SJf_Wettbewerbs_Broschüre_2007 - Die Goldene Sonne am Calanda

Sandro Nüesch
8956 Killwangen
1987
Satoshi Segawa
5430 Wettingen
1987
Physik / Technik
Carlo Possenti
5452 Oberrohrdorf
1986
Aargauische Kantonsschule Baden
Würdigung
Die Arbeit legt eine umfassende, weitgehend
vollständige Analyse für eine Photovoltaikanlage
kombiniert mit effizienter
Stromnutzung in der Kantonsschule vor.
So wird die Schule in der Jahresbilanz
zum elektrischen Selbstversorger. Mit
einem selbst formulierten Verfahren wird
Solarstrahlung recht präzise vorausgesagt.
Die sauber dargestellte Arbeit besticht
durch ihre Breite von der technischen
bis zur ökonomischen Analyse.
Besonders hervorzuheben ist der Wille,
dieses Projekt auch in der Realität auf
den Weg zu bringen.
Prädikat
Hervorragend
Sonderpreis
Innovationspreis Stadler Rail AG
Experte
Thomas Nordmann
TNC Consulting AG, Erlenbach
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Ökonomische und politische Machbarkeitsstudie zum Einsatz von Solarzellen
Ausgangslage
Die Energie ist eines der zentralen Probleme der heutigen Zeit. Die bevorstehende Energieknappheit,
wenn Kernkraftwerke vom Netz genommen werden, der „Peak Oil“, welcher zu gewaltigen
Preissteigerungen führen wird, sowie der Klimawandel, welcher erhebliche Folgekosten
verursacht, sind neben vielen anderen die drei grössten Problemquellen. Der Einsatz von erneuerbaren
Energien soll zu einer Lösung beitragen. Wir widmeten uns einem ihrer wichtigsten Vertreter,
der Sonnenenergie.
In der Machbarkeitsstudie zum Einsatz von Solarzellen wird eine Photovoltaikanlage unter energetischen,
wirtschaftlichen und politischen Aspekten untersucht. Als Beispiel wurde dafür die
Kantonsschule Baden gewählt.
Als erstes Modell wird die Produktion einer Photovoltaikanlage geprüft, welche die gesamte
Dachfläche der Kantonsschule umfasst. Dafür wird die Solarkonstante mit einer Reihe von Reduktionsfaktoren
multipliziert, welche die Energie des Lichtes auf seinem Weg von der Sonne
bis zur Solarzelle verkleinert. Bei diesem ersten Modell scheint der Betrieb einer Anlage aber
nicht lohnenswert, denn die Ausgaben überragen die Einnahmen zu stark.
Strategie
Das zweite Modell hat zum Ziel, die Photovoltaikanlage mit schwarzen Zahlen zu betreiben. Die
bei der Handrechnung gewonnene Einsicht soll dabei helfen. Von nun an werden die Berechnungen
mithilfe einer professionellen Simulation durchgeführt. Das zweite Modell umfasst mehrere
Schritte: Erstens soll der Stromverbrauch der Schule möglichst reduziert werden. Dabei ist
es möglich, rund ein Drittel des Stromes einzusparen und den Verbrauch von ca. 110 000 kWh
auf ca. 70 000 kWh zu drosseln. Zweitens wird die Dachfläche berechnet, welche notwendig
ist, um diesen Strombedarf zu decken. Das Ziel ist, die Kantonsschule Baden in ihrer jährlichen
Bilanz zu einem „Null-Strom-Haushalt“ zu machen. Zusätzlich werden die Solarmodule möglichst
vorteilhaft aufgestellt, so dass die Produktion pro Solarzelle maximal ist. Ein Winkel von 30° sowie
genügend Abstand zwischen den Modulen sind dabei die wichtigsten Massnahmen. Die
Globalstrahlung auf diese angewinkelte Fläche beträgt in Baden 1221 kWh/m 2 . Durch die
kleinere Anlagenfläche sinken die Investitionskosten sehr stark. Als dritter Schritt muss ein geeignetes
Dach gefunden werden. Die für die Stromproduktion benötigte Fläche beträgt ungefähr
600 m 2 , das geeignete Dach der Kantonsschule hat eine Fläche von 1100 m 2 . Vierter und letzter
Schritt der Planung ist die Finanzierungsmethode. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: Einerseits
eine Finanzierung durch den Kanton, andererseits durch eine Genossenschaft. Bei der zweiten
Variante würden private Anleger in die Photovoltaikanlage investieren. Die kostendeckende Vergütung
soll dabei einen Gewinn ermöglichen, welcher den Anlegern wiederum ausbezahlt wird.
Bei diesem Konzept ist die Anlage in privater Hand, die Kantonsschule stellt dabei nur den Platz
auf ihren Dächern zur Verfügung. Diese Einsparungen würden der Schule mehr Prestige und
eine mögliche Auszeichnung als Ökogebäude einbringen. Auch würde die Bildungsstätte in ihrer
Funktion als Vorbild für junge Menschen diese Werte glaubwürdig vertreten.
Umsetzung
Das Projekt wird nun umgesetzt. Dazu wird versucht, das Projekt bei einer öffentlichen Veranstaltung
in der Kantonsschule in Anwesenheit von Politikern vorzustellen und anschliessend dem
Kanton Aargau zur Realisierung zu übergeben.