Konzeptidee zum smarten Gewächshaus

 

Im Schuljahr 2022/-21 wurde erstmalig ein Gewächshaus als Miniatur-Prototyp entwickelt, das die Schülerinnen und Schüler mithilfe des Mikrocontrollers Arduino-Uno und einer Vielzahl an Motoren und Sensoren programmieren und steuern konnten. Dieses Projekt wurde im Schuljahr 2021/-22 für die Klassenstufe 10 ausgeweitet, präzisiert und fest in das schulische Curriculum als eigenständiges achtwöchiges NwT-Projekt integriert. Neben der Konstruktion des Gewächshauses und dessen Anforderungspotentialen, steht vor allem die Programmierung im Vordergrund. Durch eine smarte Programmierung soll das Gewächshaus sich selbst steuern und regeln können, ohne dass von außen eingegriffen werden soll. Dabei soll das Programm die Parameter Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Solarstrahlung, Bodenfeuchte der Erde etc. in dem Maße eigenständig regulieren können, dass für die gewählte Pflanzenart ein optimales Raum- und Wachstumsklima vorherrscht. Um dies zu erreichen, kann das Gewächshaus in dem Modell die Pflanzen bewässern, das Haus durchlüften oder die Solarstrahlung über eine Abschattungsmöglichkeit regulieren.

Der Nachhaltigkeitsgedanke eines ressourcen- und energiesparenden Betriebs mittels einer smarten Programmierung, die Möglichkeit der lokalen Lebensmittelversorgung und der damit einhergehenden Energieeinsparungspotentiale sind ebenso Inhalt des Projekts wie auch die SDGs der UNESCO, von denen mindestens 8 Ziele (2-4,9,11-13, 15) von zentraler Bedeutung für dieses Schulprojekt sind. Ein smartes Gewächshaus kann im realen Einsatz aus stadtplanerischer, geographischer Perspektive ebenso nachhaltig sein wie die nachhaltige Produktion und der Konsum von Lebensmitteln, wenn lokal produziert wird und für den Betrieb Solarstrom und Regenwasser genutzt wird.

 

Dieses Projekt, für das ca. 8 Wochen mit insgesamt 8 Wochenstunden veranschlagt sind, ist ein schülerzentriertes Projekt, das im kommenden Schuljahr auf einer größeren Maßstabsebene für den Seminarkurs durchgeführt werden soll. Ein smartes Gewächshaus soll im Schulgarten des Heisenberg-Gymnasiums Bruchsal mit Hilfe der Firma techsolute GmbH Bruchsal und mit finanzieller Unterstützung der Auerbachstiftung realisiert werden. Die Konstruktion, der Aufbau und der langjährige Betrieb dieser Forschungsanlage wird vom Seminarkurs und der Firma techsolute GmbH als Gemeinschaft betrieben.

 

Daniel Quack (Klasse 10c) hat äußerst eloquent, sachkundig und voller Energie – stellvertretend für die gesamte Schülerschaft der Klassenstufe – dieses Projekt vorgestellt und ein Exemplar vor der Jury mit allen Funktionen und Abläufen im realen Umfeld vorgeführt. 

Seine Begeisterung und das damit verbundene Gesamtkonzept hat die Jury überzeugt!

Herzlichen Dank gilt allen mitwirkenden Lehrerinnen und Lehrer, die das System entworfen haben, an unseren Technikassistenten Herrn Krahl, den den Prototypen maßgeblich konstruiert hat und an Daniel Quack, der das Projekt aus der Perspektive der Schüler hervorragend dargestellt hat.

 

Raoul Landt