Im Alltag fällt es uns kaum auf: Wir schalten das Licht an, nutzen die Spülmaschine oder fahren mit dem Aufzug. All das wird mit Strom betrieben. Doch woher dieser kommt und wo er gespeichert wird, davon wissen die meisten nur wenig. Der Energieparkwagen soll nun aufzeigen, wie das mit den erneuerbaren Energien und dem Stromkreislauf funktioniert – und nebenbei Schülerinnen und Schülern mehr Lust auf ein Studium im Ingenieurbereich machen. Entworfen und gebaut wurde er von einem Team des Fachbereichs Energietechnik.
Nachbau eines realitätsgetreuen Stromkreislaufs
Der Energieparkwagen sieht auf den ersten Blick aus wie eine kleine Stadt: Auf einer Platte wurde ein kleine Häusergruppe mit Bäumen montiert. Um die Häuser herum fährt eine kleine Lok. Ein Windrad und eine Photovoltaikanlage befinden sich direkt daneben. Doch der erste Eindruck täuscht: Der Energiepark ist nicht einfach nur eine Modellstadt. Prof. Dr. Daniel Goldbach, Experte für Regelungstechnik am Fachbereich Energietechnik der FH Aachen, erklärt, was im Energiepark steckt: "Der Energiepark ist ein kleiner Zusammenschluss aus mehreren Verbrauchern und Energieerzeugern. Er simuliert das Zusammenspiel aus elektrischer Energieerzeugung, Speicherung, Verteilung und Verbrauch." Dieser Austausch findet in Deutschland jeden Tag auf dieselbe Weise statt: Besonders bei erneuerbaren Energien, beim Energieparkwagen mit einem Windrad und einer Photovoltaikanlage dargestellt, wird oft mehr Strom erzeugt als gebraucht wird. Die Energie muss also zwischengespeichert werden, damit sie an zu einem passenden Zeitpunkt an die Verbrauchenden geleitet werden kann.
Um diesen Kreislauf zu simulieren, konzipierten zehn Studierende der FH aus den Studiengängen Elektrotechnik, Maschinenbau und Physikingenieurwesen den Energiepark. Vor allem auf den realitätsgetreuen Energiemix, den der Park abbildet, ist Prof. Goldbach stolz: "Wir haben verschiedene Energiequellen. Einmal eine konstant liefernde Quelle, die etwa ein Kernkraftwerk oder ein Kohlekraftwerk darstellen soll. Dazu haben wir noch zwei erneuerbare Energiequellen, nämlich eine Solarzelle und ein Windrad. Ein zwölf Volt-Akku kann die Energie speichern und entladen." Dazu bietet der Energiepark noch Verbraucher, die unterschiedlich viel Energie benötigen, beispielsweise eine kleine Eisenbahn, Häuser, die beleuchtet werden können sowie eine Handyladestation. "Wir können unterschiedliche Betriebszustände darstellen. Wenn die Sonne scheint und der Wind bläst, wird der Energiespeicher mit dem entstehenden Energieüberschuss geladen. Wenn Energiequellen wegfallen, entlädt sich der Speicher", führt Prof. Goldbach aus. Um den Wind zu simulieren, wird in die Trickkiste gegriffen: "Wir haben zuerst mit einem Föhn versucht, den Wind darzustellen. Das hat aber nicht geklappt", erzählt Melanie Braun, Fachlehrerin für Physikingenieurwesen am Fachbereich Energietechnik und Verantwortliche für die Konstruktion des Parks. "Jetzt treiben wir das Rad mit einem kleinen Laubbläser an – das klappt hervorragend."
Ingenieurwesen zum Anfassen
Der Wagen ist als mobile Erlebnisstation entwickelt und gebaut worden, er kann auf Veranstaltungen und Messen an verschiedenen Orten eingesetzt werden. Der Park kommt besonders bei Schülerinnen und Schüler gut an: "Jede Schülerin und jeder Schüler will dann auch mal mit dem Laubbläser das Windrad antreiben. So senkt man die Hemmungen, sich mit MINT-Themen zu beschäftigen", erklärt Melanie Braun. Prof. Goldbach ergänzt: "Studien zeigen, dass der Ingenieurberuf nicht besonders attraktiv für Schülerinnen und Schüler ist - obwohl es viele gut bezahlte Stellen gibt und man viel bewirken kann. Da haben wir uns die Frage gestellt: Wie können wir positive Emotionen bei den jungen Leuten wecken? Da helfen nur Versuche zum Anfassen und selbst Erleben."
Das Praktische am Energiepark: Der Park ist modular aufgebaut und kann problemlos erweitert werden. In naher Zukunft soll mit einem Fitness-Rad gezeigt werden, wie lange getreten werden muss, um ein Handy aufzuladen.