?! Energieeinsparung

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1 Energieeinsparung

2 Inhaltsverzeichnis 1 1.Einführung 1.1. Ausgangslage und Motivation S Das Schulprojekt S Erreichte Ziele 2.1. Energieeinsparung Photovoltaik-Anlage S Recyclingpapier S Beleuchtung im Raum 216 S Beleuchtung eines Schulflurs S Pedelec-Ladestation S Übersicht der jährlichen Energieeinsparung S Aktuelle und zukünftige Projekte 4.1. Windkraftanlage S Beleuchtung im Raum 219 S Schlusswort und Danksagung S Klimawerkstatt-Teilnahmeerklärung S.11

3 1. Einführung 2 1. Einführung 1.1. Ausgangslage und Motivation Durch den Energieverbrauch in Deutschland und anderen Ländern steigt der Ausstoß von Kohlenstoffdioxidgas nach wie vor an und der damit verbundene Klimawandel schreitet fort. Sowohl bei uns als auch überall auf dieser Welt trägt jeder Mensch etwas zum Klimawandel bei vor allem durch die Verwendung nicht regenerativer Energieträger. Ineffiziente Nutzung von Energie oder Verschwendung verstärken den Effekt noch. Die Mitglieder des Seminarkurses, also das jeweilige Energieprojekt, suchen immer nach neuen Projekten zu den Themen Energieeinsparung und Optimierung, auch im Bereich Erzeugung erneuerbarer Energien gibt es Projekte. Die Vorhaben werden dann von ihnen umgesetzt. So kommen auch Schülerinnen und Schüler über das Energieprojekt hinaus intensiv in Kontakt mit dem Thema Energieeinsparung. Auch im Bereich der Bewusstseinsbildung sind Mitglieder des Energieprojektes tätig. Wissen und Informationen, damit verbunden auch Energiebewusstsein, werden durch die Gruppen Kommunikation und Visuelle Kommunikation I und II auf verschiedenen Wegen an Schülerinnen bzw. Schüler und Lehrkräfte vermittelt. Betreut wird das Projekt von den Lehrkräften Andrea Braun-Henle und Dirk Krause Das Schulprojekt Das sogenannte Energieprojekt der Ferdinand-von-Steinbeis-Schule Tuttlingen wurde im Jahre 2009 ins Leben gerufen. Das Ziel ist es Einspar- und auch Optimierungsmöglichkeiten zu finden, um somit den Energieverbrauch an dieser Schule zu reduzieren. Ebenso soll über die Chancen der Energiewende informiert, regenerative Energien sollen gefördert werden. Somit soll im Kleinen zum Gelingen der von der Bundesregierung angestoßenen Energiewende beigetragen werden. Im Folgenden werden die bisher im Bereich Energieeinsparung erreichten Ziele des Projekts vorgestellt. Außerdem werden Projekte vorgestellt, die derzeit entwickelt werden. Nicht die großen Schritte Weniger, sondern die kleinen Vieler können die Welt verändern.

4 2.1. Erreichte Ziele: Energieeinsparung Photovoltaik-Anlage Schon im Jahr 2011 wurde die Idee geboren, eine leistungsfähige Photovoltaik-Anlage zu erwerben und diese komplett über Sponsoren zu finanzieren. Für die Organisation ergab sich eine ideale Lösung, da das Landratsamt angeboten hat, die Verwaltungsaufgaben wie z.b. Abrechnungen zu übernehmen. Einweihung der Photovoltaik-Anlage Nach anfänglichen Problemen konnte durch eine Dachbegehung mit Herrn Hils, Frau Dreher, Herrn Bender, Frau Braun-Henle und Herrn Krause ein geeigneter Standort für die PV-Anlage festgelegt werden. Durch die Unterstützung der Firma Hitzler konnten Aufgaben wie z.b. die Befestigung der Module oder auch die Netzeinbindung geklärt werden. Darüber hinaus bot sich die Firma Hitzler weiterhin als beratende und helfende Unterstützung an. Es wurden auch Ideen für mögliche Kabeltrassen mit Zugangsmöglichkeiten zu einer Teil-Anlage, ohne die Gefährdung von Schülerinnen und Schülern, entwickelt. Nach 4 Jahren Projektarbeit konnte das gesetzte Ziel erreicht und die PV-Anlage am 6. Juli 2015 eingeweiht werden. Die Solaranlage auf dem Dach des Schulgebäudes Leistung: 30 kwp Jährliche Energieeinsparung: kwh/jahr

5 2.1. Erreichte Ziele: Energieeinsparung Umstellung auf Recyclingpapier Jahrelang wurden an der Ferdinand-von-Steinbeis-Schule Tuttlingen hunterttausende Blätter herkömmliches, hochweißes Papier verbraucht. Wenn man bedenkt, dass es sich hierbei größtenteils lediglich um Arbeitsblätter handelt, die sowieso eine kurze Lebensdauer haben, wird deutlich, wie verschwenderisch dies eigentlich war. Aus diesem Grund wurde das Ziel gesetzt, den Papierverbrauch dieser Schule von herkömmlichem auf Recyclingpapier umzustellen. Nach langer Diskussion konnte dies im Jahr 2009/10 auch umgesetzt werden. Zum ersten Mal wurde Recyclingpapier anstelle von herkömmlichem gekauft. Das Einsparungspotenzial ist enorm: Pro 500 Blatt werden rund 80 Liter Wasser und ca kwh Strom eingespart. Das entspricht etwa dem Tagesverbrauch einer vierköpfigen Familie. Jede Kopie schont somit die Umwelt. Die allererste Palette Recyclingpapier jährliche Energieeinsparung bei Blatt/Jahr: Wasser: l kwh: Holz: 5960 kg O₂: 1280 kg

6 2.1. Erreichte Ziele: Energieeinsparung Beleuchtung im Raum 216 Im Vergleich zu Privathaushalten spielt der Energieverbrauch für Beleuchtung an Schulen eine wesentlich größere Rolle und kann deutlich über 50% am gesamten Verbrauch elektrischer Energie betragen. Sparmaßnahmen haben hier also erhebliche Auswirkungen Der Standard in der Elektroinstallation war wohl etwa hundert Jahre der Schalter, fachlich korrekt der Ausschalter. Leider aber wird er zu wenig seinem Namen entsprechend benutzt, was oft zu Dauerbetrieb von Leuchten bei bestem Wetter und über die Mittagspausen führt. Die alte Beleuchtung im Raum 216 Um zu zeigen, was der Stand der Technik ist und natürlich auch um den Energieverbrauch der Ferdinand-von-Steinbeis-Schule zu minimieren, wurde im Jahr 2011/12 in Kooperation mit der Firma Ridi als Partner und tatkräftiger Unterstützung von Herrn Dorn, einem Vertreter dieser Firma, das Klassenzimmer 216 mit moderner Lichttechnik ausgestattet. Diese Anlage berücksichtigt nicht nur die tatsächliche Anwesenheit von Personen, sondern auch das Tageslicht. Diese tageslicht- und nutzungsabhängige Regelung wird durch eine dezentrale Sensorik an den Leuchten ermöglicht. Wie die Grafik rechts zeigt, lassen sich damit im Vergleich zu Räumen mit herkömmlicher Beleuchtung rund 25-40% der Energie einsparen (4,10 kwh anstelle von 8,56 kwh). Diese Auswertung wurde erst durch die Netz-Analysegeräte möglich, die im Rahmen des Projekts Verbrauchserfassung (siehe Seite 11) installiert worden waren. Im ersten Moment kamen Kosten auf die Schule zu, welche sich aber durch die enorme Einsparung an Energie schnell auszahlt. Vergleich des Energieverbrauchs mit alter Technik (rot) Jährliche Energieeinsparung: 60 kwh/jahr

7 2.1. Erreichte Ziele: Energieeinsparung Beleuchtung eines Schulflurs Bei einem Gang durch die Schule stellt man fest, dass es sich bei den Leuchten der langen Flure im Altbau des Schulgebäudes um ärgerliche Dauerbrenner handelt. Weitgehend ohne Tageslicht sind die Lampen oft mehr als 12 Stunden in Betrieb - und davon sicher 4 Stunden völlig nutzlos. Hier ist das Energieeinsparpotenzial sehr groß. Das Ziel war es durch Umbauen der Lichttechnik im Schulgebäude Energie einzusparen. Dafür bot sich im Jahr 2014 die Umrüstung eines Flurs als Musterprojekt im Rahmen des LED-Förderprogrammes des Bundes an. Durch den Umbau der Beleuchtung mit LED-Technik sollte mindestens 50% Energie und somit auch CO₂ eingespart werden. Zusätzlich zu der Einsparung durch die Leuchten selbst wird der Energieverbrauch durch abschnittsweise und bewegungsmeldergesteuerte Schaltung der Beleuchtung bei Bedarf gesenkt. Darüber hinaus entschied man sich für das Einbinden eines Stromzählers in das LAN-Netzwerk der Schule. Um das Signal zu digitalisieren, wurde ein sogenannter COM-Server zwischen den Stromzähler und einen Computer geschaltet. Beleuchtung eines Flurs der Schule Jährliche Energieeinsparung: 1000 kwh/jahr

8 2.1. Erreichte Ziele: Energieeinsparung Pedelec-Ladestation Ein weiteres Ziel war es im Jahr 2012, eine vollfunktionsfähige Ladestation für die immer beliebter werdenden E-Bikes zu errichten, welche durch regenerativ erzeugten Strom unterstützt wird. Hierzu wurde zuerst ein Wechselrichter besorgt, welcher eine Spannung von 230V für die Ladegeräte bereitstellt. Daraufhin installierte man universelle 230V-Netzsteckdosen, damit sämtliche individuellen Pedelec-Ladegeräte angeschlossen werden können. Installation der Netzsteckdosen Nachdem in Erfahrung gebracht wurde, dass es möglich ist eine in das Schulgebäude integrierte Garage zu nutzen, wurde die Werkzeugmechanikerklasse gebeten, einen Stahlschrank für das Ladegerät, die Batterien und den Wechselrichter zu bauen. Anschließend haben die Elektronikerinnen und Elektroniker für Betriebstechnik die Komponenten im Stahlschrank installiert und Leitungen vom PV-Generator zum Schrank verlegt. Nach dem Austausch eines defekten Wechselrichters konnte die Station dann endlich in Betrieb genommen werden und hat erstmals den Akku eines E-Bikes mit Sonnenstrom aufgeladen. Auch das Pedelec unserer Schule, welches als Dienstrad dient, wird hier aufgeladen. Anstelle die Dienstgänge mit dem Auto zu erledigen, werden sie nun mit dem schuleigenen E-Bike erledigt und die Umwelt geschont. Elektroniker bei der Installation im Schrank Gefahrene Kilometer: 250 km/jahr

9 3. Übersicht der jährlichen Energieeinsparung 8 3. Übersicht der jährlichen Energieeinsparung Maßnahme Eingesparte Energie Photovoltaik-Anlage kwp: 30 kwh: 25500/Jahr Recyclingpapier Bei Blatt/Jahr: Wasser: l kwh: Holz: 960 kg CO₂: 1280kg Beleuchtung im Raum 216 kwh: 60/Jahr Beleuchtung eines Schulflurs kwh: 1000/Jahr Pedelec-Ladestation Gefahrene Kilometer: 250km/Jahr Gesamte Summe (bezogen auf ein Jahr) Wasser: l kwh: Holz: 5960kg CO₂: 1280kg km: 250

10 4. Aktuelle und zukünftige Projekte 9 4. Aktuelle und zukünftige Projekte 4.1. Windkraftanlage Das Ziel der Gruppe Regenerative Energien ist es eine Windkraftanlage zu entwerfen, welche nach ihrer Fertigstellung auf dem Dach der Schule installiert wird. Aufgrund der besseren Stabilität und Sicherheit wurde die Entscheidung für eine vertikale Anlage getroffen. Diese wird in dem CAD-Programm SolidWorks konstruiert und anschließend von der Projektgruppe in den schuleigenen Werkstätten gefertigt. Das genaue Energieeinsparpotenzial ist nach dem momentanen Stand noch nicht festzulegen. Erst nach der Installation auf dem Schuldach können erste Messungen gemacht werden. Neben der zu erwartenden Energieerzeugung soll die Anlage auch als Demonstrationsobjekt für den Unterricht im Bereich Elekrotechnik dienen. Technische Zeichnung der Konstruktion in SolidWorks 4.2. Beleuchtung im Raum 219 Mit dem aktuellem Beleuchtungsprojekt knüpft die dafür zuständige Gruppe an die Beleuchtungsanlage im Raum 216 (siehe Seite 5) der Ferdinand-von-Steinbeis-Schule an. Die Mitglieder haben sich erneut mit der Firma Ridi zusammengesetzt und wollen wie im bereits umgerüstetem Klassenzimmer auf die Tageslichtsensoren setzen. Außerdem werden dieses Mal zusätzlich die Leuchtröhren durch energiesparende LEDs ersetzt. Für die Planung der Beleuchtung haben sie das Programm DIALux zur Verfügung gestellt bekommen. Anhand der damit durchgeführten Simulation wurde eine optimale Anzahl von 9 Lampen für diesen Raum errechnet. Vorraussichtlich werden damit 360 kwh pro Jahr eingespart. Simulation der Beleuchtung in DIALux

11 5. Schlusswort und Danksagung Schlusswort und Danksagung Wir danken unserem stets offenen und engagierten Schulträger, dem Landkreis Tuttlingen, der Schulleitung, den Lehrkräften, dem Hausmeister, sowie allen Unterstützern und Sponsoren, ohne die wir unsere Projekte nicht in diesem Umfang realisieren könnten. Unser Dank gilt auch anderen Einrichtungen, wie z.b. der Energieagentur, die uns ebenfalls tatkräftig unterstützt haben. Natürlich ist diese Realisierung unter anderem erst durch die Mitarbeit der Schülerinnen und Schüler möglich. Die Einteilung in Gruppen hat den Vorteil, dass sich die Schüler auf gewisse Themenfelder spezialisieren und somit individuelle Ergebnisse erzielen können. Hans-Peter Brommer Ferienpension Alter Hof Irndorf Baugeschäft Arno Denzel Alpenstraße Immendingen-Hattingen

12 6. Klimawerkstatt-Teilnahmeerklärung Klimawerkstatt-Teilnahmeerklärung Die Teilnehmer der Klimawerkstatt räumen den Veranstaltern und dessen Partnern die Rechte ein, die im Rahmen der Klimawerkstatt eingereichten Beiträge kostenfrei, unwiderruflich sowie zeitlich und räumlich unbeschränkt zu nutzen. Insbesondere räumen sie auch das Recht ein, die Beiträge öffentlich zugänglich zu machen, zu bearbeiten und als Zusammenschnitt zu verbreiten oder vorzuführen. Die Teilnehmer bestätigen und gewährleisten gegenüber den Veranstaltern, dass sie über sämtliche der oben genannten Rechte verfügen und diese den Veranstaltern ohne die Verletzung von Rechten Dritter einräumen können. Falls die Teilnehmer nicht Inhaber einzelner oben genannter Rechte sind, garantieren sie den Veranstaltern, dass sie alle erforderlichen Rechte und Einwilligungen wirksam eingeholt haben. Dies ist den Veranstaltern auf Verlangen schriftlich nachzuweisen. Die Teilnehmer erklären sich damit einverstanden, dass sie den Veranstaltern aus jeder Haftung freistellen, die aus der Verletzung der Rechte Dritter durch die eingereichten Beiträge resultieren. Die Teilnehmer willigen mit Einreichen ihres Beitrags ein, dass sie ihren Beitrag den Veranstaltern unentgeltlich zur Verfügung stellen. Die Teilnehmer erklären gegenüber den Veranstaltern, dass sie die Urheber der eingereichten Beiträge sind. Sofern in den Beiträgen Personen zu sehen sind, die erkennbar sind und bei denen es sich weder um Personen der Zeitgeschichte, um Beiwerk neben einer Landschaft oder sonstigen Örtlichkeit noch um Bilder von Versammlungen, Aufzügen und ähnlichen Vorgängen, an denen die dargestellten Personen teilgenommen haben ( 23 KUG), handelt, müssen diese mit der Nutzung einverstanden sein. Die Teilnehmer garantieren den Veranstaltern, dass sie alle Rechte und Einwilligungen von solchen Dritten eingeholt haben und den Veranstaltern von etwaigen Ansprüchen aus Rechteverletzungen nach dem KUG freistellen. Die Teilnehmer versichern den Veranstaltern, dass sie für die Erstellung ihrer Beiträge keine urheberrechtlich geschützten Materialien genutzt haben bzw. dass die erforderliche Einwilligung der Rechteinhaber vorliegt. Dies gilt insbesondere für Fotos, Grafiken und Musikstücke. (Ort, Datum) (Ingo Hasenbach) (Jannik Wirth) (Chris Müller) (Fabian Raible) (Sarah Langheinz) (Hannah Schulz) (Yvonne Wehrlein) (Nicole Wehrlein)