Ausbildung für die Energiewende Prof. Bullinger, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft in SZ vom 18.04.2012 „Es ist zu schaffen, dass Deutschland bis zum Jahr 2050 seinen Strom vollständig aus erneuerbaren Energiequellen bezieht [das kostet] 20 Milliarden jährlich … die Summe für die Rettung einer mittelgroßen Sparkasse“ Zentrale Rolle der Windkraftanlagen (WKA) (ca. 10 % der Stromerzeugung): Vorbehalte: Lärmbelästigung, Landschaftsverbrauch, Diskontinuität, Speicherung und Weiterleitung … Entwicklungen: offshore Windparks (z.B. Alpha Ventus, Baltic 1 …), intelligente Netze „smart grids“ … 2009 knapp 100.000 Beschäftige, davon in Niedersachsen 25.000, Prognose 2030 > 165.000 (ohne offshore) (www.unendlich-viel-energie.de) bis 2021 18.000 Stellen im Offshorebereich (www.es-werde-lux.de) Energiewende ist das generelle Thema, dem wir uns heute exemplarisch zuwenden: Die industrialisierte Welt und insbesondere D ist mitten im Prozess des Umbaus der Energieerzeugungs- und Verteilungssysteme. Was versteht man unter dem Begriff? Welche Energiequellen fallen unter EE: Solar(Photovoltaik), Wind, Biomasse, Geothermie, Wasserkraft, Deponiegas, (Klärgas und Grubengas) Zur Einstimmung noch ein Zitat von Prof. Bullinger, worauf will Bullinger in diesem Zitat hinaus? Macht deutlich, dass es der Erfolg der energiewende nicht eine Frage technischer Möglichkeit, sondern politischer Entscheidungen und gesellschaftlicher Akzeptanz ist. Neue Studien- und berufliche Bildungsgänge, Zusatzqualifizierungen etc. vom „Energietechnologen“, „Netzingenieur“ bis zum „Regenerativtechniker“ Franz Stuber: Einführung in die Fachdidaktik Metall- und Elektrotechnik

Quelle: http://germany.ni.com/artikel/dezember2010 Luftgestützte Windenergiesysteme revolutionieren Windkrafttechnologie ?!? Ausgangspunkt luftgestützte Windenergiesysteme / Höhenwind Energiesysteme Airborne Wind Energy (AWE) / High Altitude Wind Energy (HAWE): Türme: schwer und teuer, keine direkte Stromerzeugung äußere 25 % der Rotorblätter relevant für bis zu 75 % Strom Wind weht in größeren Höhen kontinuierlicher, stärker und konstanter Video Prinzip Rotokite Windgenerator: http://www.youtube.com/watch?v=3ccdtr1MuUk Quelle: http://germany.ni.com/artikel/dezember2010 Neben diesen bekannten Entwicklungen existiert daneben eine neue Technologie der Erzeugung von Strom aus Windkraft, die sogenannten. Ausgangspunkt sind die folgenden Überlegungen: Kennt jemand AWE, Strom aus fliegenden Drachen zu gewinnen? Windräder werden ersetzt durch Flugdrachen/ Kites, die Türme werden ersetzt durch Leinen Die folgenden Prinzipdarstellungen sollen dies verdeutlichen Kann jemand das Schaubild erläutern? Franz Stuber: Einführung in die Fachdidaktik Metall- und Elektrotechnik

Leitfragen zur AWE-Technologie (Bsp.: Pumping-Kite) 1a: Beschreiben Sie das Prinzip der Stromerzeugung mittels AWE 1b: Vergleichen Sie drei Vorzüge und drei Herausforderungen/ Probleme der AWE mit konventionellen WKA 2a: Nennen Sie die zentralen Komponenten einer AWE-Anlage 2b: Stellen Sie dar, welche fachlichen Themenbereiche (aus der Metall- und Elektrotechnik) dabei eine Rolle spielen 3a: Nennen Sie Aufgaben für technische Fachkräfte im Lebenszyklus einer AWE-Anlage 3b: Gliedern Sie diese Aufgaben nach eher Ingenieursarbeit und eher Arbeit für beruflich ausgebildete Fachkräfte - Bearbeiten Sie eine Leitfrage(-Paar) in Partner-/Gruppenarbeit - Nutzen Sie dafür den Text „Fliegende Kraftwerke sollen Windenergie ernten“ - Dauer 10 min - Stellen Sie Ihre Ergebnisse stichwortartig im Plenum vor Begriffe klar? AWE - Pumping Kite (eine technische Variante, wollen momentan nicht unnötig verkomplizieren) Erarbeitungsphase in Partner- bzw. Gruppenarbeit Dreiteilung im Raum, Frage 1 – 3 Weil wir heute nicht viel Zeit haben, jeweils nur den a-Teil, wer weniger Zeit braucht, kann sich ja mit b-Teil befassen. Ergebnisvorstellung im Plenum: Zu jeder a-Frage kommt einer an das Whiteboard, schreibt stichwortartig mit und alle anderen helfen mit Franz Stuber: Einführung in die Fachdidaktik Metall- und Elektrotechnik

Ergebnisse I Zu 1a Quelle:TU Delft: pumping-operation Zu 1b: + Nutzung Energiepotenzial Höhenwind, weniger Beton- und Stahlverbau, günstiger und flexibler als Windräder, leiser, mobil … - Luftraum-Begrenzungen, Dauerhaftigkeit Material, Unterhaltskosten, Gewitter, Hagel, Automatisierung, Windparks … Franz Stuber: Einführung in die Fachdidaktik Metall- und Elektrotechnik

Ergebnisse II Zu 2a: Bodenstation: Seilwinde, Bodenverankerung als Stand-/Fahreinheit, Generator, Batterie / Netzanschluss, Kontrolleinheit/ Computer … Flugeinheit: Seil, Bridles, Kite/ Lenkdrachen, Messeinheit, Steuerungseinheit … Zu 2b: Mechanik, Steuerungstechnik, Energieerzeugung, -speicherung, -übertragung, Informations-/ Kommunikationstechnik(HW/SW), Messtechnik, Aktorik, Sensorik, Werkstofftechnik/Materialkunde (Cordura, Polyester, Polyethylen (Dyneema)…) Aerodynamik, Meteorologie, Technologiemanagement, Umweltschutz … Zu 3: Genehmigungsverfahren durchführen, Standortwahl treffen, Projekt managen, Verträglichkeit prüfen, Anlage projektieren, Komponenten auswählen, Programmieren und optimieren, Abläufe automatisieren, Anlage montieren, testen, in Betrieb nehmen, Flug überwachen und steuern, Anlage warten und instandhalten, Repowering planen und durchführen … Franz Stuber: Einführung in die Fachdidaktik Metall- und Elektrotechnik

Einordnung didaktische Dimensionen Nächste Schritte im fachdidaktischen Handeln verschiedene Ansätze untersuchen (Artikel VDI-Nachrichten 30.03.2012) Kompetenzen für Aufgabenerfüllung ermitteln Bildungsgänge/ Curricula analysieren/ ggfs. revidieren/ neu erstellen Lehr-Lern-Arrangements planen und umsetzen Fazit: Worin fachdidaktisch? Gliederung der Didaktik in Dimensionen Untersuchung von Technik, Arbeitsprozess u. Kompetenzen = fachdidaktische Konkretisierung der didaktischen Ziel- und Inhaltsdimension Worin fachdidaktisch? Kann das jemand beantworten? Von den fortgeschritteneren Studierenden? Hilfestellung: Trotz einer Vielzahl didaktischer Ansätze einigen sich wohl alle auf die vier Dimensionen: Franz Stuber: Einführung in die Fachdidaktik Metall- und Elektrotechnik

Quelle: TU Delft www.kitepower.eu Summary of Concepts Intention: Introduction to „objectives“ and „contents“ of specialized/ vocational didactics of Mechanical and Electrical Engineering. Means: Dialog on the development of kites used to generate electricity by airborne wind energy systems. Technologies require new tasks and competencies of engineers and technicians for playing a successful part in the energy turnaround towards renewable energies. Quelle: TU Delft www.kitepower.eu Franz Stuber: Einführung in die Fachdidaktik Elektrotechnik