Projektlaufzeit: 09/2022 - 02/2024

Das Grundkonzept des Projektvorhabens besteht in der Erweiterung der bisherigen Lehrformen um eine semesterbegleitende Projektarbeit, bei der eine Gruppe von Studierenden gemeinsam mit Schüler*innen sowie Auszubildenden und Personen anderer Lerneinrichtungen Problemstellungen von realen technischen Systemen und Anlagen bearbeiten.

Die Projektziele umfassen verschiedene Aspekte: Durch die angestrebte Projektarbeit sollen die Studierenden ggü. der Mitarbeit in Vorlesungen und Laborpraktika eine aktivere Rolle einnehmen. Bei einem klassischen Laborpraktikum erfolgt zwar ein aktives Handeln der Studierenden, allerdings in Form des Abarbeitens einer in der Versuchsanleitung festgelegten Handlungsabfolge. Die Maßnahmen zur Projektdurchführung obliegen nun der Projektgruppe. Damit kann im Zusammenspiel mit der Bearbeitung konkreter Problemstellungen bei den Studierenden ggü. den Laborpraktika ein noch tiefergehendes Verständnis über Wirkzusammenhänge und technische Realisierungsoptionen von messtechnischen Fragestellungen erreicht werden. Zudem wird erwartet, dass durch den konkreten Praxisbezug die intrinsische Motivation der Studierenden steigt. Ein weiterer Aspekt besteht im Heranführen der Schüler*innen an MINT-Studiengänge, das wissenschaftliche Arbeiten und technische Fragestellungen. Teilnehmer*innen anderer Lerneinrichtungen wird die Möglichkeit gegeben ihr Wissen zu teilen und im Gegenzug technisches Know-how zu erwerben. Da die Projektarbeit in Teams mit unterschiedlichen Wissensständen erfolgt, müssen (Basis-)Methoden des Projektmanagements und der Projektsteuerung angewendet und Sozialkompetenzen wie bspw. die Teamfähigkeit trainiert werden.

In vergangenen Schulkooperationsprojekten konnten positive Effekte auf den Lernerfolg der beteiligten Studierenden gesehen werden. Die studentischen Mitarbeiter*innen berichteten von einer nachhaltigen persönlichen und fachlichen Weiterentwicklung. Zusammenfassend soll das Projekt der Gestaltung der Lernszenarien „Lernen durch Lehren“ und „Erfahrungsorientiertes Lernen“ dienen. Außerdem soll das Projekt im Hinblick auf die Bildung für nachhaltige Entwicklung die Teilnehmer*innen durch Denkanstöße und die Bereitstellung von technischem Know-how befähigen eine ökologische Zukunft mitzugestalten und zu fördern.

Innerhalb des Projekts werden messtechnische Themen rund um Agri-Photovoltaik, NIR-Diagnostik, mobiles Laden mittels Photovoltaik und Hydroponik erarbeitet. Agri-Photovoltaik beschreibt die gemeinsame Nutzung von Flächen für landwirtschaftliche Pflanzenproduktion und PV-Stromproduktion. Dies bringt unter anderem den Vorteil einer gesteigerten Flächeneffizienz mit sich. Außerdem liefern die PV-Anlagen Zusatznutzen für die Landwirte u.a. durch Schutz vor Hagel, Frost- und Dürreschäden. Innerhalb dieses Themas lernen die Teilnehmer*innen wie Messtechnik als Bestandteil der Agri-Photovoltaik unterstützende Funktionen aufweisen kann, beispielsweise durch das Messen der Pflanzengesundheit. Auch diagnostische Anwendungen einer Nahinfrarot-Kamera werden in mehreren Versuchen untersucht. Einerseits können Solarzellen rückwärts betrieben und dadurch mithilfe der Kamera Defekte erkannt werden, deren Leistungsverluste am Photovoltaik-Messplatz bestimmt werden. Andererseits kann mit der Nahinfrarot-Kamera über Chlorophyll-Fluoreszenz die Photosyntheseaktivität von Pflanzen gemessen werden, wodurch Schlüsse über Stressfaktoren für die Pflanzengesundheit gezogen werden. Im Themengebiet mobiles Laden werden Ladekurven von Akkus eines E-Rollers und E-Bikes durch Aufladung per Netzstrom und Solarfaltmodul aufgenommen. Weitere Projektgruppen beschäftigen sich eingehender mit der Ertragsabschätzung des Solarfaltmoduls an unterschiedlichen Standorten und Diebstahlschutz in Form eines GPS-Sensors. Hydroponik ist eine Form der Pflanzenzucht, die ohne Erde auskommt, indem die Pflanzen über ihre Wurzeln mit einer Wasser-Nährstofflösung versorgt werden. Dies bringt viele Vorteile mit sich, darunter eine Wasser-, Düngemittel- und Platzersparnis. Innerhalb dieses Themas werden die Teilnehmer*innen mit dem Aufbau und Betrieb von hydroponischen Systemen vertraut gemacht. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den eingesetzten mess- und automatisierungstechnischen Systemen, welche einer höheren Effizienz und Kontrolle beim Pflanzenanbau dienen.

Bei allen Systemen ist es sinnvoll, mit einer Vielzahl von Sensoren relevante Messgrößen aufzunehmen, welche die Überwachung der Anlagen sowie vielfältige Steuerungs- und Regelungsaufgaben ermöglichen. Die aufgeführten Themenkomplexe sind praxisnah, hochgradig zukunftsbezogen und Gegenstand der aktuellen Forschung. Die entsprechenden Versuchsstände finden sich an der HTWK Leipzig und werden von Herrn Prof. Rudolph sowie von den Mitarbeiter*innen der Professur für Messtechnik betreut.

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