Präsentation der SmartQuart-Projektwoche

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Am 9. Juli 2025, kurz vor den Sommerferien, präsentierten Schülerinnen und Schüler die Projekte, die sie im Rahmen der Projektwoche SmartQuart vom 23. bis zum 27. Juni durchgeführt hatten. Das Projekt SmartQuart ist ein Reallabor der Energiewende, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), das durch den Aufbau und die Erprobung von drei unterschiedlichen Energiequartieren – Essen, Bedburg und Kaisersesch – zeigt, wie eine klimaneutrale Energieversorgung auf Quartiers- und Stadtebene durch intelligente Vernetzung von Energie, Wärme und Mobilität möglich ist.

Das HNBK ist, als einzige Schule an diesem Projekt beteiligt, unter anderem durch den Aufbau einer Solaranlage auf dem Schuldach. Von Anfang war aber auch die Einbeziehung der Schülerinnen und Schüler ein wichtiges Ziel, dem auch die Projektwoche im Juni diente.

Nachhaltige Energieversorgung einer Stadt

Das Projekt „Nachhaltige Energieversorgung einer Stadt“ wurde von den Lehrkräften Dr. Efim Borukhovich und Dr. Andreas Wolff betreut. Ein Interview mit den Projektleitern von E.ON zu Fragen der aktuellen technischen und politischen Herausforderungen der Energiewende wurde dokumentiert. Zudem hat E.ON sein internes „The Energie Playbook“ (englischsprachig) sowie ein Positionspapier (gemeinsam mit RWE) „Marktorientiert und pragmatisch: „Die Energiewende braucht einen Neustart“ zur Verfügung gestellt. Die Schüler setzten sich mit Fragen, technischer Herausforderungen, Energieträger, Subventionspolitik, politischer und gesellschaftlicher Herausforderungen und Wettbewerb auseinander.

Zudem erstellten Schüler eine Software zur Berechnung von Verbrauchs- und Produktionskurven über Zeit die Zeit, und zwar über in einem Zeitraum von einem Jahr mit einer Auflösung von einer Stunde.

Entwicklung eines energieeffizienten Smart Homes

Ein weiteres Projekt war die Entwicklung eines Smart Homes auf Basis eines Raspberry Pi unter der Leitung der Lehrkräfte Herrn Fehlen und Herrn Dr. Dixkens in der Klasse BG-23B im Fach Informatik. Das TinyHaus wird mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, die Umgebungsdaten wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit erfassen. Ein besonderes Highlight ist die Integration einer Photovoltaikanlage, die Solarenergie erzeugt und das Haus in Richtung der Lichtquelle bewegt, um die Energieerzeugung zu maximieren. Durch dieses Projekt lernen die Teilnehmer die Grundlagen der Hausautomatisierung, Energieeffizienz und nachhaltigen Technologie.

„Global denken – lokal handeln“

Unter der Leitung von Frau Dr. Lotfi und Frau Hohmann haben Schüler aus dem beruflichen Gymnasium sowie der höheren Berufsfachschule im Projekt „Global denken – lokal handeln“ nachhaltige Initiativen, Geschäfte und Restaurants im Quartier untersucht. Durch Interviews und Recherchen sammelten sie Beispiele für Klimaschutz und nachhaltiges Wirtschaften in der Nachbarschaft. Als Ergebnis entstand eine interaktive Karte („Atlas“), die die entdeckten Orte mit kurzen Beschreibungen und weiterführenden Links präsentiert. Die Karte soll Informationen und Anregungen für nachhaltiges Handeln im Alltag bieten.

„Wie klimaneutral lebe ich?“

In einem weiteren Projekt beschäftigten sich die Schüler Sanjay Kumar, Jeron Ludwicki, Carlos Ebaide, Kelvin Kleinlütke, Maximilian Bayer, Lukasz Kicinski, Miguel Kortoz, Abdullah Shashaah, Salman Hakim, Efe Oran, Ibrahim Ajini, Alireza Qasemi, Leo Andrich, Samuel Böhm, Niklas Voß aus den Klassen BG-23A und BG-23B unter der Leitung der Lehrkräfte Frau Sauer, Frau Smitmans, Frau Hönig, Herr Basmer mit der Frage „Wie klimaneutral lebe ich und welche Einflüsse haben darauf meine Entscheidungen und äußeren Einflüsse als Schüler*in, Auszubildende*r oder Student*in, als Erwerbstätige*r?“

„SmartQuart News“

In dem Projekt „SmartQuart News“ schlüpften die Schülerinnen und Schüler im Fach Politik unter der Anleitung von Frau Martin und Herrn Krieg in die Rollen von TV-Journalistinnen und Journalisten und produzierten News-Beiträge rund um das Zukunftsprojekt SmartQuart. Ihr Ziel: Spannende Themen zur Energiewende zu entdecken – persönlich, digital, gesellschaftlich – und kreativ in Szene zu setzen. Dabei wurden sie zeitweise von einer echten Journalistin unterstützt. Erstellt wurden dokumentarische Videosequenzen zur Energieversorgung im Quartier, insbesondere der Solarenergie. Die beteiligten Schüler waren Raphael Schäffer, Mohamed Daoud, Maher Lattash, Abdoalaah Alisawui, Muhammad Haider Ghumman, Muntadher Talib, Ben Sohler, Jonas Lubbe, Endi Cycalla, Konstantin Dundev, Dorian Friedrich, Kevin Movcan und Raphael Gahler aus der HI-23A.

Aufbau und Programmierung einer Nachführung von einem Balkonkraftwerk mit Hilfe einer Arduinoschaltung

In einem weiteren Projekt realisierte eine Schülergruppe der Berufsfachschule unter der Leitung von Herrn Berger ein funktionsfähiges Balkonkraftwerk mit intelligenter Steuerung, das auf ein 40-Watt-Solarmodul ausgelegt wurde. In der Projektwoche haben die Schüler verschiedene Sensoren programmiert, die an einen Arduino angeschlossen wurden. Es wurden ein Helligkeits-, Regen- und Windsensor in Betrieb genommen und ein LCD-Display programmiert. Ein Temperatursensor verhindert Bewegungen des Systems bei Temperaturen unter 0 °C, um mechanische Schäden zu vermeiden. Zudem wurde im Rahmen des Projekts der Einfluss der Temperatur auf den Wirkungsgrad der Solarzelle in einem Experiment untersucht. Darüber hinaus wurden zwei LDR (lichtabhängige Widerstände) am analogen Eingang des Arduino angeschlossen, um den Winkel zur Sonne optimal auszurichten, und eine Motorsteuerung mittels H-Brücke, welche mit einem Linearantrieb gesteuert werden kann, angebracht.

Dieses Projekt wird in einem eigenen Beitrag detaillierter vorgestellt.

Rapid Prototyping eines Smart Meter Datenloggers

Eine Klasse aus der Fachoberschule befasste sich während der Projektwoche mit Smart Metern, welche über eine optische Schnittstelle (D0-Schnittstelle/SML-Protokoll) ausgelesen werden können. Die Schülerinnen und Schüler nutzten einen 3D-Drucker und Elektronikkomponenten, um einen D0-Lesekopfs zu bauen. Sie programmierten einen Mikrocontroller zum Einlesen der SML-Daten mithilfe des Lesekopfs. Schließlich wurden die Daten ausgewertet und die OBIS-Werte auf einer Webseite dargestellt. Das Projekt wurde von Herrn Forck und Herrn Dr. Steffens betreut.

Entwicklung eines Energie-Monitoring Dashboard

Schon auf der Feier anlässlich des 40-jährigen Bestehens des Fördervereins des HNBK stellten Schüler der Fachschule für Technik ihre Projektergebnisse im Zusammenhang mit der Entwicklung eines Energie-Monitoring Dashboards vor. Im Unterricht hatten sich die Schüler mit Energie-Monitoring-Systemen beschäftigt, die den Energieverbrauch und die Effizienz von technischen Prozessen messen, um daraus Energiekennzahlen abzuleiten. Dafür erfassen Sensoren (Field Devices) Daten wie Stromverbrauch oder Wirkungsgrade und senden diese über verschiedene Übertragungswege – etwa LoRaWAN, Ethernet, Modbus oder REST-API – an einen zentralen Broker (z. B. per MQTT-Protokoll). Die Daten werden in einer Zeitreihendatenbank (InfluxDB) gespeichert und anschließend in einem Dashboard visualisiert, um Energieflüsse übersichtlich darzustellen. Begleitet wurde das Projekt von Herrn Hädrich und Herrn Dr. Steffens.

Dokumentation der Projektwoche

An dem Projekt waren die zwei Berufsfachschulklassen (BFS1, BFS2) unter der Leitung von Frau Reimers, Frau Schmidt und Herrn Bosse beteiligt. Sie boten einen Workshop zur Projektdokumentation an. Da die Schüler*innen der beiden Klassen alle über iPads verfügen, sollen sie an den Projekttagen mediales Material sammeln und dann in einen kleinen Film zur Präsentation verwandeln, der auf Veranstaltungen gezeigt werden kann. Teil des Videos war auch ein Interview mit dem Schulleiter, das die Schülerinnen und Schüler führten.

Text: ERT/SAR, Fotos: ERT