELCELLBOX_BASIC erlebbar machen Der Wettbewerb wird organisiert von der EnergieAgentur.NRW in Kooperation mit der h-tec Education GmbH Folie 29

30 Wer kann an diesem Wettbewerb teilnehmen? Teilnehmen können alle weiterführenden Schulen und außerschulische Bildungseinrichtungen aus NRW, die bereits eine gewisse Grundausstattung für naturwissenschaftliche Experimente und eine entsprechende pädagogische Fachkraft haben Pro Einrichtung kann nur ein Konzept eingereicht werden und als Ansprechpartner muss ein/e Pädagoge/in angegeben werden Die 20 Gewinner der FUELCELLBOXen des Schuljahres 2016 sind vom Konzeptwettbewerb ausgeschlossen Folie 30

31 Wer organisiert den Wettbewerb? EnergieAgentur.NRW, speziell das Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff, in Kooperation mit dem FUELCELLBOX-Hersteller h-tec Folie 31

33 Welche Aufgabe ist zu lösen? Vom Prinzip ganz einfach: Überzeugen Sie uns! Warum benötigt Ihre Einrichtung eine FUELCELL-BOX_BASIC? Wieso ist es Ihnen wichtig die Brennstoffzellentechnologie an Ihre Jugendlichen heran zu tragen? Weshalb ist gerade Ihre Einrichtung dafür prädestiniert mit der FUELCELLBOX_BASIC zu arbeiten? Neben einer ein- bis max. zweiseitigen schriftlichen Ausarbeitung sind Fotos, Projektskizzen und sonstige aussagekräftige Beweismaterialien ausdrücklich erwünscht! Folie 33

34 Wie läuft der Wettbewerb ab? Der Startschuss für den Wettbewerb fällt am 15. März 2016 Auf der Internetseite finden Sie sowohl alle Informationen in der Übersicht als auch die gültigen Teilnahmebedingungen Sie haben acht Wochen Zeit um Ihr Konzept bei uns per oder postalisch einzureichen Eine fachkompetente Jury bewertet die eingesendeten Konzepte und kürt insgesamt elf Gewinner Die BASIC_BOXen werden am 30. Juni 2016 im feierlichen Rahmen der Preisverleihung des Schülerwettbewerbs FUELCELLBOX überreicht Folie 34

35 Wie sieht der Zeitplan des Wettbewerbs aus? 15. März Aufruf zum NRW-Lehrerwettbewerb FUELCELLBOX_BASIC Mai Einsendeschluss für das Einreichen der Konzepte 30. Juni Preisverleihung im Rahmen der Abschlussveranstaltung des FUELCELLBOX-Wettbewerbs beim ZBT Duisburg Folie 35

37 Wie werden die Arbeiten bewertet? Kriterien: Überzeugende Gründe für die Dringlichkeit/Notwendigkeit einer BASIC_BOX Kreativität und Aussagekraft des Beweismaterials Bewertung durch unabhängige Jury: - h-tec Education - EnergieAgentur.NRW Folie 37

38 Vielen Dank Kontakt: Ake Johnsen 0451/ Kathrin Sauerwein 0211/ Folie 38