ÖKOLOG-Schulen sind Schulen zum Wohlfühlen. Sie engagieren sich für die Umwelt und suchen nachhaltige Lösungen für soziale, ökonomische und ökologische Fragestellungen.

Weiterentwicklung und Automatisierung der bestehenden Aquaponicanlage

Jahresbericht des Schuljahres 2017/2018

Schule: HTL St. Pölten
KoordinatorIn: Dipl.-Ing. Karner Ferdinand
DirektorIn: Direktor DI Pfeffel Martin
Handlungsbereiche:
  • Einsparen von Ressourcen
  • Reduzieren von Emissionen
  • Gesundheitsförderung und gesunde Ernährung
Inhalt
Ergänzend zu der bereits im Vorjahr erfolgreich entwickelten und verwendeten Aquaponicanlage (Details dazu sind im Vorjahresbericht nachzulesen) wurde in diesem Schuljahr im Rahmen einer Diplomarbeit eine Weiterentwicklung und Automatisierung der bestehenden Anlage durchgeführt.
In erster Linie konzentriert sich die Automatisierung auf die Auswertung der wichtigsten Parameter
für das Fisch- und Pflanzenwachstum. Sensoren des Unternehmens WTW werten im Minutentakt folgende
Wasserparameter aus: Nitrat, Ammonium, pH-Wert und Sauerstoffgehalt.
Die durch die Messsonden erzeugten Messdaten werden über eine Siemens Simatic s7-1214c ausgewertet und entsprechend verarbeitet. Durch die Programmierung der Steuerung ist diese in der Lage,
entsprechende Maßnahmen bei Wertüberschreitungen zu treffen und somit das Öko-System des Wasserkreislaufs aufrecht zu erhalten. Es wurde sowohl ein Automatikbetrieb in welchen die SPS die Steuerung der Anlage voll und ganz übernimmt, als auch ein Handbetrieb in welchem die Anlage mittels Bedienelementen manuell betrieben werden kann, etabliert.
Um die Aquaponicanlage leichter überwachen zu können, wurde ein Webserver integriert. Der Webserver ermöglicht eine gute Überschaubarkeit der Anlagewerte und das von jedem Ort der Welt aus. Der Webserver bietet des Weiteren auch die Möglichkeit bei Wertüberschreitungen per E-Mail oder Mobiltelefon den Betreiber zu alarmieren. Die Aquaponicanlage kann auch bequem mit dem Smartphone überwacht, und auch gesteuert werden. Des Weiteren wurde die bestehende Anlage um ein sogenanntes Ebbe-Flutsystem erweitert, dieses erlaubt es auch Pflanzen in der Aquaponic zu ziehen, deren Wurzeln nicht ununterbrochen geflutet werden können. Beim Ebbe-Flutsystem wird Wasser aus dem Bakterienbecken in das besagte System geleitet. Das
Wasser verbleibt nun einige Stunden im Ebbe-Flutsystem, dadurch nehmen die Pflanzen im System Nitrat auf und reinigen somit das Wasser vom Fischkot. Nach dem das Wasser durch die Pflanzen gefiltert wurde, wird dieses anschließend zurück gepumpt. Bei dem Ebbe-Flutsystem handelt es sich um eine kleine modulare Ergänzung der Aquaponicanlage. Es wurde eine kleine Ausführung gewählt, um Platz zu sparen und die Anlage je nach Bedarf leichter transportieren und platzieren zu können.
Ein Weiterer Aufgabenpunkt der Diplomarbeit: “Automatisierung einer Aquaponicanlage ”, stellt die Erstellung exakter Anlagenpläne dar, um die Anlage zu verstehen und nachzubilden.
Aquaponicanlage Aquaponicanlage
Baby Fische Baby Fische
Technik bei Aquaponicanlage Technik bei Aquaponicanlage
Ebbe-Flutsystem Ebbe-Flutsystem
Rückblick

Anzahl der Personen im ÖKOLOG-Team: 1

Welche ÖKOLOG-Aktivitäten (Maßnahmen, Projekte etc.) hat Ihre Schule im aktuellen Schuljahr im Hinblick auf die Entwicklungsziele gesetzt?
Ökologie im Naturwissenschaftsunterricht, Teilnahme an diversen Wettbewerben zum Thema, Jane-Goodall-Handysammlung, Gartengestaltung durch Baumschule Rath inklusive innovativer Ideen zur Regenwassernutzung. Workshops zu diversen Themen rund um den Ökologischen Fußabdruck.

Maßnahme im Detail

Bitte beschreiben Sie hier eine Maßnahme / ein Projekt näher. Diese Beschreibung wird als Inhaltsangabe Ihres Berichts verwendet.
Ergänzend zu der bereits im Vorjahr erfolgreich entwickelten und verwendeten Aquaponicanlage (Details dazu sind im Vorjahresbericht nachzulesen) wurde in diesem Schuljahr im Rahmen einer Diplomarbeit eine Weiterentwicklung und Automatisierung der bestehenden Anlage durchgeführt.
In erster Linie konzentriert sich die Automatisierung auf die Auswertung der wichtigsten Parameter
für das Fisch- und Pflanzenwachstum. Sensoren des Unternehmens WTW werten im Minutentakt folgende
Wasserparameter aus: Nitrat, Ammonium, pH-Wert und Sauerstoffgehalt.
Die durch die Messsonden erzeugten Messdaten werden über eine Siemens Simatic s7-1214c ausgewertet und entsprechend verarbeitet. Durch die Programmierung der Steuerung ist diese in der Lage,
entsprechende Maßnahmen bei Wertüberschreitungen zu treffen und somit das Öko-System des Wasserkreislaufs aufrecht zu erhalten. Es wurde sowohl ein Automatikbetrieb in welchen die SPS die Steuerung der Anlage voll und ganz übernimmt, als auch ein Handbetrieb in welchem die Anlage mittels Bedienelementen manuell betrieben werden kann, etabliert.
Um die Aquaponicanlage leichter überwachen zu können, wurde ein Webserver integriert. Der Webserver ermöglicht eine gute Überschaubarkeit der Anlagewerte und das von jedem Ort der Welt aus. Der Webserver bietet des Weiteren auch die Möglichkeit bei Wertüberschreitungen per E-Mail oder Mobiltelefon den Betreiber zu alarmieren. Die Aquaponicanlage kann auch bequem mit dem Smartphone überwacht, und auch gesteuert werden. Des Weiteren wurde die bestehende Anlage um ein sogenanntes Ebbe-Flutsystem erweitert, dieses erlaubt es auch Pflanzen in der Aquaponic zu ziehen, deren Wurzeln nicht ununterbrochen geflutet werden können. Beim Ebbe-Flutsystem wird Wasser aus dem Bakterienbecken in das besagte System geleitet. Das
Wasser verbleibt nun einige Stunden im Ebbe-Flutsystem, dadurch nehmen die Pflanzen im System Nitrat auf und reinigen somit das Wasser vom Fischkot. Nach dem das Wasser durch die Pflanzen gefiltert wurde, wird dieses anschließend zurück gepumpt. Bei dem Ebbe-Flutsystem handelt es sich um eine kleine modulare Ergänzung der Aquaponicanlage. Es wurde eine kleine Ausführung gewählt, um Platz zu sparen und die Anlage je nach Bedarf leichter transportieren und platzieren zu können.
Ein Weiterer Aufgabenpunkt der Diplomarbeit: “Automatisierung einer Aquaponicanlage ”, stellt die Erstellung exakter Anlagenpläne dar, um die Anlage zu verstehen und nachzubilden.

Handlungsbereiche
Einsparen von Ressourcen, Reduzieren von Emissionen, Gesundheitsförderung und gesunde Ernährung

Wie viele SchülerInnen haben an dieser Maßnahme / dem Projekt mitgewirkt?
20

Wie wurden geschlechterspezifische Lernzugänge berücksichtigt?
nur männliche Schüler

Welche Außenkontakte / Kooperationen gab es im Rahmen dieser Maßnahme / dieses Projekts?
diverse beteiligte Firmen: SPS: Fa. ESPIE (Mischa Fabok), WTW (Parbloma) Ammonium und Nitrat - Messung.

Wie wurde die Maßnahme / das Projekt präsentiert? In welcher Form erfolgte die Öffentlichkeitsarbeit?
diverse Präsentationen der Diplomarbeit

Wie wurde die Maßnahme / das Projekt reflektiert/evaluiert?
Im Rahmen der Diplomarbeitserstellung durch laufende Messdaten, Pflanzenwachstum, wie die Fische gedeihen, Vermehrung der Fische.

Diese Maßnahme / dieses Projekt war ein Beitrag zu unserem Jahresziel "..."
Entwicklung einer Aquaponicanlage

Woran haben wir den Erfolg erkannt?
Pflanzen- und Fischwachstum.

Was hat sich durch die Maßnahme an der Schule verändert?
Motivation gestärkt - es hat gezeigt, dass wir auch komplexe Projekte gemeinsam so durchführen können, dass sie funktionieren.

Wo liegen unsere Stärken?
Wir können anpacken und innovative Ideen umsetzen. Praxisorientierter Unterricht mit Nachhaltigkeitsaspekten.

Netzwerke
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Klimabündnis-Schule

Zusatzfrage für Klimabündnis-Schulen
Naturwissenschaften, SOPK, Englisch, Deutsch, Religion, Geschichte, Geografie und Politische Bildung

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