Studierende stellen PV-LED-Beleuchtungssystem fertig

Mit der Idee zur Projektarbeit "Aufbau und Projektierung einer Inselanlage zur Innenbeleuchtung mit Hilfe von Photovoltaik und LED" konnten im letzten Jahr die 3 Studierenden der Regenerativen Energien Julia Lemke, Hendrik Liersch und Melanie Mettlen den E.ON Westfalen Weser Energy Award 2011 gewinnen. Das Ziel dieser Arbeit war, ein funktionstüchtiges, robustes, günstiges und betriebssicheres Beleuchtungssystem aus Photovoltaik, LED und einem Speicher (PV-LED-Beleuchtungssystem) theoretisch zu projektieren und anschließend praktisch aufzubauen.

Die Auslegung sollte sowohl für den Standort Bielefeld erfolgen, um das PV-LED Beleuchtungssystem auch im Studiengang Regenerative Energien im Praktikum von Elektronik oder Photovoltaik nutzen zu können, als auch für den Standort Sharamentsa in Ecuador, zu dem sich durch den Kontakt von Prof. Dr.-Ing Eva Schwenzfeier-Hellkamp zu der Gründerin der AMAZONICA-Stiftung Mascha Kauka eine Kooperation entwickelt hat. Die AMAZONICA-Stiftung befasst sich in Sharamentsa mit dem Aufbau von drei Mustergemeinden im ecuadorianischen Regenwald. Der Fokus des Projekts liegt in der Verbindung der traditionellen Lebensweise mit den Vorzügen einer modernen Gesellschaft, die sich durch Schulbildung, Handwerk und medizinische Infrastruktur auszeichnet. Besonders wichtige Aspekte sind zudem Umweltschutz, Gemeindeentwicklung sowie Förderung und Erhalt der traditionellen Kultur. Vor allem für die schulische und universitäre Bildung ist es wichtig, in den Behausungen ausreichendes Licht und auch Stromquellen zu haben.

Das Hauptaugenmerk der Projektarbeit war die Entwicklung einer autarken Beleuchtungseinheit, die einfach zu montieren und bedienen ist und den Bewohnern günstig zur Verfügung gestellt werden kann. Die Kombination aus PV und LED ist hierfür besonders geeignet und verbunden mit einem Speicher (Akkumulator) stellt das entwickelte System der Studierenden eine effiziente Möglichkeit der Stromerzeugung, -speicherung und -nutzung dar. Dafür wurde in umfangreichen Simulationen eine bestmögliche Auslegung der Beleuchtungseinheit und der Ausrichtung des PV-Moduls entwickelt und schließlich mit dem dafür geeigneten Speichermodul an einem Prototyp getestet. Für die Anwendung im Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik in der Fachhochschule wurde von den drei Studierenden eine hölzerne Box gebaut, um alle benötigten Elemente sicher transportieren zu können. Das PV-Modul bekam eine Aufständerung, sodass eine stufenlose Winkelverstellung für die Anwendung im Praktikum möglich ist.

Die Projektarbeit zeigte, dass eine autarke Beleuchtungseinheit mit wenigen Komponenten realisiert werden kann. Weiterführend muss das PV-LED-Beleuchtungssystem im FH-Alltag und unter realen Bedingungen im ecuadorianischen Regenwald getestet werden. Im Anschluss sollen nun noch andere Arbeiten angeschlossen werden. Zum Beispiel die Erweiterbarkeit des Systems mit einem Wechselrichter um 230 V-Verbraucher zu integrieren und damit den Anwendungsbereich zu erweitern. Auch die zusätzliche Verwendung anderer regenerativer Energieerzeuger, wie einer kleinen Windenergieanlage, ist denkbar. Beide Möglichkeiten bieten großes Potenzial, die Versorgungssicherheit und Benutzbarkeit des Systems zu erhöhen.

Die Gewinner des E.ON Westfalen Weser Energy Awards 2011:
v.l. Hendrik Liersch, Julia Lemke und Melanie Mettlen