Julian Loll, Dennis Butt, Carl Lubitz und Robert Killig waren bereits in mehreren MINT-Projekten sehr erfolgreich. Nun haben sie sich zusammen getan und gemeinsam mit Herrn Daniek als Projektbetreuer am bundesweiten DLR-School-Lab-Wettbewerb teilgenommen. Das Deutsche Luft- und Raumfahrtzentrum beschäftigt sich nicht nur mit dem Weltraum, sondern auch mit anderen aktuellen Themen, wie bspw. Energietechnologien. Das diesjährige Wettbewerbsthema zielte somit auf die Konstruktion eines Modells einer Wärmepumpe ab.
Gerade erst hatten sie den Regionalwettbewerb von Jugend forscht erfolgreich absolviert und schon packten sie diese nächste Herausforderung an. Das Team hatte nur 4 Doppelstunden Zeit, um die Aufgabe zu lösen.
Aus vergangenen Projekten wurden schnell einige Teile zusammengesucht. Mithilfe der Laserbox wurden die Verbindungselemente maßgeschneidert am PC gestaltet und anschließend mit dem Lasercutter geschnitten. Die benötigten technischen Komponenten waren fast alle vorrätig, da sie auch in anderen MINT-Projekten benötigt werden oder aus bereits abgeschlossenen Projekten recyclet werden konnten, und so konnten sie direkt eingebaut werden. Bereits in der zweiten Doppelstunde konnten erste Tests durchgeführt werden. Finetuning – Basierend hierauf wurden die Parameter so angepasst, dass das Modell funktioniert und die Wettbewerbskriterien erfüllt.
Als Industriebeispiel haben die Schüler die Schokoladenproduktion gewählt. Hier wird sowohl Wärme als auch Strom benötigt. Der Strom kann über PV-Anlagen bereitgestellt werden. Entnimmt man diesen Wärme, werden diese effizienter. Diese Wärme kann dann für das Schmelzen von Schokolade genutzt werden. Prinzipiell kann man das auch auf die Produktion anderer Lebensmittel übertragen. Die Schüler haben Schokolade gewählt, weil der Schmelzpunkt von Schokolade genau im erlaubten Bereich des Wettbewerbs liegt (unter 30° C) und man so anschaulich die Funktion des Modells beobachten kann.
Ein Modell mit drei Ebenen: Die zweite Ebene des Modells ist auf eine transparente Plexiglasscheibe aufgebracht und veranschaulicht den Wärmefluss durch LED-Stripes, angepasst auf das darunterliegende Funktionsmodell. Die dritte Ebene wird erst durch den Blick durch die Tabletkamera sichtbar. Eine selbsterstellte AR-Simulation (AR: augmented reality) lässt Fotos von Komponenten einer echten Wärmepumpe erscheinen, wenn man auf die passende Stelle im realen Modell tippt.
Am Mittwoch war es dann soweit: Die Preisverleihung fand im DLR-School-Lab in Zittau statt und die vier JoBerg-Schüler wurden deutschlandweit mit dem ersten Platz ausgezeichnet. Verschiedene Vertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik waren anwesend und lobten das Engagement der Schüler. Durch die Nachwehen des Totalausfalls des Zugverkehrs der Deutschen Bahn verpassten die vier Schüler zwar diesen ersten offiziellen Teil der Preisverleihung (die Zugfahrt nahm 11 Stunden in Anspruch), doch sobald sie angekommen waren, gratulierten ihnen alle Anwesenden persönlich. Die Prorektorin der Hochschule Zittau/Görlitz Frau Prof. Dr. rer. pol. Sophia Keil überreichte den Schülern Blumen und nahm sich nach der Preisverleihung Zeit, sich das Modell noch einmal ausführlich erklären zu lassen. Im anschließenden Gallery-Walk präsentierten verschiedene Arbeitsgruppen ihre Forschungthemen anschaulich und es fand ein interessanter Austausch statt.
Die Schüler erhielten ein Preisgeld von 1800 €. Das Preisgeld wurde von der Gesellschaft der Freunde des DLR gestiftet und vom Vorstand Herrn Dr. rer. nat. Merkle persönlich übergeben. Die Fahrt, Verpflegung und Übernachtung im Hotel übernahm das DLR. Zudem bekamen die Schüler ein interessantes Rahmenprogramm geboten: In einem Workshop an der Hochschule Zittau/Görlitz lernten sie den Umgang mit dem Oszilloskop kennen. Sie bekamen Einblicke in verschiedene Studiengänge durften Experimente durchführen (bspw. Floureszenzmikroskopie) und bekamen eine Führung durch das School-Lab. Sehr spannend war es auch die Forschungsanlage zu besichtigen, welche eine industrielle Wärmepumpe darstellt, welche zukünftig bspw. Erdnüsse rösten könnte. Herr Prof. Dr. Stathopoulos persönlich gab Einblicke in die Forschungsarbeit.
Der zweite Platz ging ebenfalls an eine hessische Schule: Ein Schüler und eine Schülerin aus der Steinmühle in Marburg (Plus-MINT-Internat) konstruierten ebenfalls ein beachtliches Modell. Der Vergleich der Modelle war spannend und von gegenseitiger Wertschätzung geprägt.
Herr Dr. rer. nat. Fester, der die Veranstaltung federführend organisierte, begleitete die Schülergruppen bei ihrem Aufenthalt und umsorgte sie liebevoll, bspw. mit gekühlter Wassermelone oder Slush-Ice aus der eigenen Maschine – bei den sommerlichen Temperaturen war das natürlich der Hit. Nach einem Essen in der Mensa traten unsere Sieger dann glücklich die Heimreise an.
Als MINT-Beauftragter der Schule, der die Schüler seit einigen Jahren begleitet, kann man kaum stolzer sein.
Herzlichen Glückwunsch!
K. Daniek
Das Modell der Wärmepumpe kann auf der kommenden MINT-Messe besichtigt werden. Impressionen:
