Schule Horkes-City auf nur einem Quadratmeter

Krefelder Schülergruppe entwarf ein innovatives Smart-City-Modell

 Die „HorkesCity“ und ihr Team dahinter mit (von links) Moritz Stölcker, Karin Loppe, Raphael Gapski, Arian Hashani und Noah Bonk.

Die „HorkesCity“ und ihr Team dahinter mit (von links) Moritz Stölcker, Karin Loppe, Raphael Gapski, Arian Hashani und Noah Bonk.

Foto: zdi.NRW 2024/BORIS LOEHRER;Boris Loehrer

Die Zukunft ist einen Quadratmeter groß, formte sich in einem Krefelder Keller – und begann mit einem profanen Newsletter. Als Arian Hashani, Oberstufenschüler am Gymnasium Horkesgath, im vergangenen Sommer beim Durchklicken seiner Mails auf einen innovativen Wettbewerb der Initiative zdi.NRW (Zukunft durch Innovation) stieß, schossen ihm geradewegs die ersten kreativen Ideen durch den Kopf. Die Aufgabe: ein visionäres Zukunftsviertel einer „Smart City“ modellieren. Das Besondere: Zwölf Schulteams aus Nordrhein-Westfalen duellieren sich dabei in einer eigenen Liga, der „zdi-Science League“.

Arian Hashani stürzte sich beflissen in die Aufgabe, gewann erst Karin Loppe, die MINT-Koordinatorin am Gymnasium Horkesgath, als Mentorin und scharte dann seine ebenso motivierten Mitschüler Noah Bonk, Raphael Gapski und Moritz Stölcker um sich herum. Seitdem werkelte die Schülergruppe Woche für Woche, insgesamt sieben Monate lang, an ihrem Horkesgather Stadtmodell, dem sie den Namen „HorkesCity“ gaben. Am letzten Spieltag des landesweiten Wettbewerbs wurden die Krefelder nun mit dem vierten Platz prämiert.

Sämtliche Bauteile des Stadtmodells im Maßstab 1:87 produzierte der 3D-Drucker. Tage- und nächtelang trug dieser sukzessive die Schichten für die Kunststoffobjekte von Häusern, Bussen, E-Ladestationen oder Windrädern auf. Der automatisierten Druckarbeit gingen komplexe Berechnungen in einem sogenannten CAD-Programm voraus. Hier speisten die Schüler sämtliche Befehle für die finale Druckdatei selbst ein. Die „zdi-Sciene League“ war als eine Saison mit fünf Spieltagen konzipiert. Zu jedem Spieltag erhielten die Schüler eine neue Aufgabe mit Anweisungen, für die sie sechs Wochen Zeit hatten. Die Teams sollten über die Saison verteilt erneuerbare Energien, intelligente Kontrollsysteme, Abfallmanagement, Extremwetter-Ereignisse und nachhaltige Transportlösungen in ihre Modelle implementieren. Das Resultat der Tüftelei stellten sie dann zumeist per Video vor, die ersten vier Spieltage liefen digital.

Es ist das Modell einer smarten Stadt der Zukunft entstanden

Mit jedem Spieltag entwickelten die vier Krefelder Schüler ihre Modellstadt mit detailversessener Akribie weiter. Und so wuchs die „HorkesCity“ auf der ein mal ein Meter großen Spanplatte zu einem visionären Stadtmodell mit kreativen Zukunftslösungen heran. Die Schüler verknüpften die Häuser für den Datenaustausch mit einem Netzwerk. Installierte Sensoren maßen die Luftfeuchtigkeit und -verschmutzung, deren Werte wiederum direkte Auswirkungen auf die Geschwindigkeiten der autonom fahrenden Busse hatten. Mit den Photovoltaik-Panels auf den begrünten Hausdächern ließ sich die Stromproduktion des Stadtviertels errechnen. Und mittels eines intelligenten Energiemanagements reagierte der Strompreis flexibel auf die jeweils vorherrschende Lichtsituation. Je stärker die Sonne schien, desto günstiger der Strom. Die Beleuchtung jedes der 30 Wohnhäuser haben die Krefelder über ein Touch-Display gesteuert, worüber sie auch einen Tag-Nacht-Zyklus bei der Beleuchtung simulieren konnten. Die dafür erforderliche Software haben die Schüler selbst geschrieben.

Am finalen Spieltag der „Science League“ in der Dortmunder DASA (Deutsche Arbeitsschutzausstellung) präsentierten alle zwölf Schulteams ihre Stadtmodelle live – der Jury und NRW-Wissenschaftsministerin Ina Brandes. Der vierte Platz brachte den Horkesgather Schülern Sachpreise im Wert von 600 Euro ein. „Ich bin sehr stolz auf die Jungs und finde es beachtlich, wie eigenständig und souverän sie ihre ganzen Ideen in ein tolles, visionäres Zukunftsviertel umgesetzt haben. Vieles davon haben sie zudem in ihrer Freizeit erledigt. Das ganze Projekt hat uns großen Spaß bereitet“, sagt Lehrerin Karin Loppe. Finanziert hat die Baumaterialen und elektronischen Komponenten das Krefelder zdi-Zentrum KReMINTec. Das Gymnasium Horkesgath fördert seine Schüler im Mint-Bereich (Mint steht für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik). Seit 2013 trägt die Schule den Titel „MINT-freundliche Schule“ und ist seit 2018 im nationalen Excellence-Schulnetzwerk MINT-EC. Red