1. No category

Solceller i undervisningen Et projekt der skal styrke kendskabet til anvendelse af solenergi til el­produktion på alle undervisningsplaner Projektledelse: Energi Midt, Brædstrup. Projektet deltagere: DTU‐MAN PA Energy Ingeniørhøjskolen i Århus Den jydske Haandværkerskole, Hadsten Solar City Copenhagen Skolernes EnergiForum Projektsekretariat: Organisationen for Vedvarende Energi www.soliundervisningen.dk EFP­2007 Journalnr.: 33033­0174 November 2009 2 INDHOLD: Sammenfatning og konklusion ........................................................................................................... 5 1. 1.1. Projektets konkrete output .................................................................................................................... 7 1.1.1. Universiteterne: Mål og rammer for solcellerelateret undervisning ............... 7 1.1.2. Ingeniørhøjskolerne: Solceller i undervisningen på Ingeniøruddannelser .. 7 1.1.3. Arkitekt‐& Designskolerne: Solceller i undervisningen......................................... 7 1.1.4. De faglige håndværkskoler: Opgavesamling Solceller og Solcelle Noter ........ 7 1.1.5. Grundskolen: Byg‐selv‐solceller ‐ kursusvejledninger .......................................... 7 1.1.1. Hjemmeside .............................................................................................................................. 8 2. Baggrund for projektet ........................................................................................................................... 9 3. Beskrivelse af projektet ...................................................................................................................... 11 3.1.1. Projektets aktiviteter ......................................................................................................... 11 3.1.2. Projektets mål ....................................................................................................................... 12 3.1.3. Formering af projektgruppen ........................................................................................ 13 3.1.4. Anbefalinger ........................................................................................................................... 14 4. 3.1.4.1. Arkitekt‐ og ingeniøruddannelserne ........................................................................ 14 3.1.4.2. Grundskole/ gymnasieniveau: ................................................................................. 14 Gennemførelse af projektet ............................................................................................................... 16 4.1. Faglig målopfyldelse .............................................................................................................................. 16 4.1.1. Status på det udførte arbejde: ........................................................................................ 16 4.1.2. Projektfølgegruppen .......................................................................................................... 17 4.2. Tidsplan ....................................................................................................................................................... 17 5. Projektets resultat ................................................................................................................................. 18 5.1. De højere uddannelser under universiteterne ........................................................................... 18 5.1.1. Baggrund, formål og metode .......................................................................................... 18 5.1.2. Output – etablering af netværk og mål for ny undervisning ............................. 19 5.1.3. De nødvendige ingeniørkompetencer ........................................................................ 20 5.1.4. Studielinje om solenergi i masteruddannelsen ”Bæredygtig energi” ........... 21 5.1.5. Kursus idé: Solcellekursus til Masteruddannelse .................................................. 21 Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 3 5.1.6. De studerende – styrke fokus og projektmuligheder .......................................... 22 5.1.7. Netværk om solceller på DTU ......................................................................................... 22 5.1.8. Netværk om solceller på tværs af universiteterne ................................................ 22 5.2. De højere uddannelser under ingeniørskolerne ........................................................................ 23 5.2.1. Introduktion ........................................................................................................................... 23 5.2.2. Aktiviteter og Output fra ingeniørhøjskolerne ....................................................... 24 5.2.2.1. Kursus – Bygningsingeniør ....................................................................................... 24 5.2.2.2. Kursus ‐ Elektroingeniør ........................................................................................... 25 5.2.2.3. Inspirationskatalog ................................................................................................... 27 5.2.2.4. Andre aktiviteter ...................................................................................................... 32 5.3. Arkitekt‐ og designskolerne under Kulturministeriet ............................................................ 34 5.3.1. Introduktion ........................................................................................................................... 34 5.3.2. Solceller i undervisningen ............................................................................................... 34 5.3.3. Output i projektet ................................................................................................................ 35 5.3.4. Det videre forløb .................................................................................................................. 36 5.3.5. Gennemførte aktiviteter ................................................................................................... 37 5.4. De fagtekniske efteruddannelser under de tekniske skoler ................................................. 40 5.4.1. Baggrund ................................................................................................................................. 40 5.4.2. Gennemførelse af projektet ............................................................................................. 40 5.4.3. Output fra projektet ............................................................................................................ 41 5.4.4. Undervisningsmateriale for elektrikerlærlinge ..................................................... 41 5.4.5. Undervisningsforløb for elektrikerlærlinge ............................................................. 41 5.4.6. Input til curriculum............................................................................................................. 42 5.4.7. Mini seminar for undervisere ......................................................................................... 42 5.4.8. Deltagelse i netværk ........................................................................................................... 43 5.5. Grundskolen, gymnasiet og ungdomsuddannelserne ............................................................. 44 5.5.1. Baggrund ................................................................................................................................. 44 5.5.2. ”Lav din egen solcelle” – konceptet .............................................................................. 44 5.5.3. Lav selv solceller for Energitjenestens undervisningsmedarbejdere ........... 44 5.5.4. Nye solcellekufferter til udlån fra Skolernes EnergiForum............................... 45 Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 4 5.5.5. Strøm, spænding og solceller for elfaglærere .......................................................... 45 5.5.6. Faglige udfordringer .......................................................................................................... 45 5.5.7. Integration i pensum eller selvstændigt tema ........................................................ 46 5.5.8. Lærerkurser i ”Lav din egen solcelle” ......................................................................... 46 5.5.9. Kursusindholdet ................................................................................................................... 46 5.5.10. Resultater fra evalueringerne ........................................................................................ 47 5.5.11. Hvilken effekt opnås ved disse kurser? ...................................................................... 47 5.5.12. Gymnasieområdet ............................................................................................................... 48 5.5.13. Potentielle udviklingsmuligheder for projektet ..................................................... 48 6. Økonomi .................................................................................................................................................... 50 7. Bilag ............................................................................................................................................................. 51 7.1. De højere uddannelser under universiteterne ........................................................................... 52 7.2. De højere uddannelser under ingeniørskolerne ........................................................................ 53 7.3. Arkitekt‐ og designskolerne under Kulturministeriet ............................................................ 54 7.4. Elektriker, El‐installatør og Maskinmester uddannelserne .................................................. 55 7.5. Grundskolen, gymnasiet og ungdomsuddannelserne ............................................................. 56 7.6. European Survey of PV Education and Training ........................................................................ 57 7.7. Realisation of the full potential of PV ............................................................................................. 58 7.8. Solcelle litteratur ..................................................................................................................................... 59 Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 5 1. Sammenfatning og konklusion Hvis Danmark i fremtiden skal kunne markere sig som en nation, der medregner energi fra solceller som et realistisk bud på substitution af fossile brændsler, skal indsatsen for at uddannelse inden for området styrkes betydeligt. Udviklingen af solcellernes fulde potentiale som en væsentlig del af vores energiforsyning forudsætter viden hos en lang række markedsaktører – fra dem der udvikler teknologien, til dem der bruger den. Det er således nødvendigt at fremme uddannelse i solcelletekno‐
logi på alle niveauer, hvilket også fremgår af EU’s VE Direktiv1. I en hastigt voksende industriel sektor som solcellerne har udgjort siden årtusindskiftet, er der behov ikke bare for finansielle og materielle ressourcer, men i meget høj grad også for kompetent personale i tilstrækkeligt antal over hele teknologiens værdikæde. Ellers vil mangel på veluddannet personale udgøre en væsentlig flaskehals – en situation, der al‐
lerede nu kan opleves bl.a. i Tyskland. Uddannelse er således en essentiel del af solcellesektorens fremtidige udvikling både glo‐
balt set og i Danmark. (Se også bilag 7.7: Realisation of the full potential of PV.) Generelt har gennemførelsen af projektet bekræftet antagelsen i solcellekredse om at det – bortset fra grundskole niveauet – er sparsomt med specifik undervisning som omhand‐
ler eller inddrager anvendelsen af solceller. Situationen i dag er den, at der gennemføres meget lidt specifik undervisning inden for solceller, og at det som oftest indgår som en (afgrænset) del af et kursusforløb, eller som en case, eller til at illustrere bestemte fysiske mekanismer, som fx vedr. nanoteknologi. En forklaring kan være, at de tekniske mellemuddannelser har tendens til en vis konserva‐
tisme, som sætter barrierer for udviklingen af nye undervisningsprogrammer. Men bille‐
det er ikke entydigt, idet der mange steder er gang i videre‐ og nyudvikling af uddannel‐
ser, også med de bæredygtige aspekter involveret. Ret beset vil de fleste studieledere nok mene, at solceller som emne ikke kan ”trække” opstart af en helt ny uddannelsesretning, og at det derfor nødvendigvis må indgå i eksisterende uddannelsesforløb. En isoleret indsats for at sikre at viden om solceller implementeres i uddannelserne, har således gennem projektet vist sig ikke at være hensigtsmæssig, idet dette vil opleves for specifikt og afgrænset i forhold til den mere generelle tilgang som er det almindeligste på de fleste af de involverede uddannelser. 1
Directive 2009/28/EC, se blandt andet paragraf 14.
Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 6 Der er dog p.t. en markant udvikling ikke mindst på de akademiske uddannelser i retning af inddragelse af bæredygtighed som tema – en udvikling som har været længe undervejs, men som nu synes at accelerere. Der er samtidig en mangel på reel viden om bæredygtig‐
hed på alle niveauer, og dermed manglende undervisningskapacitet på institutionerne. Som et eksempel på en institution, der har arbejdet aktivt inden for området i en årrække, kan nævnes Arkitektskolen Aarhus (AAA) hvor man har gennemført undervisning i rela‐
tion til de æstetiske/arkitektoniske potentialer ved solcellerne. Det tydeligt, at der blandt de studerende og nogle lærere på arkitektuddannelserne er stor interesse for kli‐
ma/miljøudfordringen som designgenererende parameter. Men nogle arkitekter (og dermed undervisere?) synes fortsat at mene at robust, smukt byggeri er bæredygtigt pr. definition. Der er og har længe (især takket være Skolernes Energiforum) været mange initiativer vedr. bæredygtighed i undervisningen på grundskoleniveau. Men dette er ikke kommet af sig selv. Indsatsen fra Skolernes EnergiForum med økonomisk støtte fra Energistyrelsen har sikret en tilgængelighed af såvel undervisningsvejledninger og udstyr samt via midler fra Undervisningsministeriet en pulje til at støtte aktiviteter. Indsatsen har medført, at undervisning i solceller har kunnet substituere anden fagspecifik ”pligtig” undervisning og er derved blevet en naturlig og integreret del af pensum. Alligevel er bæredygtighed fortsat noget ”andre” beskæftiger sig med – således tænker i al fald nok den gennemsnitlige underviser. Helhedstænkning er ikke særlig udbredt. Men der må også gribes i egen barm. Vi (miljøfolket) må bl.a. holde op med at tale om alterna‐
tive energikilder – vi har en række forskellige energikilder, de vedvarende energikilder er ikke alternative mere. En relevant opdeling kan være fossile/ikke fossile eller begrænsede ressourcer / vedvarende ressourcer. Problemet er manglende konkret viden i lærerstaben, hvilket kan medføre manglende in‐
spiration og vidensformidling til de studerende. Emnets integration i undervisningen står og falder med om den studerende kommer i kontakt med de (få) opdaterede undervisere som findes. Behovene er dog vidt forskellige for de forskellige uddannelsesområder. De akademiske byggefaglige uddannelser er således næppe interesserede i at få leveret konkrete opgave‐
forslag. Denne tilgang vil imidlertid være meget relevant for de praktiske faglige uddan‐
nelser, som fx elektrikeruddannelsen. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 7 Projekt har koncentreret sig om at kortlægge situationen og at skabe oversigt over de til‐
gængelige undervisningsprogrammer, metoder og hjælpemidler. Projektet har endvidere i et vist omfang, varierende efter undervisningsområde, udviklet konkrete undervisnings‐
tilbud – inspireret af de initiativer, som er taget i Skolernes Energiforum – for øvrige ud‐
dannelsesniveauer, men tilpasset det konkrete område og niveau. Og vigtigst af alt: Mate‐
rialet skal have en bredere tilgang end blot solceller – f.eks. klima. Generelle udfordringer: •
Materialet/vejledningen skal kunne substituere eksisterende undervisning – dvs. kunne erstatte evt. forpligtigelser til at dække bestemte emner eller specifikke fagli‐
ge målsætninger. Dette gælder for grundskoleniveau og de fagtekniske uddannelser. •
Materialet bør ses i sammenhæng med det enkelte fagområdes kompetencer, så som arkitektur, byggeteknik, design/detaljering. •
Materialet skal anvende kontekstualisering (at sætte faglig undervisning i en for de studerende relevant kontekst) og dermed have en bredere tilgang end kun solcelle‐
teknik. Lige nu er det f.eks. klima, men senere kan det godt være forsyningssikker‐
hed og f.eks. EU‐politik og informationsindsats om dette. 1.1.
Projektets konkrete output Projektets konkrete output for de respektive undervisningssektorer er indsat som bilag til rapporten /vedlagt separat: 1.1.1.
Universiteterne: Mål og rammer for solcellerelateret undervisning 1.1.2.
Ingeniørhøjskolerne: Solceller i undervisningen på Ingeniøruddannelser 1.1.3.
Arkitekt­& Designskolerne: Solceller i undervisningen 1.1.4.
De faglige håndværkskoler: Opgavesamling Solceller og Solcelle Noter 1.1.5.
Grundskolen: Byg­selv­solceller ­ kursusvejledninger Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 8 1.1.1.
Hjemmeside Projektets resultat formidles gennem en rapport, artikler i diverse tidsskrifter samt via en hjemmeside hvor det udarbejdede materiale kan hentes. Hjemmesiden vil løbende blive opdateret med nyt materiale fra de deltagende institutioner. www.soliundervisningen.dk Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 9 2. Baggrund for projektet Baggrunden for projektet er, at der inden for solcellebranchen i Danmark er en klar opfat‐
telse af at udbredelsen af solceller – udover prisen som den vigtigste faktor – hæmmes af manglende kendskab til teknologien inden for såvel teknisk rådgivning som bygge‐ og an‐
læg. Ved nybyggeri, ombygning, renovering, eller andre bygningsmæssige forandringer skal arkitekter, rådgivere, projekterende og håndværkere derfor være i besiddelse af de fornødne kvalifikationer til at inddrage solceller i byggeriet. Desuden vil der i fremtiden blive en markant større fokusering på selvforsyning med energi og på energibesparelser med øget anvendelse af de vedvarende energikilder. Men en forudsætning for, at dansk erhvervsliv kan rekruttere tilstrækkeligt med kvalificeret arbejdskraft til at løse opgaven er, at der er den nødvendige tilgang til de relevante ud‐
dannelser. Derfor er der behov for en øget indsats på undervisningsområdet lige fra grundskolen til de højere læreanstalter. Solceller er den vedvarende energiteknologi, der på verdensplan har udvist den største vækst de seneste år med vækstrater på op til 40 %. Der satses globalt både teknologisk og finansielt meget på solceller som et væsentligt element i fremtidens elforsyning. EU har således som pejlemærke anført, at 1 % af elforbruget i 2010 skal komme fra solceller. Det svarer til en kapacitet på 3 GW. Men dette mål ser ud til at blive overhalet af udviklingen, idet man forventer en faktisk installeret effekt i Europa på omkring 9 GW i 2009. Heraf tegner Tyskland sig alene for 7,5 GW. I vores naboland Tyskland har man en gennemsnitlig installeret effekt fra solceller på 91 watt per indbygger, mens vi i Danmark ligger på bare 0,75 watt per indbygger. Selv om den globale vækst også smitter af på Danmark i form af øget eksport af primært invertere, kunne den positive tendens på verdensmarkedet udnyttes langt bedre, hvis der fra dansk side blev investeret mere på såvel produktudvikling som demonstration og uddannelse. En forudsætning for at vi i Danmark kan omstille energiforsyningen til 100 % vedvarende energi er, at vi har de nødvendige kvalifikationer. Det skal dette Energiforskningsprojekt der sætter fokus på anvendelsen af solenergi være med til at sikre. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 10
0 Kilde: P
PA Energy Solceller i und
dervisningen EFP
P‐2007 Journaalnr.: 33033‐0174 11 3. Beskrivelse af projektet For at sikre en stærk dansk styrkeposition var der forud for projektets start udarbejdet en strategi for solcelleområdet af en arbejdsgruppe bestående af en bred kreds af branche‐
repræsentanter samt elsektoren ved EnergiNet.dk og Energistyrelsen – tilsammen kaldet Den danske PV platform (PV = Photo Voltaic). Arbejdsgruppen anbefalede, at der blev sat‐
set på tre indsatsområder (søjler): •
Uddannelse •
Standardisering •
Bygningsintegration EFP projektet ”Solceller i undervisningen” har til formål at opfylde målsætningerne for uddannelsessøjlen. Målet er at tilvejebringe relevante tilbud inden for de enkelte under‐
visningsområder med det formål generelt at styrke kendskabet til solceller og uddannel‐
sesfagligt at kvalificere til øget anvendelse af solceller i byggeriet mm. Ved nybyggeri, renovering eller andre bygningsmæssige forandringer skal arkitekter, rådgivere, projekterende og håndværkere derfor være i besiddelse af de fornødne kvalifi‐
kationer til at inddrage solceller i byggeriet. En øget indsats på undervisningsområdet underbygges desuden af, at EU‐kommissariatet for energi og transport i programmet Intelligent Energy Europe peger på uddannelse som et væsentligt indsatsområde. Projektet ”Solceller i undervisningen” skal styrke kendskabet til anvendelse af solenergi – eller mere korrekt lys energi til el‐produktion på alle undervisningsplaner. Overordnet er målet at øge anvendelse af solceller i energiforsyningen markant og dermed bidrage til opfyldelse af de danske klima‐ og energipolitiske målsætninger. Målsætningen er, at projektet skal bidrage til at gøre det realistisk, at Danmark som et minimum kan opfylde EU målsætningen om at 1 % af elforbruget kommer fra solceller og på langt sigt, at solcellerne efter 2020 udgør et væsentligt element i dansk elforsyning. 3.1.1.
Projektets aktiviteter ‐
Gennemførelse af en kortlægning af undervisningsområderne* for undervisnings‐
programmer og materiale, der omhandler eller relaterer sig til anvendelse af sol‐
energi til el‐produktion. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 12 ‐
Udarbejdelse af en registrering med oplysning om kontaktperson mm. af eksiste‐
rende undervisningsmateriale, ‐ en indholds‐ og anvendelsesbeskrivelse samt en kvalitets‐ / egnethedsvurdering i forhold til gældende undervisningskrav. ‐
Udarbejdelse af en oversigt over beslægtede uddannelsesaktiviteter i Europa og resten af verden. ‐
Udarbejdelse af en litteraturoversigt ‐
Udarbejdelse af nyt undervisningsmateriale og undervisningsforløb inden for de respektive undervisningsområder. ‐
Udarbejdelse af anvendelsesforslag for eksisterende og nyt materiale i samarbejde med uddannelsesinstitutioner. ‐
Etablering af fokusgrupper indenfor sektorerne, med henblik på at få etableret et fagligt miljø omkring energi/solceller ‐
Systematisering og kontekstuering af eksisterende undervisningsmateriale ‐
Afholdelse af workshop/arrangement for/med undervisningsnetværkene. ‐
Oprettelse af netværk for undervisere inden for de respektive områder. ‐
Etablering af en hjemmeside, hvor interesserede på en let og hurtig måde kan finde materialer og hente inspiration. * De omfattede undervisningsområder består af: •
Grundskolen, gymnasiet og ungdomsuddannelserne •
Fagtekniske grunduddannelser under de tekniske skoler •
De fagtekniske efteruddannelser under de tekniske skoler •
De højere uddannelser under universiteterne •
De højere uddannelser under ingeniørskolerne •
Arkitekt‐ og designskolerne under Kulturministeriet Projektet er en fortsættelse af projektet EFP07‐II, Solceller i undervisningen, J. nr. 33033‐
0020, som blev gennemført i perioden april 2006 til maj 2008. 3.1.2.
Projektets mål Målsætning med denne projektfase er at gennemføre en systematisering og kontekstuali‐
sering (sætte materialerne ind i en sammenhæng) af eksisterende undervisningsmateria‐
le og evt. med udfyldning af ”huller” i form af udarbejdelse af nyt materiale, hvor det fand‐
Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 13 tes nødvendigt og formålstjenligt. Målet er at kunne præsentere sammenhængende forløb eller opgavebeskrivelser inden for udvalgte specifikke områder. På baggrund af erfaringerne fra gennemførelsen af fase 1 og 2 er målsætningen endvidere at iværksætte og fremme initiativer til netværksdannelse med henblik på etablering af fx en PV‐undervisningsgruppe inden for de enkelte sektorer. 3.1.3.
Formering af projektgruppen Projektgruppen er tilstræbt at repræsentere hele undervisningsspektret fra grundskolen til universitetsniveau og samtidig bestå af medlemmer med indsigt i solcelleområdet ge‐
nerelt. Ideen med sammensætningen af det aktuelle team har været at kunne trække på ekspertise fra de institutioner, som er engageret inden for de enkelte undersøgelsesom‐
råder. Fordelingen af undervisningsområderne har været: Grundskolen, gymnasiet og ungdomsuddannelserne Skolernes EnergiForum De fagtekniske efteruddannelser under de tekniske skoler Den jydske Haandværkerskole, Hadsten De højere uddannelser under universiteterne Danmarks tekniske Universitet, DTU De højere uddannelser under ingeniørskolerne Ingeniørhøjskolen i Århus Arkitekt­ og designskolerne under Kulturministeriet Solar City Copenhagen Projektledelse: Energi Midt, Brædstrup. Projektsekretariat: Organisationen for Vedvarende Energi, OVE Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 14 3.1.4.
Anbefalinger Det fremgår af undersøgelsen at tilstedeværelsen af undervisning, der inddrager solceller er meget forskelligartet. Hvor det på nogle uddannelsesniveauer er enten helt ellers del‐
vist fraværende, eksisterer der på andre områder materialer og udstyr samt konkrete ek‐
sempler på, hvordan selve undervisningen kan foregå. Derfor har indsatsen ligeledes skullet opdeles efter de forskellige uddannelsesniveauer. Men selv om den registrerede materialemængde vedr. undervisning omhandlende solcel‐
ler generelt ikke er stor, er det indtrykket fra kontakten til de respektive institutioner at barrieren ikke primært ligger her, men måske i højere grad i fraværet af et egentligt fag‐
ligt miljø på området. For at nå den overordnede målsætning med projektet har priorite‐
ringen af indsatsen i denne fase derfor været gennem forskellige initiativer at søge skabt et så solidt grundlag for et sådant fagligt miljø eller netværksdannelse, at sandsynlighe‐
den for at undervisningsindsatsen vil fortsætte ‐ er bæredygtigt – er størst mulig. Det er altså ikke primært de studerende/eleverne vi skal fokusere på, men derimod un‐
derviserne. 3.1.4.1. Arkitekt­ og ingeniøruddannelserne Projektet bør søge at etablere et tværfagligt samarbejde mellem arkitekt‐ og ingeniørud‐
dannelserne på underviserniveau. Dette forum kan fx etableres ved afholdelse af en kon‐
ferencedag med en række provokerende højt kompetente faglige indlæg, som udfolder hele emnekredsen vedr. form, orientering, klimaskærm, teknologier (aktive og passive), produkter, kalkulationsmetoder mm. Ud af dette forum etableres en arbejdsgruppe, som skal definere på hvilket niveau lærer‐
kræfterne skal efteruddannes og et tværfagligt efteruddannelsesforløb specifikt for un‐
dervisere (arkitekter og ingeniører samt øvrige faggrupper) udvikles med inddragelse af de relevante kompetencer. Kursusforløbet søges gjort obligatorisk for alle undervisere, som et element i uddannel‐
sesinstitutionernes klimastrategi. Forløbet tilrettelægges og gennemføres som en række moduler – med diplom pr. modul. På baggrund af denne opgardering vil underviserne selv søge den tilgængelige viden og implementere dette i undervisningen. Tilsvarende forløb kan evt. gennemføres på mellemteknikeruddannelserne. 3.1.4.2. Grundskole/ gymnasieniveau: Hvis der kan skabes interesse og oplevelse af at man som underviser ”er på omgangshøj‐
de, det vil sige ”ved noget”, er man er ovre den største barriere for integration af konkret undervisning. For at komme dertil anbefales det at iværksætte: Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 15 ‐
Fokusgruppeinterview med fysiklærere i grundskolen og gymnasielærere om hvad der kan motivere til at anvende et tilbud og hvilke elementer der er særligt ”salg‐
bare” ‐
Efteruddannelseskurser i samarbejde med CUM ‐
Hands‐on kit med solceller – evt. lav selv solceller2 ‐
Decideret teoretisk afsnit om, hvordan solcellen fungerer, og hvordan den kan in‐
tegreres i eksisterende systemer – ikke for detaljeret men for at få et overblik ‐
Præsentationer og video til download for undervisningen kunne være en ny ind‐
faldsvinkel. ‐
Deciderede spørgsmål/svar ark til brug for fagligt tjek ‐
Evt. solcelleprojektforslag med design/arkitektur indhold. ‐
Tværfaglige elementer i fysik og gym – geo, fys, samf 2
Skolernes EnergiForum har ultimo 2009 sat 20 stk. nye solcellekufferter i produktion til sin udlånsafdeling for at
sikre, at der er materiel til den øgede efterspørgsel grundet EFP kurserne og Klimakaravanen.
Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 16 4. Gennemførelse af projektet 4.1.
Faglig målopfyldelse Målsætning med projektets fase 3 var at gennemføre en systematisering og kontekstue‐
ring (sætte materialerne ind i en sammenhæng) af eksisterende undervisningsmateriale evt. med udfyldning af ”huller” i form af udarbejdelse af nyt materiale. Målet er at kunne præsentere sammenhængende forløb eller opgavebeskrivelser inden for udvalgte speci‐
fikke områder. På baggrund af erfaringerne fra gennemførelsen af fase 1 og 2 (se evt. rapport) er mål‐
sætningen endvidere at iværksætte og fremme initiativer til netværksdannelse med hen‐
blik på etablering af en PV‐undervisningsgruppe inden for de enkelte sektorer. 4.1.1.
Status på det udførte arbejde: Sol i undervisningen har været medvirkende til at udbrede arbejdet med solceller i undervisningen gennem en kursusrække der kaldes ”Lav selv solceller”. Kurserne tilbydes til lærere i fysik/kemi og natur/teknik i grundskolen. Derudover er solcel‐
leelementerne gjort tilgængelige gennem en hjemmeside http://skolesolceller.dk hvor lærerne kan købe cellerne til deres undervisning uden om det almindelige forhandlernet, hvilket ville fordyre cellerne betydeligt og derved gøre det langt mindre attraktivt at gennemføre forsøgene. (Se mere under afsnit 5.5. og bilag 8.5). -
Arbejdet med solceller har endvidere været en væsentlig del af Klimakaravanen, som gennemføres i bl.a. OVE i samarbejde med Danmarks Naturfredningsforening, og som har besøgt over 150 skoler i Danmark. I 2 af Klimakaravanens 13 aktivite‐
ter er der indbygget solceller som forsyningskilde, og eleverne arbejder både med selve teknologien og systemintegration af solcellerne i net med både lagring i brændselsceller og vindenergi. -
Den jyske Haandværkerskole har deltaget i de tekniske skolers faglærerkonferen‐
ce i uge 26, og præsenteret projektet og dets idé mhp. etablering af et lærernet‐
værk. Der arbejdes på en lærebog indeholdende opgaver til el‐lærlinge. Bogen er ca. halvt færdig. -
Netværksdannelse på de to arkitektskoler i hhv. København og Århus (mail liste med ca. 200 interesserede undervisere og Studerende). Pt. arbejdes der med kon‐
takt til undervisere (og evt. institutter ud over de to nævnte), der vil være interes‐
serede i at deltage konkret i projektet. -
Deltagelse i studieplanlægningsarbejde på Ingeniørhøjskolen i Århus mhp at ind‐
arbejde emnet i studieforløbet som ”pilotprojekter” bl.a. studieprojekter på 2. se‐
mester hvor solceller er temaet (udarbejdelse af kursusprogrammer med fokus på solceller). Planlagt seminardag om solceller (state of the art) Evt. en årlig tilbage‐
Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 17 vendende seminardag, hvor studerende og lærere fra andre institutioner inviteres. Idé om innovationsworkshop – solceller kunne være omdrejningspunkt for et kur‐
sus med innovation i fokus i samarbejde med Industriel Design Studerende fra Ar‐
kitektskolen i Århus. Begyndende opbygning af netværk med Arkitekt‐ og Design‐
skoler samt kontakt til erhverv med henblik på samarbejde om udviklingsprojek‐
ter Der er etableret et netværk blandt forskere og undervisere på DTU, som skal drive udviklingen af undervisning. Det er aftalt at gå videre med at konkretisere og reali‐
sere mere PV‐relateret undervisning. Det er ikke mindst besluttet at sigte på at etablere en studielinje med overskriften ’solar energy’ i Master of Science uddannelsen ’Sustainable Energy’. Som et kon‐
kret element vil der blive udviklet et kursus om solceller. -
4.1.2.
Projektfølgegruppen Der er blevet afholdt to projektgruppemøder og to projektledelsesmøder i perioden. 4.2.
Tidsplan Der er ansøgt om og bevilget ændring af den oprindelige tidsplan således at afslutnings‐
tidspunktet er 1. oktober 2009. Projektet har fulgt denne ændrede godkendte tidsplan. Ændringen har ikke haft indflydelse på projektets økonomi. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 18 5. Projektets resultat 5.1.
De højere uddannelser under universiteterne PV­relateret undervisning på DTU ­ Idéudvikling, aktiviteter og netværksdannelse Udarbejdet af Lektor Birgitte Hoffmann og Adjunkt Maj­Britt Quitzau, DTU MAN 5.1.1.
Baggrund, formål og metode Der blev i 2008 gennemført en kortlægning af PV‐relateret undervisning på universite‐
terne, der kort viser følgende: 1. Der findes aktive forskningsmiljøer omkring solceller, som kan inspirere under‐
visningen, der er dog stor spredning i fagmiljøet og lille indbyrdes kontakt på tværs af kontaktpersoner. 2. Det er vanskeligt at afgrænse den del af undervisningen, som vedrører solceller, fordi de typisk udgør et element af undervisningen, fx som fokus i en enkelt fore‐
læsning, i et kursus med et andet overordnet tema eller som en implicit del af et bredere kursus (fx vedvarende energi). 3. En stor del af undervisningen om solceller har form af projektorienteret undervis‐
ning, hvor de studerende vælger at beskæftige sig med solceller i et specifikt pro‐
jekt. 4. Inddragelse af solceller i undervisningen foregår usystematisk over tid. Således skifter kurserne karakter fra år til år, bl.a. afhængig af den pågældende undervi‐
sers interesser og udviklingen af forskningen. Ovenstående peger på, at der er et potentiale for at styrke og udvikle PV‐relateret under‐
visning på universitetsniveau, hvilket er nærværende projekts overordnede formål. Den aktuelle fase af EFP‐projektet sigter på at udvikle materialer og guides til brug for undervisningen på forskellige uddannelsesniveauer. Undervisning på universiteterne er imidlertid forskningsbaseret og varetages af en række forskellige institutter. Det betyder, bl.a. at undervisningen er specialet og eksperimenterende idet den følger ny forskning, samt at den PV‐relaterede undervisning som nævnt i kortlægningen kan have mange for‐
skellige og ofte skiftende perspektiver. Det er derfor ikke umiddelbart muligt endsige relevant at producere standardmaterialer. Derfor sigtede projektet på universitetsniveau på en mere strategisk og procesorienteret Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 19 tilgang med idéudvikling og med at koordinere, styrke og udvikle undervisningsinitiati‐
ver. Sigtet med projektet på DTU var således at udvikle perspektiver på PV‐undervisning samt etablere og forankre netværk, der kan koordinere og udvikle eksisterende undervis‐
ning og iværksætte nye undervisningsinitiativer om solceller og brugen af disse. Der er i projektperioden gennemført flere workshops med følgende formål: •
At informere om projektet og dets kortlægning af solcellerelateret undervisning på universitetet og på den baggrund skabe debat om og interesse for udviklingen. At uddybe kortlægningen af undervisningen på DTU ved at få indblik i fagområder, som kan være relevante i forhold til undervisning om solceller og afdække disse områders interesser for at udvikle undervisning. At afdække de ingeniørfaglige udfordringer, der knytter sig til at arbejde med sol‐
celler og hvordan disse kan inddrages i undervisningen. At være idéskabende og udvikle konkrete ideer til aktiviteter og perspektiver for undervisningstiltag på DTU på PV‐området At skabe og styrke netværk med henblik på at styrke og koordinere eksisterende undervisning, iværksætte tværfaglige samarbejder og nye undervisningstiltag på området og forankre PV‐undervisningen. At udvikle konkrete undervisningsinitiativer. •
•
•
•
•
Ifølge deltagerne var det et velkomment initiativ og alle parter ønsker at fortætte net‐
værksaktiviteterne med det formål at koordinere og udbygge undervisning på DTU om solceller. 5.1.2.
Output – etablering af netværk og mål for ny undervisning Der er etableret et netværk blandt forskere og undervisere på DTU, som skal drive udvik‐
lingen af undervisning. Det er aftalt at gå videre med at konkretisere og realisere mere PV‐relateret undervisning. Siden er der taget initiativ til at udbygge netværket på tværs af universiteterne. Det er ikke mindst besluttet at sigte på at etablere en studielinje med overskriften ’Solar Energy’ i Master of Science uddannelsen ’Sustainable Energy’. Som et konkret element vil der blive udviklet et kursus om solceller. Netværket på DTU har samlet deltagere med en stor spredning: Byggeri Rumforskning Industriel og organisk kemi ‐
‐
‐
Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 20 Energisystemer Udvikling af solcelle‐teknologi ‐
‐
Netværket bygger således på følgende institutter: DTU Space DTU BYG Center for Energiteknologi på DTU Mekanik DTU MEK RISØ DTU DTU Management Avdelingen for Energi och Byggnadsdesign (Lund Universitet) ‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
Projektet ’lader snebolden rulle’ og inkluderer relevante parter, efterhånden som netvær‐
ket identificerer flere relevante deltagere. 5.1.3.
De nødvendige ingeniørkompetencer Deltagerne i netværket har formuleret en lang række forskellige motiver for at beskæftige sig med solceller i undervisningen og uddannelserne på DTU. Dette er afgørende for at motivere institutter og undervisere – og i sidste ende studerende. Det er vigtigt, at DTU bidrager til den samfundsmæssige udvikling ved at uddanne ingeni‐
ører, der er kompetente til at indgå i denne udvikling. Studerende forventes at være inte‐
resserede i undervisning, der klæder dem på til at indgå i denne globale udvikling. Organiseringen af undervisningen på DTU er kompetenceorienteret, dvs. rettet mod ud‐
vikling af de studerendes kompetencer. På workshoppen fremkom deltagerne med føl‐
gende perspektiver på de nødvendige kompetencer: Vi har brug for nytænkende ingeniører – der kan gå ind i den komplekse omstilling af samfundets energisystem fra produktion over distribution til forbrug. Denne proces rummer spændende og relevante faglige udfordringer, der kan udvikle de studerendes kompetencer – såsom kompetencerne til at kunne: •
være kreative og nyskabende i forhold til bæredygtig udvikling i det globale sam‐
fund projektere og implementere teknologier og koble forskellige systemer integrere energiproduktion med komfortkrav og brugspraksisser designe et pålideligt design i hele kæden (LCA) implementere teknologierne i bygninger og dermed arbejde tværfagligt med byg‐
nings‐ og elektroingeniører håndtere systemmæssige indvirkninger på energisystemet ‐ fluktuationer, lagring, økonomi og hybridsystemer •
•
•
•
•
Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 21 •
analysere forbrug og forbrugspraksisser og medvirke til at påvirke disse i forhold til størrelser, tidspunkter mv. integrere håndtering af drift, vedligehold og udvikling af design formulere visioner og samarbejde med kommunale, regionale, nationale og inter‐
nationale myndigheder og politiske sammenhænge drive og katalysere processer med omstilling og samarbejde med mange parter, herunder elforsyningsselskaber •
•
•
Endelig er der brug for at uddanne forskere, der kan bidrage til forskning og udvikling. Deltagerne fandt, at det er meget relevant at styrke uddannelsen af ingeniører med øget kendskab til og kompetencer inden for solceller, og det skal være muligt at specialisere sig. Der er imidlertid ikke grundlag for en egentlig uddannelse i solceller, der kontinuert uddanner specialists med fokus på solceller. Undervisningen om solceller skal derfor søges integreret i eksisterende uddannelser og specialiseringerne skal knyttes til ud‐
vikling af bæredygtige energiteknologier og bæredygtig omstilling af energisystemer. Det vil være relevant at etablere kurser, der på forskellig vis omhandler solceller. Deltagerne peger på følgende realistiske muligheder for at indtænke PV‐relateret undervisning i for‐
hold til forskellige uddannelsesspor: •
’Generalister’ – der skal introduceres for solceller og solcelleteknologi, således at de i deres fremtidige jobfunktioner har kendskab til muligheder og perspektiver og kan trække disse ind i deres arbejde Forskellige typer af specialiseringer – fx solcelleteknologi og materialer og system‐
ingeniører, der kan designe, udvikle og integrere på systemniveau. •
5.1.4.
Studielinje om solenergi i masteruddannelsen ”Bæredygtig energi” Det er aftalt at sigte på en studieline med overskriften ’solenergi’ i den netop etablerede masteruddannelse på RISØ DTU om bæredygtige energisystemer. Risø DTU er tovholder. Et centralt trin er etableringen af et kursus om solceller: 5.1.5.
Kursus idé: Solcellekursus til Masteruddannelse Det vil være oplagt at udvikle et kursus med fokus på solceller, der kan supplere nogle ge‐
neriske kompetencer om systembyggeri, jfr. ovenstående. Kurset kan være tværfagligt og integrere forskellige institutter. Kurser kan fx have form som et 3 ugers kursus og bygge på ’solar decathlon’: Byg et hus til solenergi. Peter Sommer‐Lassen fra Risø DTU er tovholder på udviklingen af kurset. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 22 5.1.6.
De studerende – styrke fokus og projektmuligheder En umiddelbar aktivitet vil være en øget indsats over for de studerende til at vælge solcel‐
le relaterede emner i forskellige typer af projektarbejde. Projektforslag til projekter om solceller bør etableres og annonceres på tværs af institutterne. Et projektkatalog kan printes som plakat, der kan hænges op på diverse institutter. Det er afgørende, at der afta‐
les forankring, så fornyelse sikres. Projektforslag mv. kan formuleres på engelsk og have et internationalt perspektiv. Som eksempel har over 80 studerende meldt sig til kursus om energisystemer, der vil væ‐
re et oplagt sted at reklamere med projekter og andre kurser over for de studerende. Projektkataloget kan integreres i en evt. kommende fælles projektdatabase på DTU. 5.1.7.
Netværk om solceller på DTU Deltagerne i de afholdte workshops har etableret et netværk om undervisning om solcel‐
ler og solenergi, der desuden kan fungere som afsæt for fælles forsknings‐ og udviklings‐
projekter. Dette er åbent for alle interesserede og deltagerne inviterer i deres forskellige kredse/netværk. Der er etableret en CampusNet­gruppe til kommunikation og til at dele ressourcer – fx materialer, demonstrationsfaciliteter på institutter som fx Risø DTU, ekskursionsmulig‐
heder, gæsteforelæsere og litteratur og links. Gruppen er linket fra www.energi.dtu.dk, der er hoasted af Center for Energiteknologi på DTU Mekanik, således at andre interesserede fra DTU kan deltage. Denne side er åben for alle og har mulighed for også at rumme informationer til studerende. 5.1.8.
Netværk om solceller på tværs af universiteterne Der planlægges netværksaktiviteter på tværs af universiteterne med det sigte at udveksle erfaringer og materiale og etablere et fælles PhD kursus om solceller. Der planlægges en workshop i marts 2010. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 23 5.2.
De højere uddannelser under ingeniørskolerne Udarbejdet af Lektor Hanne Lehrskov og Adjunkt Erik Lund Christensen, IHA 5.2.1.
Introduktion I 2008 gennemførtes en kortlægning af PV‐relateret undervisning på de to Ingeniørhøj‐
skoler, hhv. Ingeniørhøjskolen i Århus (IHA) og Ingeniørhøjskolen i København (IHK). Undersøgelsen viste i store træk samme resultat som på DTU beskrevet under afsnit 5.1.1. Det typiske billede er således at solceller hidtil kun indgår i mindre omfang på ingeniør‐
uddannelsen på de pågældende institutioner og at der hidtil har været tale om en ret usy‐
stematisk inddragelse. Der er næsten ingen erfaringsudveksling mellem fagretningerne og ej heller i forhold til universitetsmiljøer. Undervisningen i/om solceller foregår overve‐
jende som en del af større tilvalgskurser om termisk og vedvarende energi samt i forbin‐
delse med projekter. Det faglige miljø omkring solceller er primært drevet af enkelte un‐
derviseres engagement. PV‐relateret undervisning foregår på IHA på følgende afdelinger: •
Fagretning for Elektronik og Signalbehandling, •
Fagretningen for Energi‐ og miljødesign •
Fagretning for Maskinteknik Og på IHK på følgende afdelinger: •
Sektor for Elektronik og Informationsteknologi, •
Institut for Byggeri og Infrastruktur I forbindelse med ovenstående undersøgelse peger flere af de interviewede på, at der er et behov for at koordinere og inddrage solceller i undervisningen, pga. af den klare ten‐
dens i udviklingen mod meget større og bredere anvendelse af vedvarende energiforsy‐
ningskilder. Sigtet med nærværende projekt har således dels været at give inspiration til undervisere ved at præsentere uddannelsesforløb fra andre uddannelsesinstitutioner og dels at desig‐
ne konkrete kursusforløb, som kan implementeres i undervisningen på diplomingeniør‐
uddannelserne. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 24 Der ud over har det været intentionen at skabe kontakter med andre uddannelsesinstitu‐
tioner, der har succes med undervisningsprogrammer om solceller/vedvarende energi samt skabe kontakt til producenter eller andre som de ingeniørstuderende kunne samar‐
bejde med i deres projektforløb. Traditionen tro arbejder mange ingeniørstuderende på afgangsniveau med projekter, der har sit udspring i en konkret erhvervskontakt, hvorfor der sagtens kunne være potentiale for PV‐relaterede projekter på dette niveau. 5.2.2.
Aktiviteter og Output fra ingeniørhøjskolerne På IHA er der efterfølgende foretaget en ny interviewrunde med henblik på at finde ideer og inspiration til udvikling af uddannelsesforløb, hvor solceller indgår. Det har resulteret i design af to konkrete undervisningsforløb, som eksempelvis kan im‐
plementeres i det nuværende curriculum på to studieretninger, hhv. Energi og Miljøde‐
sign (bygningsingeniør) samt Elektronik og Signalbehandling (elektroingeniør) på IHA. 5.2.2.1. Kursus – Bygningsingeniør Beskrivelse af kursusindhold og kompetencer Mål Målet for undervisningen er at sætte de studerende i stand til: •
at få indblik i PV‐systemers (PV=photovoltaic) anvendelighed i byggeriet og i den sammenhæng forstå betydningen af ressourceforbrug og de relaterede miljøkon‐
sekvenser. •
at kunne koordinere, beregne og projektere forskellige typer af PV‐anlæg til byg‐
ningsmassen. Motivation og idé Den overordnede ide er at samle den basale viden om PV‐systemer og deres anvendelse i et samlet kursus. I sammenhæng med et konstruktionsprojekt på samme semester kunne det samtidig være muligt at arbejde praksisrelateret med den opnåede viden.. Intellektuelle kompetencer At kunne anvende praktiske projekteringsværktøjer (herunder edb‐programmer) optimalt i forbindelse med udarbejdelse af rapporter, databehandling og beregnin‐
ger ƒ
Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 25 ƒ
At kunne arbejde systematisk med kvalitetssikring af eget og andres arbejde ƒ
At kunne anvende grundlæggende teori til løsning af praktiske problemer ƒ
At kunne tilegne sig den nødvendige viden gennem selvstændigt litteraturstudie ƒ
At forholde sig til gyldigheden af anvendte metoder og til nøjagtigheden af resulta‐
ter ud fra de anvendte data og forudsætninger Faglige kompetencer ƒ
At kunne lave en overordnet miljømæssig vurdering af en byggeteknisk løsning med et PV‐system. ƒ
At kunne bestemme PV‐systemets indflydelse på energiforbrug for en bygning og fremkomme med optimeringsforslag ƒ
At kunne designe et PV‐system til en bygning under hensyntagen til lovgivning, be‐
liggenhed, design og brugere samt projektere systemets delelementer. Fagligt indhold •
Solen som energikilde – solcelleatlas, teknologisk udvikling, politisk udvikling •
Miljøforhold, livscyklusanalyse, energitilbagebetalingstider •
Solcelleteknologi ‐ Anlægsprincip – virkemåde – forskellige anlægstyper ‐ net‐
tilsluttede og stand alone‐systemer •
Projekterings/dimensioneringsregler – kendskab til edb‐værktøjer til bereg‐
ninger for PV‐anlæg. •
Nøgletal o Anlægsydelser (f.eks. kWh/kWp, m²/kWp) o Anlægsomkostninger (kr/kWp) o Afregningsprincipper (besparelse kr/kWh) •
Additive og integrerede PV‐anlæg 5.2.2.2. Kursus ­ Elektroingeniør Beskrivelse af kursusindhold og kompetencer. Mål Målet for undervisningen er at sætte de studerende i stand til: Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 26 •
at få indblik i PV‐systemers (PV=photovoltaic) funktion og anvendelighed og i den sammenhæng forstå betydningen af ressourceforbrug og de relaterede miljøkonsekvenser. •
at kunne udvikle, designe og opbygge hardware og software til installerede PV‐
anlæg. Motivation og idé Den overordnede ide er at samle den basale viden om PV‐systemer og deres anvendelse i et samlet kursus. I sammenhæng med et praktisk orienteret projekt på samme semester kunne det samtidig være muligt at arbejde med den opnåede viden. Intellektuelle kompetencer •
At kunne anvende praktiske projekteringsværktøjer (herunder edb‐
programmer) optimalt i forbindelse med udarbejdelse af rapporter, databe‐
handling og beregninger •
At kunne arbejde systematisk med kvalitetssikring af eget og andres arbejde •
At kunne anvende grundlæggende teori til løsning af praktiske problemer •
At kunne tilegne sig den nødvendige viden gennem selvstændigt litteraturstu‐
die •
At forholde sig til gyldigheden af anvendte metoder og til nøjagtigheden af re‐
sultater ud fra de anvendte data og forudsætninger. Faglige kompetencer •
At kunne lave en overordnet miljømæssig vurdering af et PV‐system, som er tilsluttet elnettet og derved fungerer som et mikroelværk. •
At kunne udvikle styreenheder og styresystemer til PV‐anlæg, så de kommer til at fungere optimalt i forhold til den indkomne effekt fra solen. Fagligt indhold •
Solen som energikilde – solcelleatlas, teknologisk udvikling, politisk udvikling •
Miljøforhold, livscyklusanalyse, energitilbagebetalingstider •
Solcelleteknologi ‐ Anlægsprincip – virkemåde – forskellige anlægstyper ‐ net‐
tilsluttede og stand alone‐systemer Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 27 •
Inverter teknologien i nettilsluttede PV‐anlæg •
Udvikling af hardware og software til styring af PV‐anlæg •
Fordele og ulemper ved PV‐anlæg, anvendelsesmuligheder og begrænsninger, æstetik •
Anlægseksempler 5.2.2.3. Inspirationskatalog Ud over de to kursusprogrammer er der udarbejdet et inspirationskatalog. Motivation ”Den overordnede intention med projektet er at bidrage til en øget anvendelse af solener‐
gi i energiforsyningen og dermed medvirke til at opfylde de danske klima‐ og energipoliti‐
ske målsætninger. Udbredelsen af solceller til el produktion hæmmes bl.a. af manglende kendskab til tekno‐
logien inden for såvel teknisk rådgivning som bygge‐ og anlæg. Ved nybyggeri, ombyg‐
ning, renovering, eller andre bygningsmæssige forandringer skal arkitekter, rådgivere, projekterende og håndværkere derfor være i besiddelse af de fornødne kvalifikationer til at inddrage solceller i byggeriet. I projektet er der gennemført en kortlægning af eksisterende solcellerelateret undervis‐
ningsmateriale og undervisningsprogrammer på alle uddannelsesniveauer. Ud fra resul‐
tatet af kortlægningen er der udarbejdet forskelligt supplerende undervisningsmateriale, som sammen med detaljeret information om projektet i øvrigt, kan ses på projektets hjemmeside: www.soliundervisningen.dk” Uddrag fra katalogets introduktion: Indhold, undervisningselementer og fagområder I kataloget redegøres for relevant indhold i undervisning om solceller, hvilke undervis‐
ningselementer, der kan anvendes og hvilke områder, der er relevante for de forskellige ingeniørmæssige fagområder. (se nedenfor) Desuden er der en række konkrete eksempler, primært fra en række europæiske uddan‐
nelsesinstitutioner som eksemplificering og detaljering af mulige undervisningspro‐
grammer. (se bilaget: Solceller i undervisningen på Ingeniøruddannelser.) Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 28 Indhold i undervisningsforløb om solceller ”Det primære fokus for undervisning i solcelleteknologier vil selvsagt være forskelligt alt efter hvilken faglighed undervisningen retter sig mod. Oftest vil det dog give mening at starte uddannelsesforløbet op med at motivere og perspektivere solcelleteknologien, dvs. beskrive hvorfor teknologien er aktuel og hvilke potentialer, der ligger i den. Herefter kan undervisningen bygges op omkring selve solcelleteknologien, dvs. forståelse af hvordan og hvorfor solceller virker, samt hvorledes solcelleanlæg kan planlægges og designes. I nogle uddannelser vil der være meget fokus på teknologien og udviklingen af denne, i andre vil den æstetiske dimension være i højsædet og i andre igen vil installation, drift og økonomi af solcelleanlæg være i fokus. Følgende emner kan således indgå i un‐
dervisningen med større eller mindre betoning alt efter den specifikke faglighed som for‐
løbet retter sig mod: 1. Klima, politik og samfund – udvikling mod bæredygtige energiformer (perspektiverende). 2. Alternative energiformer, herunder energiforsyningsystemer. 3. Grundlæggende viden om solenergi og solen som ressource. 4. Solcelleteknologi, herunder den æstetiske dimension og fremtidsmuligheder. 5. Solcelleproduktion. 6. Planlægning og design af solcelleanlæg. 7. Drift af solcelleanlæg. 8. Gennemgang af eksempler/cases. (kan inkluderes undervejs i ovenstående emner) Undervisningselementerne Emnerne kan organiseres i forskellige typer af undervisningsformer eller ‐ elementer. Nedenfor defineres hovedtrækkene ved en række undervisningselementer, sådan som de typisk bruges i ingeniøruddannelsen. Der vil formentlig være afarter og kombinationer, som også sagtens kan fungere i relation til solcelle‐undervisningen. Opdelingen er ikke tænkt som en begrænsning, men blot an‐
vendt for systematikkens skyld. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 29 Forelæsningsrække Arrangeres typisk som en fast tilbagevendende begivenhed f.eks. én gang pr. uge over en given periode. Er særlig velegnet til at give indsigt i det faglige område og give rum til at foretage selvstudier i perioden mellem forelæsningerne. Emner om solcelleteknologi kan således fordeles på en række forelæsninger. En forelæsning kan dække et eller flere emner, alt efter hvor grundig en indføring man ønsker at give. På et introducerende niveau kan alle emner (se emnelisten på side 7) dækkes af 2‐3 forelæsninger. Ved en mere grundig gennemgang – f.eks. i relation til et projektforløb – dækkes et emne pr. forelæsning. Seminardag En hel dag afsættes til oplæg og foredrag om solceller. Er særlig velegnet til at kunne give en koncentreret introduktion til og ’state of the art’ på området. Emnerne på en seminardag kan dække hele emnelisten eller udvalgte områder alt efter fokus for undervisningen. En seminardag kan for så vidt sammenlignes med en kompri‐
meret forelæsningsrække. Man kan nå ret grundigt igennem alle emnerne i løbet af en hel dag med ca. 45 minutter pr. emne fordelt med 3‐4 emner om formiddagen og 4 om efter‐
middagen, evt. kombineret med et indlæg om aftenen – alt efter seminardagens længde. State of the art En ”state of the art” seminardag kan også sammensættes af en række oplæg fra forskellige aktører, der gennemgår de nyeste solcelleprojekter. Dette indhold vil man typisk vælge, når de studerende har gennemgået de introducerende forelæsninger om solceller. Workshop Et koncentreret forløb af 2 – 5 dages varighed. Afholdes ofte af en person med særlig vi‐
den/speciale inden for området. Vedkomne er specifikt inviteret til at tilrettelægge og un‐
dervise på workshoppen. Workshoppen er ikke nødvendigvis en fast del af curriculum, men kan planlægges og ud‐
føres efter behov. Workshoppen kan f.eks. være en del af et forskningsprojekt. Er særlig velegnet til at introducere og arbejde intenst med fagområdet gennem ”forfront” specialists (f.eks. forskere). Også velegnet til tværfaglige undervisning, herunder med fokus på fremadrettede per‐
spektiver og innovation inden for området. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 30 Kan starte med en seminardag. Kursus En periode, hvor der introduceres og arbejdes med fagområdet inden for et defineret om‐
råde. Består ofte af vidensindlæring gennem teori og øvelser. Undervisningen er ofte til‐
rettelagt som en del af et ugentligt skema, der også indeholder andre fag i det pågældende studie og derfor er forløbet ikke så intenst som en workshop. Udbydes som regel genta‐
gende, fordi stofområdet er defineret som en del af curriculum. Kan kombineres med et projektforløb. Projekt Et længere forløb, hvor den studerende indarbejder viden tillært gennem kurser i et rele‐
vant projektforløb. Projektet kan være en stillet opgave eller defineret af den/de stude‐
rende selv inden for semesterets pensum. Særlig velegnet til at komme i dybden med et fagområde og til at komme fra teori til en reflekteret – og mere eller mindre ‐ tilnærmet praksis. Længerevarende forløb. Solcelleteknologien betegnes oftere og oftere som en af fremtidens bæredygtige energi‐
kilder. Undervisningsmæssigt kan solceller behandles som et emne for sig, men det kan også indgå i et længerevarende program, f.eks. et semesterprogram eller som et 2‐årigt kandidat‐ eller masterstudium, der har fokus på fremtidens energikilder i et bredere per‐
spektiv. Et sådant program kan tage udgangspunkt i en definition af bæredygtighedsbegrebet, en samfundsmæssig og klimatisk uddybning af baggrunden for det stigende behov for alter‐
native, ikke forurenende energikilder, samt viden om teknologierne bag energikilder ba‐
seret på vand, sol, vind og bioenergi. I et længerevarende program kan der yderligere væ‐
re en eller flere designopgaver, f.eks. en bygning, et produkt eller et forsyningssystem, hvis primære energikilde baserer sig på en af de bæredygtige energikilder, f.eks. solceller. Fagområderne Solceller i undervisning omfatter i sit fulde omfang både samfundsmæssige og klimatiske forhold, specifik viden om solcelleteknologier såvel som systemernes æstetiske udtryk, vedligehold og drift samt viden om markedsmekanismer og innovation. Elementerne vil være mere eller mindre betonede i uddannelsesforløbene, afhængig af hvilken institution, der udbyder uddannelsen. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 31 I forhold til ingeniørstudiet, kan en opdeling i hovedtræk defineres som følger: Information og kommunikationsteknologiingeniører (IKT) Udvikling og drift af software og simuleringsprogrammer til solcelle‐systemer. Elektroingeniører Udvikling og drift af elektriske kredsløb til PV‐komponenter og ‐systemer. Maskiningeniører Monteringssystemer til solcellekomponenter og systemer Integration af solceller i diverse produkter: maskiner, biler, lamper mv. Planlægning og design af systemer på produktskalaniveau. Bygningsingeniører Integration af solceller på bygninger, bygningskomponenter mv. Planlægning og design af systemer på bygningsskalaniveau. Bioprocesingeniører Området omhandler studier og design af de fotosyntetiske processer i solcellerne. Andre fagområder Ud over ingeniører vil også arkitekter eller produktdesignere og installatører typisk være involveret i arbejdet med at planlægge, formgive, installere og vedligeholde et solcellean‐
læg. Alle tre faggrupper bør således inddrages i solcelleprojekter for at opnå et optimalt resultat. Derfor er det i undervisningsmæssig sammenhæng relevant at tænke i en tværfaglig praksis, der involverer alle tre faggrupper, således at den studerede trænes i at inddrage alle aspekter ved opgaven fra starten. Projektledelse og økonomistyring Et område som kan varetages af alle tre faggrupper er projektledelse og økonomistyring, der således også kan defineres som et ”fag” i relation til solceller i undervisningen. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 32 For så vidt både på tværs af de ingeniørfagligheder, der er i fokus her, såvel som de tre nævnte implicerede faggrupper.” Uddrag fra ”Solceller i undervisningen på ingeniøruddannelser” (inspirationskataloget) 5.2.2.4. Andre aktiviteter Ud over design af kursusprogrammer og udformning af inspirationskatalog er der taget initiativ til følgende aktiviteter: Tværfaglig seminardag Planlægning af seminardag og evt. workshop for arkitekt‐ og ingeniørstuderende i Århus i samarbejde med SolarCityCopenhagen og Arkitektskolen Aarhus(AAA) i Efteråret 2009 eller Forår 2010. Den viste workshop i Bilag 10.2 er udviklet af Ellen Kathrine Hansen i et forskningsprojekt på AAA, hun inviteres evt. til at videreudvikle workshoppen til et for‐
løb, der inkluderer ingeniørmæssig viden. Fremadrettet tænkes seminardag og/eller workshop integreret i ovennævnte kursusfor‐
løb. (Inspirationskatalog se Bilag 10.2) Opbygning af netværk Der er taget kontakt til Danube University Krems, Department for Building og Environ‐
ment, Arch. Dipl. – Ing. Renate Hammer, MAS vedrørende besøg og udveksling af erfarin‐
ger med opbygning af ”Master of Science postgraduate – M.Sc.” programmet kaldet ”Future Building Solutions”. Studiet omhandler fremtidens alternative energiformer, her‐
under brugen af solenergi i bred forstand og udbydes som et tværfagligt studie for arki‐
tekter og ingeniører. (Se www.donau‐uni.ac.at/dbu/fbs) Samarbejde med Design­ og Arkitektskolerne Det er oplagt at søge synergi mellem undervisningsaktiviteterne på ingeniørskolerne og design arkitektskolerne. Nogle af uddannelseselementerne kunne have form af innovati‐
onsworkshops. Der kører allerede sådan et forløb en gang om året med maskiningeniør‐
studerende fra IHA og studerende fra afdeling for Industriel design, Arkitektskolen Århus. Emnet skifter fra gang til gang, så solceller kunne fx være et tema næste gang. Det ville i givet fald være et forløb som det Ellen Kathrine Hansen har kørt på begge Arkitektskoler i en periode ‐ blot med en større del af teknisk udvikling også (det nævnte forløb fokusere‐
de på det æstetiske potentiale). IHA tager kontakt med henblik på at udarbejde et fælles bud på et workshopforløb. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 33 Samarbejde med Erhvervslivet Endvidere er der taget kontakt til Energi Midt, Silkeborg, Kenn Frederiksen vedrørende samarbejde om udviklingsprojekter på solcelleområdet. Intentionen er at skabe mulighed for et løbende samarbejde om solcelleudviklingsprojekter. Projekterne kan være tværfag‐
lige mellem forskellige ingeniørdiscipliner og/eller arkitekter og designere. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 34 5.3.
Arkitekt­ og designskolerne under Kulturministeriet Ved arkitekt Karin Kappel, MAA, SolarCity Copenhagen 5.3.1.
Introduktion ´Solceller i undervisningen´ er udarbejdet under Energistyrelsens Energiforskningspro‐
gram (EFP), og hensigten med projektet er at styrke kendskabet til solenergi til el‐
produktion på alle undervisningsniveauer, fra grundskolen til højere læreanstalter. Overordnet er intentionen at bidrage til en øget anvendelse af solenergi i energiforsynin‐
gen og dermed medvirke til opfyldelse af de danske klima‐ og energipolitiske målsætnin‐
ger. Målet med projektet er således at skabe relevante undervisningsmaterialer, der kan med‐
virke til at styrke kendskabet til solceller og på længere sigt kvalificere rådgivere, projek‐
terende og udførende i byggeriet til at bruge solceller i forbindelse med både nybyggeri og renovering. Hensigten med den udarbejdede publikation (bilag 6.3) er at komme be‐
hovet for viden om solceller i møde og viser gennem en række eksempler, hvor og hvor‐
dan solceller kan integreres i arkitekturen. Derudover gennemgår den de forskellige typer solceller, som findes på markedet, og sammenligner deres æstetiske karakteristika, egenskaber og ydelse. Endelig gennemgås brugen af solenergi i energirammen. 5.3.2.
Solceller i undervisningen I EFP‐projektet er der indledningsvis gennemført en kortlægning af eksisterende under‐
visningsmateriale og undervisningsprogrammer om solceller på alle uddannelsesniveau‐
er, og det er planen, at der ud fra resultatet af kortlægningen udarbejdes forslag til sup‐
plerende undervisningstilbud og undervisningsforløb. Kortlægningen på de fire uddannelsesinstitutioner under Kulturministeriet, nemlig Kunstakademiets Arkitektskole, Arkitektskolen i Århus, Danmarks Designskole og De‐
signskolen Kolding har dokumenteret at solceller er et emne, som man har til hensigt at arbejde mere med i undervisningen fremover, men at planerne endnu ikke er konkrete. På arkitektskolerne indgår solceller i undervisningen i form af en obligatorisk forelæsning for de nye studerende, og som del af temaforløb med forelæsning og øvelser i emner som energi og bæredygtighed på 3‐4. år. Herudover afholdes 3 ugers workshops om lys, solcel‐
ler og arkitektur. Dette sker mere ad hoc, og langt fra hvert år. Inddragelsen af solceller i undervisningen synes dog at bero på den enkelte undervisers interesse for området, og især Arkitektskole i Århus er aktiv. Skolen har blandt andet udarbejdet et kompendium om arkitektoniske potentialer i transparente tyndfilmsceller, samt oprettet en materiale‐
samling med forskellige solcelletyper. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 35 På Kunstakademiets Arkitektskole regner man med at integrere solceller til alle aspekter af afdelingens virke, men kender endnu ikke formen på undervisningen. På Danmarks Designskole i København indgår solceller i ganske få, enkeltstående kurser som information om hvad solceller kan bruges til inden for design. På Designskolen i Kol‐
ding har man endnu ikke haft forløb med undervisning i emnet solceller, men der er in‐
tentioner om at implementere emnet i en kommende workshop. Følgende undervisningssteder har været kontaktet: Kunstakademiets Arkitektskole: Institut for Teknologi, Afdeling for Arkitektur, Vilkår og Vision. Arkitektskolen i Århus: Institut for Arkitektonisk Design Dansk Designskole: Institut for Industriel Design Designskolen Kolding: Tekstilkonsortiet, Institut for Industrielt design og Interaktive medier. Der er registreret 11 materialer eller forløb der relaterer sig til emnet, og et undervis‐
ningsmateriale fra AAA. 5.3.3.
Output i projektet 1. Publikation til download Undervisningsmaterialet er lagt ind i dette materiale bagerst. Det er tænkt som fakta ark, der kan fungere uafhængigt af hinanden, og som løbende kan udbygges. 2. Materialesamling – fysisk og digital Materialesamlingen har vist sig at være en vanskelig opgave, idet producenterne ikke ud‐
levere produktprøver, og slet ikke i bestemte formater eller mål. Som et alternativ forsø‐
ges p.t. at indhente produkter på papir (fotos med specifikationer). 3. Temadag for de studerende Temadagen er arrangeret i forbindelse med prisopgaven Sustainable Living for bachelor‐ og kandidatstuderende ved Kunstakademiets Arkitektskole. Prisopgaven Sustainable Living I forbindelse med forårets prisopgave 2009 har der været afholdt en lang række forelæs‐
ninger og workshops med det formål at introducere de studerende til de mange forskelli‐
ge aspekter af bæredygtighedsproblematikken. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 36 De studerende er blevet opfordret til at komme med bud på fremtidige bæredygtige løs‐
ninger inden for alle skalaer – fra det globale til det nære. Prisopgavens sigte har været at åbne for en diskussion af fremtidens by‐ og landskabsplanlægning, bygningsudformning, byggeprocesser og design i et bæredygtigt perspektiv; en diskussion som spænder fra globale økonomiske problemstillinger til menneskelig adfærd. Der blev indleveret 111 projekter til konkurrencen fra studerende fra alle skolens ni stu‐
dieafdelinger, og de indkomne forslag repræsenterer derfor en bred vifte af skalaer med udgangspunkt i de forskellige studieafdelingers særlige fokusområder. Kilde: www.sustainableliving.dk Som udgangspunkt blev der lavet udkast til et heldagsprogram, men da skolen ønskede, at temadagen skulle indgå som en del af forelæsningsrækken om materialer i ”Sustainable Living”, blev der udarbejdet et alternativt, kortere program, der tidsmæssigt matchede de øvrige forelæsninger. Temadagen skal senere afholdes på Arkitektskolen i Århus. 5.3.4.
Det videre forløb De er afholdt møder med de to arkitektskoler med henblik på at afdække skolernes for‐
slag til, hvordan solenergi kan forankres på arkitektskolerne og indpasses i undervisnin‐
gen. Resultatet blev en aftale om 3 fælles ting for arkitektskolerne i regi af dette projekt: afholdelse af model for temadag, udarbejdelse af undervisningsmateriale og etablering af materialesamling. Der var fra skolernes side ønske til følgende indhold: 1. Undervisningsmateriale ­ publikation til download fra nettet ‐ hvad er solceller ‐ hvad kan de bruges til ‐ hvad kan man opnå ‐ overvejelser om design og indpasning ‐ eksempler på undervisningsforløb ‐ henvisning til hjemmesider: det er svært at få informationer om solenergi hvis man er studerende eller producerende. Der eksisterer ikke et “solcellernes informationsråd” som på andre områder. 2. Materialesamling – etableres/udbygges Alle typer af solceller KA: A4 format (plastes). Information om produktion pr. m2 under optimale forhold skal fremgå. AAA: 15X15 “fliser”. Undervisningsmateriale skal linke til den digitale materialesamling Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 37 3. Temadag om solceller for de studerende ‐ de tekniske muligheder (producent) ‐ produkter ‐ integration i arkitekturen og de gode eksempler ‐ energiplanlægning og energiramme ‐ statslige tilskudsordninger ‐ evt. debat om hvordan solenergi kan inddrages i undervisningen 5.3.5.
Gennemførte aktiviteter Undervisningsmateriale til download Der er udarbejdet et undervisningsmateriale, udformet som fakta ark der fungerer uafhæng‐
igt af hinanden, og som kan udbygges senere såfremt det ønskes. Materialesamling – fysisk og digital Materialesamlingen har vist sig at være en vanskelig opgave, idet producenterne ikke udle‐
verer produktprøver, og slet ikke i bestemte formater eller mål. Som et alternativ forsøges p.t. at indhente produkter i form af fotos med oplysning om specifikationer på de enkelte solcelletyper. Temadag for de studerende Der er afholdt et temaarrangement i forbindelse med prisopgaven Sustainable Living for ba‐
chelor‐ og kandidatstuderende ved Kunstakademiets Arkitektskole: Som udgangspunkt blev der lavet udkast til et heldagsprogram, men da skolen ønskede, at temaarrangementet skulle indgå som en del af forelæsningsrækken, blev der udarbejdet et alternativt, kortere program, der tidsmæssigt matchede de øvrige forelæsninger. Temada‐
gen gentages formodentlig senere på Arkitektskolen i Århus. Heldagsprogram: SOLCELLER i arkitekturen ­ integrering, materialer og produkter 9:30 Introduktion til projektet ”Solceller i undervisningen” Karin Kappel, Solar City Copenhagen 9:45 Integration af solceller i arkitekturen 2­3 tegnestuer giver eksempler på hvordan de arbejder med solceller, med forskellige indfalds­
vinkler: skala, materialer, indpasning, udvikling, detaljer Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 38 10:45 Pause 11:10 Siliciumsolceller, produkter og priser Eksempler på integrerede anlæg. Signe Antvorskov Krag, GAIA Living 11:35 Tyndfilmsolceller, teknologier, og i glas Heldækkende og semitransparent Hanne Lauritzen, Teknologisk Institut 12­13 frokost 13:00 Fremtidens solceller Udviklingen & forskningsprojekter Peter Sommer­Larsen, Risø DTU 13:25 BYG‐SOL Beregningsværktøj for solenergi i byggeriet Hvordan anvendes det ved energirammeberegning Ole Balslev, Cenergia 13:50 ­15:00 Produktmesse Den sidste time afsættes til 4‐6 solcelle‐ og glasproducenter, hver får 10 min. til at fremvise og fortælle om deres produkter. Der afsættes tid til spørgsmål fra de studerende, i relation til aktuelle deres opgaver. Eftermiddagsprogram: SOLCELLER i arkitekturen ­ eksempler, visioner, muligheder og teknik 14:00 Anvendelse af solceller i arkitekturen belyst gennem eksempler Karin Kappel, arkitekt, Solar City Copenhagen 14:25 SOL­SLØR ­ visioner til morgendagens solceller Artur Slupinski, arkitekt, ph.d.­studerende Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 39 14:50 Planlægning af byområder med udnyttelse af solenergi. Case: Sønderborg / Frank Gehry Signe Antvorskov Krag, Esbensen Rådg. Ingeniører 15:15 Teknologi – typer, systemer, indpasning Werner Paugan, bygningskonstruktør, Schüco International 15: 40 ­ 16:00 Eventuelle spørgsmål fra salen – tag gerne jeres projekter med, hvis der er konkrete spørgsmål. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 40 5.4.
De fagtekniske efteruddannelser under de tekniske skoler Ved faglærer Ole Bønlykke og Lars Dam, Den jydske Haandværkerskole, Hadsten 5.4.1.
Baggrund Det er naturligvis ikke let at spå om fremtiden, men vi må konstatere, at Tyskland er ble‐
vet det globale forbillede inden for vedvarende energi, og som sådan kan de måske give et fingerpeg om, hvor vi kunne være på vej hen. (På solenergi er Tyskland nummer 2, kun overgået af Japan) I Tyskland gives der ikke tilskud til vedvarende energi, men EEG‐loven fra 2004 begunsti‐
ger afregningsprisen på solcellestrøm, idet det er muligt at differentiere op til DKK 4.60 pr. kWh afregningsprisen. Differentieringen bygger på, hvorledes solcellerne er integreret i bygningen. Hensigten er naturligvis, at skabe en ny bygningskultur. Ydermere er prisen garanteret i 20 år, hvilket giver bygherrer mulighed for at opnå favorable lån og hurtig tilbagebetaling. EEG‐loven har i Tyskland skabt talrige nye virksomheder, økonomisk vækst og et bedre miljø til gavn for hele samfundet. EU domstolen i Luxemburg erklærede i 2001, at vedva‐
rende energi og miljø prioriteres højere end konkurrence. Derfor kan alle EU‐lande indfø‐
re love svarende til den tyske EEG. (www.eeg­aktuell.de) De fagtekniske uddannelser har indtil videre kun arbejdet med solceller i et mindre om‐
fang, men i fremtiden, hvor solceller efter alt at dømme kommer til at spille en rolle for el‐
forsyningen i byggeriet, vil der givet blive ændret på det. Enkelte maskinmesterskoler og el‐installatørskoler berører dog emnet i forbindelse med tilslutningsregler, da der er et afsnit i Stærkstrømsbekendtgørelsen (Afsnit 6A kapitel 712) omhandlende tilslutning af vekselrettere. Undervisere på el‐skoler, maskinmester‐
skoler og elinstallatørskoler har i løbet af projektet givet udtryk for, at de gerne vil arbej‐
de med solceller og andre alternative energiformer. 5.4.2.
Gennemførelse af projektet Ledelsen på Den Jydske Haandværkerskole er blevet mere og mere interesseret i alterna‐
tive energikilder og dermed også solcellerne, så fremtiden ser mere positiv ud end nogen‐
sinde før. Indsatsen er således undervejs blevet opnormeret med endnu en faglærer, Lars Dam, fra El‐installatørerne, som brænder for emnet alternativ energi og herunder også solceller. Der har med succes været afholdt en lille messe om alternativ energi på skolen i en week‐
end med bl.a. ”Byg din egen solcellebil” til stor glæde for de fremmødte. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 41 Der har været kontakt til Kristian Stagis, der er chefkonsulent for EL i EVU (EVU er el‐ og vvs‐branchens uddannelsessekretariat for TEKNIQ Installatørernes Organisation, Dansk El‐Forbund og Blik‐ & Rørarbejderforbundet). Forelagt projektet var han meget positiv og der blev aftalt et møde til faglærerkonferencen i uge 26 i Svendborg med henblik på drøf‐
telse af vores projekt og fremlægge det endelige undervisningsmateriale. Vi har siden holdt et par møder, og det nu er endeligt besluttet, at der kommer en energigren i uddan‐
nelsen. 5.4.3.
Output fra projektet Der er udarbejdet en ”Lærebog” og et ”Opgavehæfte” som er afprøvet i et forløb for lær‐
lingene sammen med forsøget med ”Byg‐selv”‐solcelle bilerne udvidet med en mobiltele‐
fon lader monteret med USB‐stik (Se bilag 8.4). 5.4.4.
Undervisningsmateriale for elektrikerlærlinge ”Lærebogen” indeholder en samling fakta om forskellige solceller og deres virkemåde, opbygning af såvel stand‐alone – som nettilsluttede solcelleanlæg. Teksterne er tilstræbt at være så kortfattede og konkrete som muligt. Under de enkelte afsnit er der typisk hen‐
visninger til yderligere information og kilde om det konkrete emne. ”Opgavehæftet” indeholder beregningseksempler på solcelleanlæg, ud fra tal og korrekti‐
onsfaktorer mm. udviklet af blandt andet af DTI og finansieret af Energistyrelsen. ”Solcellenoter” henvender sig primært til undervisningsbrug for elektrikere og stærk‐
strømsteknikere og er tænkt som et redskab til at foretage enkle beregninger og dimensi‐
onering af solcelleanlæg. 5.4.5.
Undervisningsforløb for elektrikerlærlinge Der er under projektet desuden planlagt et længerevarende forløb med lærlingene i 2010 med nedenstående undervisningsplan: 1. Måling på solceller + bil byggeriet (8 lektioner) 2. Måling på paneler og fastsættelse af Pmax , Umpp og Impp, her skal vi også ind på skygger, varme og retning mod solen, og den indflydelse det har på ydelsen, samt beregning og evt. tilslutning af et lille stand‐alone anlæg (8 lektioner) Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 42 4. Måling og beregning på et nettilsluttet anlæg Her skal vi ligeledes ind på skygger, mismatch, varme og retning mod solen, samt bereg‐
ning af vekselretter til et nettilsluttet anlæg. (8 lektioner ) 6. Solcelleanlæg til drømmehus I forbindelse med undervisningen skal eleverne dimensionere elinstallation i en villa de kalder projekt drømmehus. Her til skal de udføre et nettilsluttet Solcelle anlæg der dæk‐
ker ca. 10 % af boligens elforbrug, med den viden de har fået fra de tidligere opgaver. (3 x 4 lektioner) Forløbet med lærlingene bliver indført i vores lokale uddannelsesplan og jeg regner med at det kan fortsætte i årene fremover. 5.4.6.
Input til curriculum Flere af de adspurgte elfaglærere giver udtryk for at de er interesseret i at undervise i emnet, men de har travlt med at nå pensum. De giver udtryk for, at det kunne være spæn‐
dende, hvis både solceller og andre alternative energiformer blev indført i uddannelses‐
planerne. De giver ligeledes udtryk for, at det ville være en god ide at der indføres opga‐
ver i forbindelse med både undervisning og prøver, da det vil betyde man vil føle sig mere forpligtet til at undervise i emnet. En måde at få emnet på dagsordenen på kan også være at søge indflydelse på opgavefor‐
muleringerne ved prøver eksamener mm. 5.4.7.
Mini seminar for undervisere Der har i forbindelse med årets landstræf for elfaglærere været afholdt et miniseminar i uge 26‐09. Programmet var dels fremlæggelse af det in projektet udarbejdede undervis‐
ningsmateriale til grundforløbet dels lav‐selv‐solceller tilbudt som en workshop ved Janus Hendrichsen fra Skolernes EnergiForum. 46 deltagere meldte sig og deltog med stor entu‐
siasme. Projektets idé og indhold blev gennemgået og herunder elektrikerens rolle. Derefter star‐
tede Janus og hans hjælper deres solcelle‐bil‐projekt, som blev afsluttet med væddeløb i strålende solskin. I forbindelse med den afsluttende evaluering var der stor tilfredshed med dagens forløb. Flere af deltagerne har siden henvendt sig til kursusholder og fået support. Det er positivt og tyder på, at der er stor interesse for det vi gør. Et rigtig godt arrangement, som har gi‐
Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 43 vet 46 gode ambassadører for vores projekt, fordelt på de fleste tekniske skoler i Dan‐
mark. Flere af de adspurgte gav udtryk for at de ville være interesseret i at undervise i emnet. Ud over det er elfaglærerne interesserede i et todages kursus i alternativ energi bredt. Det vil sandsynligvis blive taget op næste år (2010). 5.4.8.
Deltagelse i netværk Vi er jo så småt startet op, og i starten af 2010 gennemfører vi hele forløbet med Måling på solceller + bil byggeriet, måling og beregning på et nettilsluttede anlæg og dimensione‐
ring af solcelleanlæg til drømmehusprojektet. Når det er afsluttet i marts‐april, vil vore og elevernes erfaringer blive offentliggjort både for el‐lærere og andre interesserede. Det vil på det tidspunkt som det er nu, selvfølgeligt være muligt at kontakte os pr. telefon eller e‐
mail, hvis man ønsker at høre om vore erfaringer. ( [email protected] og [email protected] ) Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 44 5.5.
Grundskolen, gymnasiet og ungdomsuddannelserne Ved energivejleder Janus Hendrichsen, Skolernes EnergiForum 5.5.1.
Baggrund EFP‐projektet solceller i undervisningen har undersøgt hvad der skulle til for at lærere vælger at inddrage solceller. En af faktorerne der kan motivere er at sikre en kontekstua‐
lisering af emnet, så det kan indgå i f.eks. klimaundervisning. I efteråret 2008 gennemførtes et forsøg med at lade et tema om solceller være udgangs‐
punkt i et lærerkursus over 2 dage for Frie Grundskolers Landsforening, hvor klima var konteksten. Titlen ”Undervis i klima med solceller som tema” trak fulde huse og mange har siden kontaktet kursusholderen for at få support til arbejdet med solcellerne. Arbejdet med solceller blev her centreret om det nyudviklede ”Lav din egen solcelle”‐
koncept. Til 2009 kursuskataloget for Frie Grundskoler blev kurset genudbudt, og igen har det trukket en betydelig gruppe, som kommer på kursus i september 2009. 5.5.2.
”Lav din egen solcelle” – konceptet Konceptet er forankret i at man med en printsav kan udskære restceller, forbinde dem med connector, der tapes fast og laminere dem med en varmlaminator. Herefter har de en passende strømstyrke til at drive langt de fleste apparater der er batteridrevne og har et strømforbrug på under 10 W. Konceptet med at laminere solcellerne har vist sig at fænge lærere og elever og ser ud til at blive en fast del af undervisningen i grundskolen. Lærerne motiveres af, at den obliga‐
toriske undervisning i strøm og spænding på denne måde bliver nemt forståelig. Eleverne motiveres i deres læring om strøm og spænding af, at de skal have en solcellebil til at køre eller en radio til at spille – nøglen til denne opgave ligger i at forstå strøm og spænding, da begge faktorer skal passe for at apparaterne fungerer. 5.5.3.
Lav selv solceller for Energitjenestens undervisningsmedarbejdere For at sikre at Energitjenestens medarbejdere blev i stand til at tilbyde konceptet i for‐
bindelse med deres skolebesøg har de gennemgået træning i at afvikle undervisningsdage med konceptet. Dertil er de blevet forsynet med en kasse med 300 udskårne celler, som de frit kan anvende til deres første undervisningsdage med elever, så de ikke behøver at opkræve betaling før de selv er i træning. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 45 Konceptet har været grundigt afprøvet og anvendt i flere situationer på hele Sjælland og i Nordjylland. Resten af landet er d.d. på vej med tilbuddet, men har været meget optaget af afviklingen af dette års Klimakaravane, som har lagt beslag på betydelige mængder af sko‐
lebesøgene. 5.5.4.
Nye solcellekufferter til udlån fra Skolernes EnergiForum Skolernes EnergiForum producerer ved projektets afslutning 10 nye solcellekufferter med 20 celler i hver kuffert, baseret på de nye solceller, som er lamineret i stedet for mon‐
teret i kasser. Derved kan flere grupper på samme tid arbejde med passende spændinger og strømme, da den nye model i stedet for kun 0,5V har 1,5V spænding. På den måde kan klassen organisere deres arbejde i helt op til 5 grupper, der har 6V til rådighed – og det er nok til langt de fleste opgaver. Den langt større efterspørgsel skyldes de 10 lærerkurser afholdt i efteråret i dette projekt, samt Klimakaravanens aktiviteter, der inddrager solcel‐
ler. 5.5.5.
Strøm, spænding og solceller for elfaglærere Der har i forbindelse med årets landstræf for elfaglærere været afholdt et miniseminar i uge 2609. Programmet var dels fremlæggelse af det i projektet udarbejdede undervis‐
ningsmateriale til grundforløbet, dels lav‐selv‐solceller tilbudt som en workshop ved Ja‐
nus Hendrichsen fra Skolernes EnergiForum. 46 deltagere meldte sig og deltog med stor entusiasme. 5.5.6.
Faglige udfordringer Solceller har traditionelt spillet en ubetydelig rolle, da de tilgængelige celler var af tvivl‐
som kvalitet. Tilbuddet fra Skolernes EnergiForum om, at man kan låne en solcellekuffert med 24 stk. 0,5 V / 4 A celler har gjort, at en del flere lærere har valgt at placere solceller mere centralt i undervisningen, men barrieren ved at skulle booke på forhånd og betale for forsendelsen har gjort, at det er begrænset hvor mange, der har valgt at bruge dem. Fysik / kemi pensum har allerede meget tydelige referencer til emnet, da man både skal dække energiforsyning, væsentlige produktioner i samfundet, stofkredsløb og vedvaren‐
de energi. Geografi har ligeledes referencer til energiforsyningsproblematikker og klima. Derfor er metoden med at tilbyde undervisning i emnet strøm og spænding vha. solceller effektiv. Da arealet af solcellen er direkte proportionalt med strømproduktionen kan man visuelt meget nemmere forstå hvordan antallet af elektroner der kan exciteres til at slippe siliciums overflade er proportionalt med hvor meget strøm der ledes igennem ledninger‐
ne. Denne forståelse opnås ikke nemt med andre metoder, da strøm ellers er noget usyn‐
Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 46 ligt for eleverne. Derfor bliver tilgængeligheden af solcellerne til den vigtigste faktor så snart lærerne har modtaget efteruddannelsen – for de giver tydeligt udtryk for at dette direkte kan løse en problemstilling for dem i formidlingen af emnet strøm og spænding. Ligeledes er emnet serie‐ og parallelforbindelser et emne, der lever en tilbagetrukket til‐
værelse, da lærerne har svært ved at præsentere emnet på en måde, der gør det nødven‐
digt for eleverne at lære det. Ved at bygge en solcelle bil eller skulle få en radio til at spille vil man med 0,5 V solceller være nødt til at lære det – ellers fungerer tingene ikke. Denne motivation for at lære noget, er en vigtig driver i formidlingssituationen og efterstræbes af lærerne. 5.5.7.
Integration i pensum eller selvstændigt tema Solcelleemnet kan fungere både som et selvstændigt emne, der giver mulighed for at drøf‐
te både klima og fremtidens energiforsyning, men kan også som ovenfor nævnt integreres i det almindelige pensum som substitution for emner som f.eks. serie‐ og parallelforbin‐
delser. Denne mulighed for at arbejde både på en traditionel måde og i emne/tema ar‐
bejdsformer gør, at konceptet bliver aktuelt for flere forskellige lærertyper og er derfor med til at sikre at flere lærere vil føle sig kompetente til at inddrage det. 5.5.8.
Lærerkurser i ”Lav din egen solcelle” Konceptet er gjort tilgængeligt for lærere i Skolernes EnergiForums energilærernetværk, der fik et tilbud via e‐mail i april 2009 om gratis lærerkurser i september 2009 finansieret af projektet. Det første døgn henvendte over 200 lærere sig med interessetilkendegivelse for deltagelse. Der blev derfor oprettet 10 lærerkurser over hele landet, og de er i skri‐
vende stund ved at blive afviklet. Evalueringerne på kurserne viser, at en stor del af lærerne vil gå i gang med arbejdet med dette allerede i indeværende skoleår. Væsentligt for om lærerne vælger at bruge det i undervisningen, er dels deres personlige drivkraft og motivation fra kurset men også ideer til integration i undervisningen samt tilgængelighed af materiel og budgetter hertil. Adspurgt om hvor mange der havde tilmeldt sig til kurset, hvis det ikke havde været gra‐
tis, var ca. 10 % sikre på, at de ville have deltaget alligevel, mens ca. 60 % var overbeviste om, at de ikke havde fået tilladelse grundet økonomien. 5.5.9.
Kursusindholdet Introduktion til konceptet, solcellers funktion, strøm og spænding i cellen og demonstra‐
tion af, hvordan man laver sin egen celle. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 47 Fremstilling af ”Mp3‐solcelle” – 1,5 V 0,5 A og test. Alle får denne celle med hjem. Serie‐ og parallel‐forbindelse af de fremstillede celler til at drive bl.a. mindre ghettobla‐
ster ved 6 V / ca. 0,4 A og belastning ved at øge volumen. Bygning af solcelle bil 2 og 2. Design af cellen efter grundige målinger og valg mellem 2 forskellige motorer. Biler konstrueres og testes og der afholdes et afsluttende væddeløb. Evaluering med design erfaringer og drøftelser af mulighederne for at integrere dette i undervisningen – enten som selvstændigt tema eller som en del af undervisningen i strøm og spænding. 5.5.10. Resultater fra evalueringerne Mange lærere udtrykker begejstring over at opleve, at solceller rent faktisk virker. De fle‐
ste erfaringer de tidligere har haft er, at solceller er dyre og ikke giver tilstrækkeligt strøm til at drive apparaterne. Med lav‐selv‐konceptet mener de fleste at de har råd til at gen‐
nemføre undervisning med solceller, og at de synes det er interessant. Nogle lærere nævner, at de nyder, at kurset ikke er teoretisk men tager udgangspunkt i at give dem den AHA‐oplevelse‐ som de selv skal videregive til deres elever. Mange lærere vælger uopfordret at skrive tak for et godt kursus efterfølgende – det er ik‐
ke normalt noget, man tager sig tid til. Nogle lærere nævner, at de til trods for at de ikke mener det er dyrt, alligevel ikke har penge til at indkøbe solcellemateriellet og dele til at bygge biler med. Kreativiteten er stor, når de skal konstruere, og det viser sig at bane vej for at de også gi‐
ver eleverne mulighed for at have den samme oplevelse og gentager konceptet igen og igen. Indtil videre har ca. 50 af de ca. 200 kursister bestilt materiel til at lave dette med elever‐
ne. Det virker på den baggrund som om det er slået godt igennem helt ude i brugerleddet, hvorfor investeringen ser ud til at have båret frugt. 5.5.11. Hvilken effekt opnås ved disse kurser? Grundlaget for kursusindholdet er, at det skal kunne bruges ”på mandag” – altså at lærer‐
ne skal kunne tage inspirationen med hjem og integrere det i deres undervisning umid‐
delbart efter kurset. Det eneste, der kræves er, at de skaffer sig nogle celler og kommer i gang – mens de stadig selv er inspireret. Her ses en klar forskel mellem lærere fra forskel‐
lige kommunale systemer og folkeskoler kontra fri‐ og efterskoler. Det er helt tydeligt, at lærerne generelt er enige om at konceptet kan anvendes efter ”substitutionsmetoden” – altså at solceller kan indføres i undervisningen i stedet for andre mere traditionelle meto‐
der til at dække undervisning, der alligevel skulle have været gennemført men som i ste‐
Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 48 det gøres med solceller da de illustrerer strøm og spænding på en direkte og meget kon‐
kret måde. Mange lærere forstår for første gange serie‐ og parallelforbindelser under kurserne og har et stort behov for at dele denne indsigt med deres elever. Det er et godt tegn på, at no‐
get har ramt der, hvor det skulle. Fastholdelsen af denne effekt kan styrkes ved at tilgængeliggøre materiellet i højere grad – altså ved at gøre det muligt for lærerne at bestille materiellet billigt og på den måde sik‐
re, at de anvender solceller direkte i undervisningen. 5.5.12. Gymnasieområdet Projektets mål om at komme i kontakt med gymnasieområdet har kun haft begrænset ef‐
fekt. Det kræver udvikling af et meget målrettet tilbud til gymnasielærerne at sikre, at de vælger at benytte projektets tilbud. Der er sket nogen overlevering ved at de lærere, der allerede er i energilærerdatabasen, er blevet opmærksom på tilbuddet. Desuden tilbydes og anvendes konceptet af gymnasier der har booket Energitjenesten Ærøs trailer, som og‐
så anvender konceptet. Der er interesse, men mangler udvikling af et målrettet koncept mod gymnasierne for at de vælger at deltage. Interessen kan aflæses i antallet af bookin‐
ger af Ærøs trailer som markedsføres som et Vedvarende Energi undervisningstilbud. Hvis det kunne tilbydes at lave opsøgende undervisning med solceller på gymnasierne kunne solcellekonceptet tilbydes til gymnasierne målrettet i kombination med lærerkur‐
ser som grundlag for opbygning af et decideret lærernetværk inden for energi og vedva‐
rende energi. Der er efter projektets gennemførelse lavet to kurser med elever fra 1. g i lav selv solcel‐
lekonceptet, hvor eleverne med mere teori blev undervist på samme måde som lærerne. Der var enighed om at det var meget lærerigt, og konceptet derfor, med nogen udvidelse af især den teoretiske baggrund, kan udvikles et kursusforløb for gymnasie‐ og HTX lære‐
re. Ligeledes vil et undervisningsmateriale kunne udvikles til brug i undervisningen. Det skal dog undersøges i hvilket omfang et undervisningsmateriale skal rette sig mod Fy‐
sik/kemi eller have en bredere kontekst for at sikre bedst mulig udbredelse. Denne indsats er ikke lykkedes i denne del af projektet. 5.5.13. Potentielle udviklingsmuligheder for projektet Projektet har endnu ikke udviklet decideret nye opgavebeskrivelser til konceptet. Der er tilgængeliggjort en række forsøgsbeskrivelser som er fremstillet til et andet projekt, men der er ikke udviklet beskrivelser, der kobler arbejdet med solceller med aktuel kontekst som f.eks. forsyningssikkerhed eller klimaproblemer. Det ville i den grad styrke elevernes forståelse for hvorfor solcellerne vil skulle spille en betydelig rolle i fremtidens energifor‐
Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 49 syning. Projektets fokus har været på ”imponator‐effekten” – altså at lade eleverne opda‐
ge, at sollyset i det hele taget kan levere betydelige mængder strøm, som kan bruges i al‐
mindelige apparater. Projektet har ikke selv kontaktet eleverne, men ved at imponere læ‐
rerne er det overvejende sandsynligt, at eleverne efterfølgende vil blive præsenteret for det af flertallet af de næsten 200 lærere, der har modtaget efteruddannelseskurset. Et tilsvarende tilbud til lærere på ungdomsuddannelserne vil kunne udvikles med samme succes, da det faglige indhold som beskrevet ovenfor nemt kan tilpasses de faglige krav i disse uddannelser. En anden mulighed kunne være at lave et decideret temahæfte om solceller, solenergi, fremtidens energiforsyning og klima. Dette hæfte kunne tilbydes til print via www.skoleenergi.dk og www.klimakaravanen.dk og kunne indeholde både et teori og øvelser. Der kunne udvikles 5‐6 nye forsøg med energi til samlingen på www.skoleenergi.dk under online‐materialer. Disse forsøg anvendes stadig af mange læ‐
rere. Nye materialer til brug i ungdomsuddannelserne vil kunne udvikles i samarbejde med de lærere fra el‐faglæreruddannelsen, som nu har udviklet og afprøvet deres egne undervis‐
ningsforløb på baggrund af det kursus, der blev gennemført i dette projekt. Dette vil kun‐
ne medvirke til at sikre en bedre kobling mellem grundskolernes og ungdomsuddannel‐
sernes arbejde på området. Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 50 6. Økonomi Projektets finansiering fordelt på EFP, egen‐ og anden finansiering (faktiske beløb i 1.000 kr.) Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 51 7. Bilag Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 52 7.1.
De højere uddannelser under universiteterne Præsentationsmaterialet fra DTU‐MAN Mål og rammer for solcellerelateret undervisning Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 53 7.2.
De højere uddannelser under ingeniørskolerne Præsentationsmaterialet fra Ingeniørhøjskolen i Århus Solceller i undervisningen på Ingeniøruddannelser Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 54 7.3.
Arkitekt­ og designskolerne under Kulturministeriet Præsentationsmaterialet fra Solar City Copenhagen Solceller i undervisningen Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 55 7.4.
Elektriker, El­installatør og Maskinmester uddannelserne Præsentationsmaterialet fra Den Jydske Haandværkerskole Opgavesamling Solceller Solcelle Noter Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 56 7.5.
Grundskolen, gymnasiet og ungdomsuddannelserne Kursus for lærere udviklet af Skolernes EnergiForum Byg­selv­solceller kursus Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 57 7.6.
European Survey of PV Education and Training Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 58 7.7.
Realisation of the full potential of PV Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 59 7.8.
Solcelle litteratur Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174 60 Solceller i undervisningen EFP‐2007 Journalnr.: 33033‐0174