Josef-Durler-Schule Rastatt

Projekt: Nachgeführte Solarstromanlage

Projektbeschreibung

Bei einem Besuch der Solarmesse in Freiburg holte man sich erste Anregungen. Danach begannen intensive Phasen der Planung, Projektierung, Herstellung und des Aufbaus. Die Schülerinnen und Schüler mussten, in Gruppenarbeiten organisiert, Themenfelder wie Standort, Anlagengröße, Einspeisestelle, Kosten, Finanzierung, Wirtschaftlichkeit, mechanische und elektrische Komponenten, Steuerungstechnik u. a. bearbeiten Um den Kostenrahmen von rund 10 000 € einzuhalten, entschied man sich, die Anlage aus gängigen Industriekomponenten zu bauen und diese den örtlichen Gegebenheiten und der Anlagenspezifikation anzupassen.

Die Anlage wird durch zwei Gleichstrommotoren dem Sonnenstand nachgeführt, wobei auf die kalendarischen Daten des Sonnenlaufes zugegriffen wird. Dabei richten beide Motoren die Solarmodule alle 8 Minuten neu auf die Sonne aus: einer realisiert die Ost-West-Richtung, den so genannten Azimutwinkel und der andere die horizontale Neigung, den Elevationswinkel.

Da die Anlage exponiert auf dem Schuldach steht, wurde ein Windwächter in die Steuerung integriert, der die Modulfläche von rund 8 Quadratmeter bei einer einstellbaren maximalen Windgeschwindigkeit in eine Sicherheitsstellung (Azimutwinkel = 250°, Elevationswinkel = 10° zur Horizontalen) fährt.

Prinzipschaltbild

Die Anlage besteht aus 6 Solarmodulen mit je 205 Watt Spitzenleistung. Damit ergibt sich eine maximale Gesamtleistung des Solargenerators von 1230 Watt.

Der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom wird durch einen Wechselrichter mit einer maximalen Wechselstromausgangsleistung von 1100 W in netzkonformen Wechselstrom umgewandelt und in das Stromnetz der Stadtwerke Rastatt eingespeist.

Die aktuelle Einspeiseleistung, der Tagesertrag und der Gesamtertrag der Anlage werden im Schulgebäude auf einer Anzeigetafel für alle Interessierte dargestellt. Dabei werden die vom Wechselrichter errechneten Werte via Powermodem über das Energienetz zur Anzeigetafel übertragen. Gleichzeitig wird dadurch die Funktion der Anlage überwacht.

Im ersten Betriebsjahr der Anlage konnte ein Mehrertrag von rund 35 Prozent erzielt werden. Referenzanlage für die Ermittlung ist dabei die seit 2002 bestehende 14 kW-Anlage der Schule (siehe Projektbeschreibung). Diese Anlage steht mit einem Neigungswinkel von 30° auf dem Flachdach von Gebäude A und hat nur eine geringe Abweichung von der idealen Südausrichtung.

Zusammen mit den beiden fest installierten Solarstromanlagen verfügt die Josef-Durler-Schule über insgesamt 16,2 kW Solarstromleistung. Damit werden jährlich rund 8 Prozent des Stromverbrauchs der Schule selbst erzeugt und dadurch der CO2 – Austoß um ca. 10 Tonnen reduziert.

Aufgrund der guten Zugängigkeit über das Treppenhaus bietet sich die Anlage sehr als Anschauungsobjekt an. Da die Messdaten von einem Datenspeichergerät erfasst werden, können diese jederzeit ausgelesen und interpretiert werden. Im Rahmen weiterer Projektarbeiten können technische Veränderungen vorgenommen werden.

Finanziert wurde die Anlage vom Verein "Freunde der Josef-Durler-Schule", der dem Projekt von Anfang an aufgeschlossen gegenüberstand und jetzt Eigentümer sowie Betreiber der Anlage ist. Auch der Landkreis Rastatt als Schulträger gab bereitwillig seine Zustimmung für die erforderliche Dachbenutzung und übernahm den Versicherungsschutz.

Die Kosten für die Anlage betrugen ohne Berücksichtigung der Eigenleistung 10.300 € incl. MWSt. Die Eigenleistungen in Form von Projektarbeiten ergaben eine Einsparung von ca. 2.000 € Nach dem Erneuerbare Energien Gesetz erhält der Förderverein von den Stadtwerken Rastatt pro eingespeister Kilowattstunde Solarstromenergie 0,518 €. Damit ergibt sich eine kalkulierte Amortisierungszeit für die Anlage von ca. 13 Jahren.

Schulklasse	E3ME/T Schuljahr 05/06
Lehrer:	TOL Eugen Socha (Metalltechnik), OStR August Wieland (Elektrotechnik)