didaktische handreichungen

Download Didaktische Handreichungen

Post on 05-Jan-2017

224 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Hessisches Ministerium fr Umwelt, Energie, Landwirt- schaft und Verbraucherschutz

    LLeerrnneeiinnhheeiitt

    SSoollaarrtthheerrmmiiee

    DDiiddaakkttiisscchhee HHaannddrreeiicchhuunnggeenn

  • Impressum

    Hessisches Ministerium fr Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (Hrsg.): Lerneinheit Solarthermie Didaktische Handreichung fr Lehrerinnen und Lehrer. Wiesbaden und Kassel 2011.

    Autoren: Wolfgang Kirchhoff, Ralf Johannesmann, Sigurd Wachenfeld, Jrgen Zick Universitt Kassel, Institut fr Berufsbildung

    gefrdert durch:

    Hessisches Ministerium fr Umwelt, Energie, Landwirt- schaft und Verbraucherschutz

    Europischer Fonds fr regionale Entwicklung

  • Inhalt

    Einleitung ............................................................................................................... 1

    1 Zur Bedeutung der Solarthermie ................................................................ 3

    2 Funktion und Wirtschaftlichkeit von Solarthermieanlagen ........................ 7

    2.1 Aufbau und Funktion ....................................................................... 7

    2.2 Solarertrag ................................................................................... 12

    2.3 Wirtschaftlichkeit .......................................................................... 14

    3 Zum Stellenwert der Solarthermie in der Ausbildung .............................. 23

    3.1 Berufsschule ................................................................................. 23

    3.2 Ausbildungsbetrieb ........................................................................ 25

    3.3 berbetriebliche Ausbildung ........................................................... 26

    4 Grundstze zur Gestaltung der Lerneinheit ............................................. 29

    5 Gestaltung der Lernmaterialien ............................................................... 31

    5.1 Der Aufbau der LERNER-DVD ......................................................... 31

    5.2 Die Lehrer-DVD ............................................................................ 32

    5.3 Bearbeitung der Mediator-Datei ...................................................... 33

    5.4 Die "Digitale Schultasche" .............................................................. 34

    6 Hinweise zur Durchfhrung der Lerneinheit ............................................ 37

    6.1 Startseite ..................................................................................... 38

    6.2 Hauptmen .................................................................................. 39

    6.3 Kundenanfrage & Lernorganisation ................................................. 40

    6.4 Informieren ber Solarthermie ....................................................... 47

    6.5 Installationsbeispiel ....................................................................... 61

    6.6 Projektierung der Anlage ............................................................... 66

    6.7 Angebot und Dokumentation ......................................................... 78

    6.8 Kundenberatung und Reflexion ...................................................... 93

    7 Weiterentwicklung der Lernsoftware ...................................................... 96

    8 Literatur ................................................................................................... 97

  • Einleitung

    1

    Einleitung

    Die Lerneinheit Solarthermie wurde fr Anlagenmechaniker des SHK-Handwerks im Auftrag des Hessischen Ministeriums fr Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz von Mitarbeitern des Instituts fr Berufsbildung an der Universitt Kassel erstellt. Sie orientiert sich an den Lernfeldern der Rahmenlehrplne fr den berufsbezogenen Unterricht des oben genannten Ausbildungsberufes und bercksichtigt die dort genannten didaktischen Grund-stze. Deshalb erhalten das kundenorientierte Berufshandeln und die Auftragsabwicklung ei-nen besonderen Stellenwert.

    Initiiert wurde die Entwicklung der Lerneinheit vom Arbeitskreis "Energiesparprojekte in Be-rufsschulen". Der Arbeitskreis will dazu beitragen, dass neben den fachspezifischen Berufs-qualifikationen verstrkt energie- und ressourcenschonende Aspekte in die Berufsausbildung integriert werden.

    Die Lerneinheit soll Lehrerinnen und Lehrern an Berufsschulen die Umsetzung des Unter-richts in dem neu geordneten Ausbildungsberuf zum Anlagenmechaniker fr Sanitr, Heizung und Klimatechnik erleichtern und Anregungen geben, wie ein am Kundenauftrag orientierter Unterricht gestaltet werden knnte.

    Ziel war es auerdem, bestehende Anlagen durch Videos praxisnah zu dokumentieren und die Montage und Inbetriebnahme einer solchen Anlage darzustellen, sodass ohne groen Aufwand ein realistischer Eindruck von einem solchen Kundenauftrag vermittelt werden kann. Dabei sollten die Lernmaterialien so aufbereitet werden, dass eine relativ selbststndi-ge computergesttzte Bearbeitung der Lerneinheit mglich ist.

    In dieser Handreichung werden die konzeptionellen berlegungen kurz zusammengefasst und die Lerneinheit mit entsprechenden Hinweisen zur Umsetzung im Berufsschulunterricht dargestellt.

    Wir danken Herrn Martin und Herrn Steinbach fr die Erluterungen und Unterlagen zu den Solarthermie-Anlagen in ihren Husern und der Firma Feuer&Flamme sowie der Familie Be-nedikt fr die Mglichkeit die Installation der Solarthermie-Anlage zu begleiten. Auerdem danken wir der Oskar-von-Miller-Schule Kassel, der Radko-Stckl-Schule Melsungen und den Beruflichen Schulen Korbach fr die Bereitschaft zur probeweisen Durchfhrung der Lernein-heit.

  • Zur Bedeutung der Solarthermie

    3

    1 Zur Bedeutung der Solarthermie

    Abbildung 1 zeigt, dass ca. 40% des gesamten Energiebedarfs in Deutschland fr die Raum-heizung und die Warmwasserbereitung aufgewendet wird. Hier liegt ein groes Potenzial, um die von der Bundesregierung gesetzten CO2-Minderungsziele zu erreichen. Neben der Ge-budesanierung knnen solarthermische Anlagen bei richtiger Wahl des Systems und fachge-rechter Dimensionierung und Installation den relativ groen Anteil der privaten Haushalte am Primrenergieverbrauch fr Heizung und Warmwasser verringern.

    Abb. 1: Energieverbrauch in Deutschland (www.ewald-schneider.de)

    Der Solarwrmemarkt ist in den letzten 20 Jahren pro Jahr durchschnittlich um ca. 18% an-gewachsen (siehe Abb. 2). Allerdings ist er 2009 und auch 2010 relativ stark eingebrochen. Dies wird zum einen mit der Wirtschaftskrise 2009 und zum anderen mit der nur noch sehr eingeschrnkten Frderung fr solarthermische Anlagen begrndet. Im Mrz 2011 wurde im so genannten "Marktanreizprogramm" wieder eine verstrkte Frderung fr Solarthermieanlagen beschlossen:

    (Befristete) Erhhung der Basisfrderung fr Solarkollektoren zur kombinierten Warmwasserbereitung und Raumheizung auf 120 Euro/m bis 30. Dezember 2011; danach betrgt die Frderung wieder 90 Euro/m.

    Der bisher befristete Kesseltauschbonus (Bonus fr den zustzlichen Austausch eines alten Heizkessels ohne Brennwertnutzung gegen einen neuen Brennwertkessel) wird unbefristet verlngert, aber degressiv ausgestaltet. Der Bonus betrgt 600 Euro (frher 400 Euro) bis zum 30. Dezember 2011, danach 500 Euro.

    Der Kombinationsbonus fr Solarthermie plus Wrmepumpe oder Solarthermie plus Biomasse betrgt ebenfalls 600 Euro (frher 500 Euro) bis 30. Dezember 2011, danach wieder 500 Euro.

    (aus: www.baulinks.de)

  • Zur Bedeutung der Solarthermie

    4

    Wegen der wieder besseren Frdermglichkeiten sowie der stark steigenden Heizkosten und des erhhten Sanierungsdrucks im Gebudebestand geht man davon aus, dass im Jahr 2011 die Anzahl der installierten solarthermischen Anlagen wieder steigt.

    Abb. 2: Solarwrmemarkt (aus: www.baulinks.de)

    Die Deutsche Solarthermie-Technologieplattform DSTTP hat unter dem Titel "Niedertempera-tur-Solarthermie 2030" einen Bericht vorgelegt, in dem groe Potenziale fr den Ausbau der Wrmegewinnung aus Sonnenenergie gesehen werden. So knne nach Ansicht des Gremi-ums, welches sich aus Forschern und Branchenvertretern zusammensetzt, die Hlfte der Wrmegewinnung Deutschlands bis 2030 aus Solarthermie erfolgen. Allerdings nur, wenn die Weichen richtig gestellt werden. Die Entwicklung steht noch am Anfang und msse deutlich strker als bisher gefrdert werden.

    Nach dieser Studie msste das langfristige Ziel bei der Installation von 8 m Kollektorflche bzw. 5,6 kWth thermischer Leistung pro Einwohner liegen. Damit knnen etwa 50% des ge-samten Wrmebedarfs durch Solarthermie bereitgestellt werden unter der Annahme, dass der Wrmebedarf bis 2050 um etwas mehr als die Hlfte im Vergleich zu 2004 gesunken ist. Unter der Annahme, dass je m Kollektorflche jhrlich 400 kWh bzw. je kWth installierter so-larthermischer Leistung 571 kWh Primrenergie eingespart werden, ergeben sich die in Ab-bildung 3 fr die Energieeinsparung dargestellten Ergebnisse. Je nach angenommenem Nut-zungsgrad des konventionellen Wrmeerzeugers liegen die daraus resultierenden Primr-energieeinsparungen um 20% bis 50% (bei Strom 200%) hher. Fr die Ermittlung der im Inland vorhandenen Wertschpfung wird davon ausgegangen, dass mindestens 75% des Umsatzes zu einer Wertschpfung im Inland fhren. Unter der Annahme eines gleich blei-benden Anteils resultiert aus dem in Abb. 3 aufgefhrten Investitionsvolumen fr das Jahr 2020 eine nationale Wertschpfung von 2,8 Mrd. . Ein verstrkter Ausbau der thermischen Solarnutzung trgt daher signifikant zu einer Strkung der Binnenkonjunktur bei.

  • Zur Bedeutung der Solarthermie

    5

    Abb. 3: Perspektive Solarthermiemarkt (DSTTP, S. 28)

    Wichtige Ele

Recommended

View more >