Qualifizierungsoffensive Handwerk Brennstoffzelle & Batterietechnologie Niedersachsen

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Gisela Kirchner
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1 Qualifizierungsoffensive Handwerk Brennstoffzelle & Batterietechnologie Niedersachsen Projektleitung: Dipl.-Ing. Manfred Wiemer Verein zur Förderung des Heinz-Piest-Instituts für Handwerkstechnik an der Leibniz Universität Hannover e.v.

Vorwort Hannover, April 2012 Die absehbare Markteinführung innovativer Produkte auf Basis der Brennstoffzellentechnologie im Bereich der dezentralen Hausenergieversorgung sowie auf Basis der

2 Vorwort Hannover, April 2012 Die absehbare Markteinführung innovativer Produkte auf Basis der Brennstoffzellentechnologie im Bereich der dezentralen Hausenergieversorgung sowie auf Basis der Batterietechnologie im Bereich der Elektromobilität erfordert qualifiziertes Personal für die Beratung potenzieller Kunden sowie für die Installation und Wartung der Anlagen und Systeme. Damit dieses Personal zu Beginn der Markteinführung der verschiedenen Produkte zur Verfügung steht, muss rechtzeitig dessen Qualifizierung vorgenommen werden. Die aktuellen Berufsordnungsmittel für die relevanten Berufe ermöglichen bereits heute die Einbindung der Thematik in die Ausbildung. Die vorliegende Lern- und Ausbildungssituation wurde im Rahmen des Projektes Qualifizierungsoffensive Handwerk Brennstoffzelle & Batterietechnologie Niedersachsen von ausgewählten Berufsschullehrern und überbetrieblichen Ausbildern aus Niedersachsen erarbeitet. Die Lern- und Ausbildungssituation ist im Sinne der Lernortkooperation für den Einsatz sowohl in der Berufsschule als auch in der überbetrieblichen Ausbildung in den auf der nachfolgenden Seite aufgeführten Berufen vorgesehen. Inhaltlich verantwortlich für diese Prof. Dr. Manfred Hoppe Forschungsgruppe Praxisnahe Berufsbildung, Bremen Dr. Eric Manshusen Berufsschule II, Göttingen Projektleitung: Dipl.-Ing. Manfred Wiemer Verein zur Förderung des Heinz-Piest-Instituts für Handwerkstechnik an der Leibniz Universität Hannover e.v. Das Projekt wird gefördert, vom Land Niedersachen mit Mitteln des Europäischen Sozialfonds, der EWE Energie AG und der Wolfsburg AG. 2/11

Planung eines neuen Mini-BHKW Lern- und Ausbildungssituationen für Anlagenmechaniker für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik Elektroniker für Gebäude- und Energietechnik Anlagenmechaniker Lernfeld

3 Planung eines neuen Mini-BHKW Lern- und Ausbildungssituationen für Anlagenmechaniker für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik Elektroniker für Gebäude- und Energietechnik Anlagenmechaniker Lernfeld 9: Installieren von Wärmeerzeugern Lernfeld 15: Integrieren ressourcenschonender Anlagen in Systeme der Gebäude- und Energietechnik ÜLU: IH4/03: Gerätetechnik Wärme Elektroniker Lernfeld 11: ÜLU: Energietechnische Anlagen errichten, in Betrieb nehmen und in Stand setzen ETE4/04: Errichten, Prüfen und Inbetriebnahme von Energiewandlungssystemen und deren Leiteinrichtungen Unterrichtsstunden: 6 8 Quelle: Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG 3/11

4 Hinweise und Materialien für Lehrkräfte Zur Einstimmung und Vorbereitung auf die Lern- und Ausbildungssituation Auswahlkriterien für Mini-BHKWs werden folgende Materialien zur Lektüre empfohlen: Zukunftsfähige Energieversorgung mit Brennstoffzellen-Heizgeräten ( Stationäre Brennstoffzellen. Grundlagen, Einsatzmöglichkeiten, Stand der Technik, Perspektiven ( Die Empfehlungen stehen als Download zur Verfügung. Für Lehrkräfte sind folgende Materialien vorhanden: Verlaufsplanung zur Lern- und Ausbildungssituation Lösungsvorschläge für die Aufgabenstellungen Für die Weitergabe an Schüler / Auszubildende werden den Lehrkräften folgende Materialien zur Verfügung gestellt: Einführender Überblick Ausgangslage und Aufgabenstellung Hydraulikschema Aufgabenblätter zu Hydraulikschema und Abgasanlage Hersteller-Datenblätter zu BHKW Die Lehrkräfte entscheiden, welche Materialien die Schüler / Auszubildende in welcher Reihenfolge erhalten Für die Ausgabe an die Auszubildenden sind die Seiten 6 bis 10 vorgesehen. 4/11

5 Verlaufsplanung zur Lern- und Ausbildungssituation ca. U.-Std.: 4 Phasen Inhalte / Themen / Kompetenzen Methoden / Medien Phase 1: Vorstellung der Kundenanfrage Strom erzeugende Heizung Erdgas Leistungsanforderungen Lehrervortrag Phase 2: Auswahlkriterien Leistungsdimensionierung Thermische Grundlast Elektrische Leistung Spitzenlastgerät Energieeffizienz Einzelarbeit Gruppenarbeit Phase 3: Rollenspiel Kundengespräch Energieberatung Bivalente Heizungssysteme Spieler durch Losermittlung Phase 4: Auswahl einer Anlage 1. Auswahl BHKW 2. Auswahl Spitzenlastgerät 3. Hydraulikschema (Fließrichtungen / Rücklauftemperaturanhebung) 4. Anschlussbedingungen Herstellerunterlagen Präsentation der Ergebnisse Phase 5: Projektmappe Beratungsargumente Diskussionsrunde Gruppenarbeit 5/11

6 Einführender Überblick Quellen: Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG (Grafik) Viessmann Werke GmbH & Co. KG (Schnittbild rechts) 6/11

7 Ausgangslage und Aufgabenstellung Ausgangslage Sie sind Jungmonteur und werden von Ihrem Chef beauftragt, einem Kunden für ein neues Mehrfamilienhaus (6 Familien, 40 kw thermische Leistung) eine Heizungsanlage mit Trinkwassererwärmung anzubieten und zu installieren. Um Kosten zu sparen, möchte der Kunde zusätzlich zur Wärme auch eigenen Strom erzeugen. Da ein Anschluss für Erdgas im Haus vorhanden ist, soll dieses als Energieträger verwendet werden. Arbeitsaufträge 1. Wählen Sie eine für den Kunden geeignete Anlage aus. Bedenken Sie dabei, dass die thermische Leistungsdimensionierung eines Mini-BHKWs auf weniger als 30% der errechneten thermischen Last erfolgt. Die entstehende Leistungslücke ist von einem Spitzenlastheizgerät zu decken. Informieren Sie sich an Hand der Datenblätter über am Markt erhältliche Mini-BHKWs und wählen Sie ein technisch geeignetes Modell aus. Formulieren Sie fünf Argumente, die Ihrer Meinung nach für das von Ihnen favorisierte Gerät im Vergleich zu anderen sprechen. (EA, 20 min) Quelle: Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG 2. Kundengespräch: Stellen Sie sich im Rahmen eines kurzen Rollenspiels (Installateur Kunde) jeweils die Ergebnisse aus Aufgabe 1 vor. Wechseln Sie dabei die Rollen und diskutieren Sie ihre Argumente/Ergebnisse. (PA, 10 min) Nach dem Kundengespräch entscheidet sich der Kunde für das Gerät Vaillant ecopower e Wählen Sie aus den Planungsinformationen ecopower ein zum Mini-BHKW passendes Spitzenlastheizgerät, um den geforderten Energiebedarf von 40 KW zu decken. Begründen Sie ihre Entscheidung. (EA, 10 min) 4. Machen Sie sich mit dem Hydraulikschema der Anlage vertraut (S. 8), indem Sie die Aufgaben auf S. 9 bearbeiten. (EA, 40 min) 5. Die Kombination aus Mini-BHKW und Spitzenlastheizgerät soll an ein schachtgeführtes Luft- Abgassystem (LAS) angeschlossen werden. Bearbeiten Sie die damit zusammenhängenden Aufgaben auf S.10. (PA, 30 min) 6. Diskutieren Sie in Vierergruppen Ihre Ergebnisse (von Aufgabe 4 und 5) und gleichen Sie diese daraufhin ab. (GA, 15 min) Hinweise: Arbeitsmaterialien: Fachbuch, Tabellenbuch, Vaillant Planungsinformationen ecopower, Datenblätter. Arbeitsergebnis: Erstellung einer Projektmappe. Einzelarbeit (EA), Partnerarbeit (PA), Gruppenarbeit (GA), Plenum (PL). 7/11

8 Hydraulikschema Quelle: Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG 8/11

9 Abgasanlage Aufgabenstellungen zu Aufgabe 4. A) Ordnen Sie dem Hydraulikschema die folgenden Komponenten zu: (1) FB-Heizkreise (2) HK-Heizkreise (3) PWH-Speicher 400 l Inhalt (4) Pufferspeicher 1250 l Inhalt (5) Warmwasserladepumpe (6) Spitzenlastkessel eco-tec (7) Blockheizkraftwerk ecopower 4.7 (8) Rücklauftemperaturanhebung (9) Schlammabscheider B) Mit welchen Systemtemperaturen arbeitet FB-Heizkreis = HK-Heizkreis = C) Zeichnen Sie in das Hydraulikschema die Fließrichtungen der Stoffflüsse ein. D) Aus welchen Bauteilen setzt sich die Rücklauftemperaturanhebung des BHKW zusammen? E) Erklären Sie die Notwendigkeit der Rücklauftemperaturanhebung. F) Welche Aufgabe erfüllt der Schlammabscheider? 9/11

10 Abgasanlage Aufgabenstellungen zu Aufgabe 5. Ermitteln Sie die Anschlussbedingungen, eines schachtgeführten Abgassystems für eine Kombination aus dem Mini-BHKW ecopower e4.7 und dem Spitzenlastheizgerät ecotec exclusiv VC 276/4-7. A) Welche Vorgaben sind bei der Abgasleitung zu beachten? B) Technaflon hat die Abkürzung PVDF. Suchen Sie aus dem Tabellenbuch heraus, um was für einen Werkstoff es sich handelt. Quelle: Vaillant Deutschland GmbH & Co. C) Ordnen Sie die Bauteile der Materialliste (siehe nächste Seite) der folgenden Tabelle zu. Nr. Artikelnummer Bezeichnung Anzahl, Länge D) Welche Maßnahmen müssen zur Belüftung des Raumes ergriffen werden? 10/11

11 Abgasanlage Quelle: Vaillant. Planungsinformation ecopower 3.0/ /11

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