Helmholtz-Gymnasium Karlsruhe

Vom 24. bis 26.05.2023 richtete das Helmholtz-Gymnasium in Karlsruhe zusammen mit dem KIT ein MINT-EC Camp zu erneuerbaren Energien aus. 20 hochmotivierte Schülerinnen und Schüler aus dem In- und Ausland erhielten Einblicke in die Forschung und Inspirationen für Studien- und Berufsfelder aus dem Bereich der regenerativen Energien.

Eike, Emilia, Alexander, Nathalie und Martin sind konzentriert bei der Sache. Die Schülerinnen und Schüler bauen im Wasserlabor des KITs an einem Wasserrad. Zuvor haben sie die theoretische Leistung eines oberschlächtigen Wasserrades bestimmt, nun soll ein solches Wasserrad gebaut und anschließend sollen Daten empirisch erfasst werden. Ist die Diskrepanz zwischen dem errechnetem Wert und dem gemessenen groß, muss am Wasserrad nachgebessert werden. Dabei wird der Wirkungsgrad, also der Quotient aus tatsächlicher Leistung zu theoretischer Leistung bestimmt und mit Hilfe einer Formel und den empirisch erhobenen Messwerten der optimale Betriebsbereich des konstruierten Wasserrads ermittelt. 

Das vom Helmholtz-Gymnasium in Karlsruhe organisierte  MINT-EC Camp ist in vollem Gang. Rund 100 Schüler*innen im Alter von 16 bis 18 Jahren haben sich für das mehrtägige Camp in Karlsruhe beworben, 20 wurden ausgewählt. Die Teilnehmenden kommen aus Karlsruhe, Stuttgart, Heilbronn, München, Frankfurt, Nordrhein-Westfalen, Nordfriesland eine Schülerin ist sogar von einer deutschen Schule in Washington, USA angereist. Ihre Anreise haben sie selbst organisiert, für das Programm sowie für die Unterbringung und Verpflegung vor Ort sind Frau Dr. Wolff und Herr Unger vom Helmholtz-Gymnasium verantwortlich.  

Am Nachmittag fahren die Jugendlichen zum Campus Nord und lernen im Wasserstoff Technikum, die Sicherheitsanforderungen an diese Technologie, kennen. In mehreren riesigen Druckkammern wird die Ausbreitung von Wasserstoff beobachtet und werden die Entwicklungen von Explosionen untersucht, erklärt Professor Jordan, Leiter der Abteilung Wasserstoff am Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit. Neben der Besichtigung der Anlagen war die Fahrt mit dem Wasserstoffbetrieben KITBus mit ein Highlight. „In der Schule hört sich Energie aus Wasserstoff so abstrakt an, ich wusste gar nicht, dass die Arbeiten dazu schon so konkret sind“, sagt Babett begeistert, „jetzt sitze ich in einem Bus, der mit Wasserstoff fährt, das ist voll krass“.  Michael Gauß vom Zentrum für Mediales Lernen, der das Camp-Programm für das KIT organisiert hat, meint: „Die Schülerinnen und Schüler sind sehr interessiert  – es macht großen Spaß mit ihnen zu arbeiten.“ Gauß hofft, dass sich diese Begeisterung für Naturwissenschaften später auf die Berufswahl auswirkt und sie nach dem Abitur am besten gleich am KIT mit einem MINT Studium beginnen. 

Am nächsten Tag stand die Besichtigung eines Geothermie Kraftwerks in Insheim auf dem Programm. Dipl. Geologe Bernhard Potthoff gab eine theoretische Einführung in die Energie aus dem Erdinneren. „Unter unseren Füßen schlummert ein bislang kaum genutztes Potenzial“, erklärt Potthoff. „In zwei bis drei Kilometern Tiefe lagert Thermalwasser mit mehr als 100°C, damit könnte man nicht nur ganze Städte beheizen, sondern auch Turbinen zur Stromerzeugung antreiben. Anders als bei Wind- und Sonnenenergie, deren Gewinnung in Abhängigkeit vom Wetter schwankt, ist die Wärme aus dem Boden dauerhaft verfügbar und importunabhängig“. Dabei stellt Potthoff nicht nur die Vorteile dar, sondern geht auch auf die Risiken der Geothermie ein.  Erdwärme-Bohrungen sorgten für Hebungsrisse mit hohem Schaden, auch Erdbeben wurden bereits mehrfach durch Bohrungen ausgelöst. Er zeigt auch ganz konkret, z.B. wie der Bundestag in Berlin mithilfe von Erdwärme im Winter geheizt und im Sommer gekühlt werden kann.

Anschließend führte Frau Sarah Herfurth von der Firma Vulcan Energie, die Schülerinnen und Schüler durch das Geothermiekraftwerk und erklärte neben der Stromgewinnung auch die Versorgung von ca. 800 Haushalten mit Fernwärme. Schließlich gewährte sie noch Einblick in die Labore zur Lithiumgewinnung. Vulcan Energie möchte Lithiumhydroxid auf Basis von Thermalwasser im Oberrheingraben gewinnen und demnächst damit die europäische Automobilindustrie über kurze Wege beliefern, Abnahmeverträge gibt es bereits viele, so Herfurth.

Auf der Rückfahrt zum Campus wo nach dem Mensaessen mehrere Modellexperimente zur Geothemie auf die Teilnehmenden warten, wird weiter über das Thema Geothermie diskutiert. 

Wir möchten an dieser Stelle bei der Vector Stiftung herzlich danken, ohne deren finanzielle Förderung dieses Camp nicht hätte angeboten werden können.

Dr. Doris Wolff

Das Helmholtz-Gymnasium präsentiert NwT Projekte auf dem Jungforschertag der Bundesgartenschau in Mannheim

Gleich wenn man den Spinelli-Park auf der BUGA in Mannheim betritt fallen einem hinter bunten Blumenrabatten die großen, gelben  Buchstaben The LÄND auf. Doch wer am 19. Juli 2023 in Halle 33, dem  „Treffpunkt Baden-Württemberg“ eine bunte Blütenpracht erwartet, ist zunächst einmal verwundert.  Stattdessen erwarten den Besucher eine Kugelbahn, ein 3-D-Drucker, Prototypen von Getriebefahrzeugen und Windpumpen. Aus einem Holzkasten erklingt Herrn Laßmanns Stimme: “Ruhe im Gang ich schreib´ grad eine Klassenarbeit!”.  Sieben Neuntklässler und drei Achtklässlerinnen des Helmholtz-Gymnasiums präsentieren auf der BUGA Projekte aus dem NwT Unterricht und präsentierten NwT (Naturwissenschaft und Technik) – Ein Unterrichtsfach in Baden-Württemberg. Daneben werden weitere MINT-Projekte aus “The Länd” vorgestellt, z.B. Stützpunktschulen für Molekularbiologie, die Jugendakademie Mannheim oder innovative und teils prämierte Forschungsarbeiten aus Jugend experimentiert und Jugend forscht.  

Schulklassen bevölkern an diesem Tag die BUGA. „Es spannend zu sehen wie eine Schülerin begeistert vor einem mit 3-D-Drucker gebauten Kugelbahn steht und ihrem Lehrer erklärt, so etwas möchte ich auch mal in der Schule bauen”, sagt Ockert. „Die BUGA, ein Treffpunkt für Jung und Alt”, fügt Julian hinzu, „manchmal weiß man gar nicht wer mehr Spaß am experimentieren hat, die Schüler oder die über Sechzigjährigen, die ganz fasziniert vor dem 3-Drucker stehen oder mit der Kugelbahn und dem Getriebefahrzeug spielen und meinen so einen Unterricht hätten sie früher auch gerne gehabt”. „Die Menschen fragen sich: ’Was ist das? Das passt hier doch gar nicht rein?’ Dadurch wird die Neugier geweckt“, sagt Malte Hüser, der die Gruppe zusammen mit Dr. Doris Wolff betreut. Frau Wolff ergänzt, „bei der BUGA wird mit Dualität gespielt – die klassisch gestalteten Blumenrabatten kann man im Luisenpark bestaunen, das Gelände der ehemaligen US-Army, das Spinelli-Areal ist ein Experimentierfeld, hier geht es darum Themen zu entdecken, die den Alltag in Zukunft bestimmen werden. Die vier Leitthemen sind Umwelt- und Klimaschutz, Nachhaltigkeit, Energie und Nahrungssicherung und dazu passt der Beitrag der Karlsruher Jungforscher sehr gut”. Das große Interesse der Besucherinnen und Besucher zeigt sich unter anderem an zahlreichen lobenden Kommentaren sowie diversen Fragen, welche die Jugendlichen kompetent beantworten. 

Dr. Doris Wolff