Projektwoche des Wilhelm-Ostwald-Gymnasiums an der HTWK Leipzig zum Thema Nutzpflanzenanbau unter Photovoltaik
Was brauchen Pflanzen, um optimal zu wachsen, und wie beeinflussen Photovoltaikanlagen in der Landwirtschaft das Pflanzenwachstum? Fragen wie diesen gingen die rund 20 Mädchen und Jungen einer fünften Klasse des Wilhelm-Ostwald-Gymnasiums aus Leipzig vom 2. bis 5. Mai 2022 an der HTWK Leipzig nach. „Wir zeigen den Kindern, wie Forschung funktioniert, und bringen ihnen zentrale Themen rund um Klimawandel, Energiewende und Nachhaltigkeit näher“, beschreibt Mathias Rudolph, Professor für Industrielle Messtechnik an der HTWK Leipzig die Idee hinter dem Projekt. Seit 2016 bietet er Schulklassen die Möglichkeit für gemeinsame Projekttage. Dieses Schulkooperationsprojekt wird seit 1. September 2020 über zwei Jahre von der Robert-Bosch-Stiftung im Rahmen des Programms „Our Common Future“ gefördert.
Was ist Agri-Photovoltaik?
Agri-Photovoltaik (Agri-PV) ist ein Verfahren, bei dem gleichzeitig Flächen für Landwirtschaft und die Solarstromproduktion genutzt werden. Dadurch lassen sich Flächen effizienter nutzen. „Außerdem unterstützt Agri-PV die Digitalisierung der Landwirtschaft. Beispielsweise könnten für eine nachhaltige Landwirtschaft statt Pestiziden Roboter eingesetzt werden, die Unkraut zupfen. Ihre benötigte Energie könnten sie über die PV-Anlagen erhalten“, erklärt Julian Hofbauer, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der HTWK Leipzig.
HTWK Leipzig als außerschulischer Lernort
Während der Projektwoche standen vor allem drei Themen für die jungen Nachwuchsforscherinnen und Nachwuchsforscher im Fokus: Das Pflanzenwachstum, die Photovoltaikanlagen und die Messung mit eigens gebauter Messtechnik. Für den ersten Schwerpunkt, die Pflanzen, haben die Kinder vorab eine Hausaufgabe bekommen. Sie sollten zwei Wochen zuvor Kresse anpflanzen.
Den genauen Wochenplan erstellten fünf Lehramtsstudierende der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg in Zusammenarbeit mit zwei Lehrerinnen des Wilhelm-Ostwald-Gymnasiums. Mit der Universität und dem Gymnasium kooperiert die HTWK Leipzig seit 2020. „Das Lernen an außerschulischen Lernorten ist für die Mädchen und Jungen eine schöne Abwechslung, zumal sich die Inhalte durch das Erleben schneller und besser festigen“, freut sich Lehrerin Dörte Wolf gemeinsam mit ihrer Kollegin Friederike Trommler.
Die jungen Nachwuchsforschenden sprachen während der Projektwoche zunächst über ihre zu Hause gezüchteten Pflanzen, besichtigten anschließend die HTWK-eigenen Photovoltaikanlagen und pflanzten die Kresse und Sonnenblumen schließlich auf dem Dach des Nieper-Baus ein. Die Hälfte der Pflanzen stand unter PV-Modulen, die anderen in der direkten Sonne. Ihr Wachstum untersuchten sie die gesamte Woche. Für die Kinder war es deshalb am Projektende auch leicht zu erklären, welche Bedürfnisse eine Pflanze hat. Unter den jungen Hobbygärtnerinnen waren auch Sophia und Juliane, die beide bereits im Garten der Eltern und Großeltern Blumen und Gemüse mit angepflanzt haben. „Hier an der HTWK Leipzig habe ich meine Pflanze Sonnenschein genannt, denn sie wächst im Sonnenschein und ist mein Sonnenschein“, so Sophia.
Forschen am realen technischen Beispiel
Parallel zum Pflanzenwachstum befassten sich die Kinder mit Photovoltaikanlagen und überlegten, wie eine PV-Anlage gut ausgerichtet ist oder wie sie in der Landwirtschaft gut eingesetzt werden kann. Fünftklässler Vincent sieht im Agri-PV viel Potenzial, denn die Energie werde teurer und so können Lösungen geschaffen werden, Agrarflächen zu erhalten und zugleich grünen Strom zu produzieren. Dabei ist den Kindern auch bereits bewusst, dass es noch Forschungsbedarf gibt. Beispielsweise müsse auch untersucht werden, ob Agri-PV Auswirkungen auf Tiere habe.
Schließlich lernten sie auch etwas zur Messtechnik. „Wir haben Experimente gemacht und selbst Module gebaut“, erzählt Oskar. Mit ihren einfachen Messschaltungen maßen sie am Mittwoch bei ihren Pflanzen auf dem Dach des Nieper-Baus die Bodenfeuchtigkeit der Erde. Die Daten ihrer Messschaltungen übertrugen sie auf den Computer der Studierenden und in ihre Forschungshefter. „Ziel des Projekts war es, dass die Schülerinnen und Schüler anhand eines realen technischen Beispiels selbstständig umwelt- und ressourcenschonende Strategien entwickeln. Dabei untersuchten sie die Wechselwirkungen zwischen Nutzpflanzen und Photovoltaik-Anlagen“, sagt Hofbauer. Mit dem Lernerfolg der Kinder sind am Ende der Projektwoche auch die Lehrerinnen zufrieden. „Wir kommen gern wieder“, so Wolf.
