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Lehr- und Lernmodul Solarkollektor [42]

Versuchsanlage mit alternativen Technologien am Gymnasium Bretten 

von  Marc  Soedradjat [7]  [34]

Am 8. April 2016 konnte die sechsköpfige TheoPrax-Gruppe von Studiendirektor Bernhard Steger ihren aktuellen Versuchsaufbau zeigen. Im Auftrag der Organisation Claim for Dignity e.V., vertreten durch deren Vorstand Michael Schliep, entwickeln und programmieren die jungen Forscherinnen und Forscher in einem auf zwei Jahre angelegten Projekt eigenständig eine low-cost-Steuerungselektronik für eine Wasseraufbereitungsanlage und fertigen dazu entsprechende Schaltpläne und Materiallisten an. Dadurch soll ein Nachbau in Entwicklungsländern kostengünstig realisiert werden können. Es handelt sich um ein offizielles TheoPrax-Projekt, das durch Martina Parrisius, Leiterin des TheoPrax-Zentrums am Fraunhofer Institut für Chemische Technologie ICT in Berghausen, betreut wird.
Ziel ist es, Wasser auf eine Temperatur von ca. 90 Grad Celsius zu erhitzen, damit die Bakterien verlässlich abgetötet werden und das Wasser als Trinkwasser zur Verfügung steht. Das Wasser wird in einem Modul erhitzt, das durch Sonnenenergie betrieben wird. Langfristig sollen Alternativen wie zum Beispiel eine Photovoltaikanlage getestet werden, die den Strom zur Erhitzung des Wassers erzeugt. Bisher wird das Wasser durch das Modul geleitet und in einem 250 Liter fassenden Tank gesammelt. Nun gilt es, Aspekte wie Intensität, Heizdauer und Wirkungsgrad zu untersuchen.  Laut Michael Schliep ist vor allem in Ägypten die Forschertätigkeit der TheoPrax-Gruppe  bereits auf Interesse gestoßen. Auch in Peru oder auf den Philippinen soll es die Möglichkeit der Vermarktung geben. Es ist durchaus auch denkbar, vor Ort am Melanchthon-Gymnasium selbst aufbereitetes Wasser als Trinkwasser anzubieten. Vornehmlich geht es jedoch darum, in Entwicklungsländern jungen Menschen den Versuchsablauf zur Verfügung zu stellen und sie so auszubilden, dass sie die Ergebnisse eigenständig für die Gewinnung von Trinkwasser nutzen können. Finanziert wird das Projekt zu in etwa gleichen Teilen vom Verein Claim for Dignity und durch Preisgelder für Projekte der TheoPrax-Gruppen der letzten Jahre. Unterstützt wird das Projekt von Edgar Walter (Heizungsinstallateurmeister aus Böblingen; technische Unterstützung der Großanlage) und Stefan Bartetzko (ebenfalls Claim for Dignity e.V.) 


Wir wünschen dem TheoPrax-Team viel Erfolg. bei der Weiterentwicklung ihres Projekts.

Mehr Spaß am  Lernen, selbst erforschen wie etwas geht! Selbst ein Problem  lösen, anstatt Vorgegebenes nachzumachen. Sich darüber freuen, wenn ein Problem selbstständig gelöst wurde. 

Das ist TheoPrax, eine Lehr-Lern-Methodik, die am  TheoPrax Zentrum  des Fraunhofer Instituts für Chemische Technologie ICT in Berghausen entwickelt wurde. Hauptziel ist es, die Motivation zum Lernen in Naturwissenschaft und Technik sowie in Sozial- und Geisteswissenschaft zu steigern [5]. 

Planta de prueba con tecnologías alternativas en el Liceo Bretten

por Marc Soedradjat


¡Un aprendizaje más divertido y la posibilidad de descubrir cómo funcionan las cosas! Resolver por sí mismo un problema en vez de seguir los pasos de los demás. La satisfacción de solucionar un problema independientemente. Esto es TheoPrax, un método de aprendizaje desarrollado en el Centro TheoPrax del Instituto para la Tecnología Química de Frauenhof en Berghausen. Su objetivo principal es motivar el aprendizaje en las ciencias naturales, la tecnología y las humanidades.
Panel solar como módulo para enseñanza y aprendizaje
El 8 de abril de 2016, el sexteto de TheoPrax, encabezado por su director Bernhard Steger, pudo mostrar su más reciente diseño experimental. Por encargo de la organización Claim for Dignity e.V., representada por Michael Schliep, y en el marco de un proyecto pensado para dos años, los jóvenes investigadores desarrollaron y programaron un circuito electrónico de bajo costo para una planta de tratamiento de agua, junto con su diagrama de circuitos y su lista de materiales. Gracias a esto, se podrían realizar réplicas del modelo en paises en desarrollo a un costo bajo. Este es un proyecto oficial de TheoPrax supervisado por Martina Parrisius, directora del Centro TheoPrax en el Instituto Frauenhofer de Tecnología Química (ICT) en Berghausen.
En síntesis, el objetivo es calentar el agua a una temperatura de 90 grados celsius, para así eliminar las bacterias con fiabilidad y que el agua sea potable. El agua se calienta en un módulo proveido de energía solar. En el futuro se probarán otras alternativas, como el uso de dispositivos fotovoltáicos que calienten el agua con electricidad. Hasta el momento el agua es conducida por el módulo y almacenada en un tanque con capacidad de 250 litros. Ahora es posible evaluar aspectos como la intensidad, la duración del calor y la eficiencia.
De acuerdo con Michael Schliep, la actividad del grupo de investigadores se ha concentrado principalmente en Egipto. También en paises como Perú o Filipinas debería haber posibilidades de aplicación. Igualmente es factible que en el Liceo Melanchton se llegue usar esta tecnología para proveer agua potable. Sin embargo, la intención principal es facilitarle este procedimiento a jóvenes en paises en desarrollo, capacitándolos para que en un futuro ellos mismos generen agua potable para sus comunidades. El proyecto es financiado en partes casi iguales por la asociación Claim for Dignity y por los premios pecuniarios ganados por TheoPrax en los últimos años. Esta iniciativa cuenta con el apoyo de Edgar Walter (experto en instalaciones de calefacción, de Böblingen; apoyo técnico de planta de gran escala) y Stefan Bartetzko (miembro de Claim for Dignity e.V.).
Al equipo de TheoPrax le deseamos mucho éxito en el desarrollo ulterior de este proyecto.


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Sauberes Trinkwasser – keine Selbstverständlichkeit

Die erfolgreiche Zusammenarbeit des Vereins „Claim for Dignity e.V.“ und des ITV Denkendorf mit dem Melanchthon-Gymnasium Bretten mündet in eine Ausstellung zum Thema „Trink- und Brauchwassergewinnung im Hinblick auf die Bedürfnisse von Entwicklungsländern“.

Im Schuljahr 2013/14 beschäftigten sich die Schüler und Schülerinnen der zehnten Klassen des Melanchthon-Gymnasiums in Bretten (MGB) in ihrem Jahresprojekt im NwT-Unterricht mit verschiedenen Möglichkeiten, Trink- und Brauchwasser mit kostengünstigen und umweltfreundlichen Mitteln zu gewinnen. Als Auftraggeber traten der Verein „Claim for Dignity e.V“ und die TheoPrax Stiftung des Fraunhofer-Instituts auf. Als wichtiger Kooperationspartner konnte das Institut für Textil- und Verfahrenstechnik in Denkendorf (ITV) gewonnen werden, das die Projekte mit Material und Fachwissen unterstützte.

Die Aufgabe der drei zehnten Klassen unter der Anleitung ihrer NwT-Lehrer Frau Dr. Albrecht, Herrn Stadler und Herrn Theurer gliederte sich in acht Projektaufträge.

Die ersten beiden Gruppen beschäftigten sich mit der Gewinnung von Trinkwasser aus Nebel. Das ITV Denkendorf stellte dazu ein spezielles 3D-Textil zur Verfügung. Mit diesen räumlich gewobenen Textilien kann in küstennahen Wüstenregionen der manchmal aufkommende Nebel besonders effektiv eingefangen und gesammelt werden. Während die erste Gruppe ein Demonstrationsmodell dieses Vorgangs baute, verglich die zweite Gruppe an einem selbstgebauten Messstand den Wirkungsgrad des 3D-Materials mit herkömmlichen, bereits eingesetzten Geweben.

Zwei weitere Gruppen bauten Warmwasserbereiter, die ausschließlich Sonnenenergie nutzen, um warmes Brauchwasser zu erzeugen. Dabei arbeitete eine Gruppe erneut mit dem 3D-Material des ITV, diesmal eingebaut in einem sonnenbestrahlten, wasserdurchflossenen Pumpkreislauf. Zum Vergleich baute die andere Gruppe einen Warmwasserbereiter aus herkömmlichem schwarz beschichtetem Kupferrohr.

Die Gruppen 5 und 6 beschäftigten sich mit Low-Cost-Wasserfiltern, um verschmutztes Wasser zu reinigen. Dabei legten die Schüler Wert darauf, nur Filtermaterialien zu verwenden, die auch in Entwicklungsländern zu beschaffen sein sollten. An diesen mit Alltagsstoffen wie Kies und Sand gefüllten Filtern wurden dann Versuche zur Reinigung von Schmutzwasser durchgeführt.

Trinkwassergewinnung durch Meerwasserentsalzung war der Projektauftrag der siebten Gruppe. Dazu erstellten die Schüler und Schülerinnen verschiedene Modelle, die die technischen Verfahren wie Nanofiltration oder Salzwasser-Destillation veranschaulichten.

Einen ganz besonderen Auftrag hatte die Gruppe 8. Sie sollte aus den Ergebnissen und Recherchen der anderen Gruppen eine Ausstellung zum Jahresprojekt entwerfen.

Alle drei Gruppen aus den Parallelklassen entwickelten ein eigenes Ausstellungskonzept. Das Konzept der Klasse 10a wurde schließlich realisiert. Es zeichnete sich durch ein durchdachtes und konsequent umgesetztes Layout und Design der Plakate aus.

Am Ende des Schuljahres war die Ausstellung mit dem Titel „Wasser zum Leben“ in den Räumen des MGB zu sehen. Ziel ist es, die Plakate und einen kleinen Teil der Modelle als Wanderausstellung auf die Reise zu schicken, um möglichst vielen Menschen die Trinkwasserproblematik in Entwicklungsländern und die Arbeit von „Claim for Dignity e.V.“ vorzustellen und nahe zu bringen.

 

JALB

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Präsentation der Jahresarbeit durch Schüler der Klasse 10a  im Fach NwT 

Bildquelle: MC Gymnasium Bretten 

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Demonstratormodell Wassergewinnung aus Nebel          Bildquelle: MC Gymnasium Bretten 

 

Kickoff Meeting am MGB  zu Wassergewinnung aus Nebel

Die Klassen 10a, 10b und 10c konnten sich kürzlich in der Aula über die Themen für ihr NWT Projekt des Schuljahres 2013/2014 informieren. Zunächst sprach Michael Schliep, Vorstand des Vereins Claim for Dignity, über die Problematik der Trinkwasserversorgung in einem Entwicklungsland. Er machte in diesem Zusammenhang auf den sorglosen Umgang mit dem kostbaren Gut Trinkwasser aufmerksam und wies darauf hin, dass eine einzelne Person in Deutschland im Vergleich mit einer ganzen Familie in Peru ein Vielfaches an Trinkwasser verbrauche. Die Versorgung der Menschen mit sauberem Trinkwasser klaffe weltweit enorm auseinander. Über ein Drittel der Weltbevölkerung gelte als unzureichend mit Wasser versorgt. Gleichzeitig sei das weltweit verfügbare Trinkwasser seit 1950 um fast zwei Drittel geschrumpft. Dadurch ergäben sich zwangsläufig Probleme und existenzielle Konflikte bzw. kriegerische Auseinandersetzungen. Am Beispiel Peru zeigte er das Problem der Versteppung und Wüstenbildung durch Abholzung. Nun gelte es die Küstenregion Perus, insbesondere die Provinz Islay, wieder aufzuforsten. Dort versucht man den Küstennebel zu nutzen. Dieser wird mit Hilfe von Nebelfängern gesammelt und zur Bewässerung genutzt. Aufgabe der Schülerinnen und Schüler wird sein, mit verschiedenen Materialien zu experimentieren, um den Ertrag dieser Nebelfänger zu optimieren.

Dr. Jamal Sarsour vom Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf entführte in seinem Vortrag zunächst ins Thema Bionik und erläuterte dann die technische Seite des Untersuchungsprogramms für Gymnasien im Fach NWT. Er stellte den Versuchsaufbau vor und informierte über die Eigenschaften der Textilien, die zum Auffangen des Nebels geeignet sind. Die Schülerinnen erhielten Infos zu Feldversuchen in der Wüste Namib und auf Kreta und erkannten so, dass ihre Arbeit durchaus relevant für die Zukunft einer gesicherten Wasserversorgung ist.

Zum Abschluss der Veranstaltung stellte Studiendirektor Bernhard Steger das Konzept der Wanderausstellung „Lebenselement Wasser“ vor. Diese, von dem letzten Jahrgang erarbeitete, Wanderausstellung wird von dem jetzigen Jahrgang in Gruppenarbeit ergänzt werden. Jede Projektgruppe hat die Aufgabe, ein Poster zu ihrem Thema und damit eine Dokumentation ihrer Arbeit zu entwickeln. Möglicherweise wird sogar eine interaktive Ausstellung zum Thema „Lebenselement Wasser“ entstehen, die dann international der Öffentlichkeit vorgestellt werden soll. Die Zehntklässer haben also nicht nur ein äußerst interessantes und bedeutsames Thema für ihre Arbeit, sondern auch ein aufwändiges Projekt vor sich. Aufgrund der Relevanz des Themas für die Zukunft der Menschheit wird dieser Arbeitsaufwand aber sicherlich gerne von den Schülerinnen und Schülern aufgebracht werden.

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Dr. Sarsour vom Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf bei seinen Vortrag vor Schülern des Melanchtom Gymnasium Bretten

Bildquelle: MC Gymnasium Bretten 

Einladung an Eltern und Interessierte zur Veranstaltung

„Wasserversorgung in Peru und Deutschland - Entwicklungsland contra Industrieland“

Eine Veranstaltung im Rahmen des NwT- Unterrichts
am 03. März 2011 von 14.00 bis 17.00 Uhr
in der Aula des Melanchthon-Gymnasiums Bretten.

Das MGB kooperiert im neuen Kernfach „Naturwissenschaft und Technik“ (NwT) mit dem TheoPrax- Zentrum am Fraunhofer ICT Berghausen. Alle NwT- Klassen werden in der dort entwickelten Projektmethode unterrichtet. Ziele sind hierbei die Verzahnung von der Theorie im Unterricht und der Praxis in der „realen“ Welt.

In Zusammenarbeit mit dem gemeinnützigen Verein „Claim for Dignity e.V.“ CfD untersuchen die Schüler der Klassen 10 des MGB Boden- und Wasserproben aus Peru. Es handelt sich hierbei um die Fortführung eines TheoPrax- Projekts, welches diese Schüler schon vor zwei Jahren unter einer anderen Zielsetzung bearbeitet haben. Nun gilt es, mögliche Schadstoffbelastungen zu analysieren und zu interpretieren. 
Die Nichtregierungsorganisation CfD engagiert sich schon seit längerer Zeit in Peru in einem Armenviertel in Arequipa mit einem Schulspeisungsprogramm. Dieses Projekt wird durch das Robert Bosch Gymnasium RBG Langenau unterstützt, das dabei auch eine Schulpartnerschaft in diesem Armenviertel eingegangen ist.

Diese Veranstaltung ermöglicht einen Überblick über alle Organisationen / Institutionen und deren Interessen an dem Gesamtprojekt und zeigt am Beispiel der Städte Arequipa und Bretten auf, welche Unterschiede in der Wasserversorgung bzw. Wasserqualität zwischen einem Entwicklungsland wie Peru und einem Industrieland wie Deutschland immer noch bestehen-.

Experten: - Michael Schliep (Claim for Dignity e.V.)
- Peter Eyerer (Vorstandsmitglied TheoPrax Stiftung)
- Uli Hollmann (Lehrer/Leiter Film AG RBG Langenau)
- Marius Bonasera / Jan Maier (Film AG RBG Langenau)
- Anne Laible / Fritz Krug (Schülersprecher RBG Langenau)
- Markus Braunmiller (Verbindungslehrer RBG Langenau)
- Alexandro Conza (Dispau e. V.)
- Claudia Motta (HS Fulda, Claim for Dignity e.V.)
- Stefan Kleck (Geschäftsführer Stadtwerke Bretten)
- Christian Engelhardt (Claim for Dignity e.V.) 

Moderation: Bernhard Steger

Programmablauf

1) Begrüßung
2) Filmtrailer „Wir sind eins“ mit Sponsorenlauf (Film AG RBG Langenau)
3) Vorstellung „Claim for Dignity e.V. CfD“ (Michael Schliep)
4) Vorstellung TheoPrax (Peter Eyerer)
5) Schulpartnerschaft / Schulspeisungsprogramm (SMV + Film AG RBG Langenau)
6) Wie entsteht Armut? (Alexandro Conza)

Leben in Peru – eine musikalische Umrahmung (Alexandro Conza)

7) Umweltsituation (Wasser + Gesundheit) in Arequipa (Claudia Motta)
8) Wasserversorgung in Bretten (Stefan Kleck) 
9) Pflanzenbelastung aus Böden und Wasser in Arequipa/Peru (Michael Schliep)
10) Schadstoffe im Wasser – was nun? (Stefan Kleck)
11) Modul „Chemische Analyse“ NwT Klasse 10 am MGB (Bernhard Steger)
12) Wassergewinnung aus Nebel (Christian Engelhardt)

Musik aus Peru (Alexandro Conza)

13) Ausblick (Michael Schliep, Bernhard Steger)


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