Uganda: Photovoltaikanlage für ein Schulzentrum

Waisenhaus

Uganda: Photovoltaikanlage für ein Schulzentrum

Das Schulzentrum steht unter der Leitung von Lydia Mirembe.

Partnerorganisation:
Arise Child Care Initiative Ltd., Technische Hochschule Nürnberg, Child Care Initiative e.V.
Projektphase:
  • Planungsphase
  • Umsetzungsphase
  • Abgeschlossen
Planungs­phase
Umsetzungs­phase
Abge­schlossen
Gesamtbudget:
ca. 21.000,00 Euro
Standort:
Uganda
Projektzeitraum:
bis
Themen:
Erneuerbare Energien
Nachhaltigkeitsziele:
(SDGs der UN)
Projektleitung:
Clemens Hellmig
Stromleitung zum Waisenhaus

Ausgangssituation

Die Kinder im Schulzentrum müssen täglich mit Stromausfällen rechnen, denn das Stromnetz in Uganda weist eine sehr hohe Ausfallquote auf. Das Stromnetz wird zumeist über Oberleitungen betrieben und hat ähnlich dem deutschen System eine 240V/50Hz-Charakteristik. Der Ausbau des Stromnetzes schreitet zwar voran, dennoch sind in den ländlichen Regionen gerade einmal 2% der Bevölkerung an das Stromnetz angeschlossen. Die Stromversorgung kann mithilfe autarker Energieerzeugungsanlagen nachhaltig stabilisiert werden. Hierfür eignen sich aufgrund der hohen solaren Strahlenintensität Photovoltaikanlagen besonders gut. Hinzu kommt, dass die Stromkosten in Uganda vergleichbar mit denen des deutschen Markts sind, weshalb eine unabhängige Energieversorgung auch eine deutliche finanzielle Entlastung des Schulzentrums bedeuten würde.

Kinder vor dem Waisenhaus

Projektbeschreibung

Das Schulzentrum wird von Lydia Mirembe geleitet und ist seit 2020 an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Da das Netz oft von Ausfällen betroffen ist, soll für das Schulzentrum ein Inselnetz auf Basis einer Photovoltaikanlage errichtet werden. Dieses ermöglicht durch die Implementierung eines entsprechenden Speichers die unabhängige Versorgung des Schulzentrums mit Strom. Aufgrund der hohen solaren Strahlungsleistung in Uganda ist der Aufbau einer Solaranlage rentabel bezüglich der Stromausbeute. Die Technische Hochschule Nürnberg unterstützt das Projekt mithilfe eines dort entwickelten Programms zur Auslegung von Photovoltaikanlagen. Dieses soll nun praktisch umgesetzt werden. Die wissenschaftliche Unterstützung erlaubt den Regionalgruppen Ilmenau und Hamburg eine effiziente Betreuung des Projekts. Ziel ist es, die Photovoltaikanlage im Jahr 2023 zu implementieren und damit das Leben der Kinder und Tagesschüler*innen zu erleichtern.

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Projektleitung

Projektpartner

Technische Hochschule Nürnberg

Bei der Planung und Durchführung des Projekts findet eine enge Zusammenarbeit mit der Technischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm statt. An der staatlichen Hochschule, die 1971 gegründet wurde, sind zurzeit etwa 13.000 Studierende in insgesamt 53 verschiedene Studiengänge eingeschrieben. Die TH Nürnberg gliedert sich in 13 Fakultäten sowie mehrere Kompetenzzentren, in denen fachübergreifend geforscht wird. So setzt sich das Kompetenzzentrum Energietechnik unter der Leitung von Prof. Frank Opferkuch aus Wissenschaftlern der Gebiete Verfahrenstechnik, Maschinenbau, Versorgungstechnik, Werkstofftechnik, Chemie, Elektrotechnik, Bauingenieurwesen und Architektur zusammen. Gemeinsam mit Industriepartnern wird an zukunftsweisenden Technologien zur effizienten Wandlung, Speicherung und dem Transport von Wärme, Kälte, Strom oder chemischen Energieträgern gearbeitet. Ein Forschungsschwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung von energieeffizienten Gesamtsystemen aus der Gebäude- und Anlagentechnik, womit sich unter anderem die Forschungsgruppe „Dezentrale Energiewandlung und Speicherung“ beschäftigt.

Im Rahmen des durch „Ingenieure ohne Grenzen“ unterstützten Projekts „EnergyAid“ soll eine Methode entwickelt werden, mit der Energieanlagen in Entwicklungsländern nachhaltig umgesetzt werden können. Dazu soll eine simulationsbasierte Dimensionierungsmethode weiterentwickelt werden, mit der Energiesysteme unter realitätsnahen Bedingungen ausgelegt werden können. Informationen über den Aufbau und die Steuerung von Energiesystemen sollen so bereits im Voraus geliefert werden können.

Das Projekt wurde in vier Phasen eingeteilt: Zunächst wurde ein Modell erstellt, mit dem eine optimale Dimensionierung der Größe und Kapazität von Photovoltaik und Energiespeichern ermöglicht werden sollte. In der zweiten und dritten Projektphase von „EnergyAid“ soll die Modellauslegung mit realen Daten verglichen werden. Diese stammen unter anderem von der Photovoltaikanlage, welche im Rahmen des aktuellen Projekts von „Ingenieure ohne Grenzen“ in Uganda gebaut werden soll. Die Anlage wird mit dem Modell anhand des elektrischen Bedarfs des Schulzentrums sowie der zu erwartenden solaren Strahlung in Kampala ausgelegt. Abschließend wird die Modellauslegung erneut verglichen mit den dieses Mal aus Uganda stammenden Messdaten und das Simulationsmodell gegebenenfalls weiter verbessert.

Die Projektidee für „EnergyAid“ entwickelte B. Eng. Findan Adolphs während seiner Bachelorarbeit. Diese kann nun im Rahmen seiner Masterarbeit in Applied Research in Engineering Sciences unter Betreuung von M. Sc. Florian Raab praktisch umgesetzt werden.

Die Daten der Anlage in Uganda sollen zukünftig auch für die Lehre an der TH Nürnberg genutzt werden und als anschauliches Beispiel mit realen Daten dienen. Außerdem soll das Modell als Open Source zur Verfügung gestellt werden.

Child Care Initiative e.V.

Im Zuge des Projekts arbeiten wir eng mit der Child Care Initiative e.V. zusammen. Diese ist als Partnerverein stark mit dem Schulzentrum verbunden.

Gegründet wurde der kleine Verein 2018 von Anne Klinge. Bereits zuvor hatte sie Lydia Mirembe, die Leiterin des Schulzentrums, unterstützt. Als absehbar wurde, dass die Unterstützung auf privater Ebene auf Dauer nicht effizient erfolgen kann, wurde die Child Care Initiative e.V. gegründet. Durch diesen Schritt konnte vor allem das Spendenmanagement verbessert werden, was dem Schulzentrum die Möglichkeit gab an einem neuen Standort einen wesentlich besser geeigneten Gebäudekomplex zu errichten.

Der Verein ist so situiert, dass die meisten alltäglichen Kosten des Schulzentrums durch private Spenden gedeckt werden können. Bei sonstigen Kosten und Investitionen wird auf der Verein durch Stiftungen unterstützt, zu denen in den letzten Jahren eine gute Verbindung aufgebaut wurde. Aktuell liegt der Fokus nicht auf dem Ausbau der Kapazität des Schulzentrums sondern viel mehr auf der Verbesserung der Versorgungssituation mit Elektrizität und Wasser.

Ziel der Child Care Initiative e.V. ist es das Schulzentrum finanziell zu unterstützen und in verschiedenen Themen zu beraten. Auf lange Sicht wird ebenfalls angestrebt vor Ort eine Struktur zu schaffen, sodass das Schulzentrum unabhängig von ausländischen Spenden betrieben werden kann.

Um den Wissensaustausch zu unterstützen und die Arbeit miteinander zu stärken fanden in der Vergangenheit Besuche in Uganda sowie von der Leiterin des Schulzentrums in Deutschland statt. Dabei stand unter anderem auch die Besichtigung von deutschen Erziehungseinrichtungen auf dem Programm, um ein paar neue Impulse für die Arbeit in Uganda zu erhalten.

Blog-Beiträge zum Projekt