CO₂-neutrale Wohnraumkühlung: Mattis Idee für heiße Sommertage

Kurz zusammengefasst

• Matti Schönerstedt entwickelte ein Modell zur CO₂-neutralen Wohnraumklimatisierung. 
• Ein Solarpanel verschattet das Fenster und wird automatisch zur Sonne ausgerichtet. 
• Das sogenannte Solartracking soll gleichzeitig eine möglichst gute Stromerzeugung ermöglichen. 
• Gesteuert wird das Modell mit einem Arduino und C++. 
• Matti verglich drei unterschiedliche Versuchsaufbauten. 
• Beim Regionalwettbewerb Koblenz erreichte er damit 2025 den ersten Platz im Fachgebiet Technik der Junior-Sparte. 
• Die evm engagiert sich als Patenunternehmen des Koblenzer Regionalwettbewerbs.

Wie lässt sich ein Wohnraum klimafreundlich vor Hitze schützen?

„Macht aus Fragen Antworten“ – mit dieser Botschaft hat Jugend forscht Kinder und Jugendliche zur 60. Wettbewerbsrunde eingeladen. Seit 1969 können Nachwuchstalente ab der vierten Klasse bis zum Alter von 14 Jahren in der Kategorie „Schüler experimentieren“ teilnehmen, die nun unter dem neuen Namen „Jugend forscht Junior“ bekannt ist.

Matti Schönerstedt, Schüler des Bischöflichen Cusanus-Gymnasiums in Koblenz, gehört zu den jungen Talenten, die in dieser Kategorie antreten. Bereits im letzten Jahr beeindruckte er mit seinem Projekt zum Bau, zur Programmierung und zum Test eines Gas-Warnsystems, das ihm den zweiten Platz im Fachgebiet Technik und einen Sonderpreis für interdisziplinäre Projekte einbrachte. Dieses Jahr hat er sich mit einer umweltfreundlichen Wohnraumklimatisierung erneut einen Spitzenplatz gesichert.

Eine kluge Lösung für heiße Sommer

Der Klimawandel bringt immer häufigere und intensivere Hitzewellen mit sich. Besonders in den Sommermonaten werden Wohnungen und Häuser zu Hitzefallen. Herkömmliche Lösungen wie heruntergelassene Rollläden oder stromintensive Klimaanlagen sind entweder unpraktisch oder umweltschädlich. Mattis Idee hingegen kombiniert erneuerbare Energien mit smarter Technik.

In seinem selbstgebauten Modellhaus sorgt ein Solarpanel, das über dem Fenster angebracht ist, nicht nur für Schatten, sondern kann durch einen Servo auch angehoben und mit Solartracking optimal zur Sonne ausgerichtet werden. So produziert es maximalen Strom und schattet gleichzeitig das Fenster ab. Der gewonnene Strom könnte zukünftig genutzt werden, um die Raumtemperatur weiter zu senken – eine doppelte Win-Win-Situation für Umwelt und Wohnkomfort.

Der Weg zum Erfolg: Herausforderungen und Erkenntnisse

Mit dem Arduino – einer Physical-Computing-Plattform – setzte Matti sein Projekt um. Dank der rechtzeitigen Lieferung der bestellten Teile konnte er ohne Verzögerungen weiterarbeiten. Insgesamt verbaute er drei Servos, elf Sensoren, ein Display und ein Eingabegerät. Die Steuerung der Anlage wurde mit der Programmiersprache C++ realisiert.

Drei unterschiedliche Versuchsaufbauten führten zu teils überraschenden Ergebnissen. „Die Resultate bestätigen meine Erwartungen: Ein zur Sonne ausgerichtetes Solarpanel spendet Schatten und senkt so die Raumtemperatur. Das Solartracking funktioniert besser als ein feststehendes Panel“, erklärt Matti. Überrascht war er vom Vergleich mit einem Rollladen: Trotz vollständiger Verdunkelung zeigte sich kein Temperaturunterschied. Der Vorteil des Solarpanels liegt jedoch darin, dass es den Raum nicht abdunkelt.

Erfolgreich und zukunftsorientiert

Mit seinem Modell konnte Matti den Nutzen der Wohnraumklimatisierung erfolgreich überprüfen und beweisen. Besonders bemerkenswert ist, dass die Lösung CO₂-neutral ist. Auch der positive Effekt des Solartrackings wurde durch präzise Messungen belegt.

Für die Zukunft hat Matti bereits einige Ideen, wie das Projekt weiter verbessert werden kann. Eine Möglichkeit wäre, das Loggen auf eine SD-Karte zu integrieren, um die Daten noch ausführlicher zu erfassen. Außerdem könnte der durch die Solarzelle gewonnene Strom in einem Akku gespeichert werden, um ein Kühlelement zu betreiben, das die Temperatur zusätzlich senkt.

Wie könnte das Modell weiterentwickelt werden?

Matti hatte zum Zeitpunkt des ursprünglichen Beitrags bereits konkrete Ideen. Messdaten könnten künftig auf einer SD-Karte gespeichert und dadurch ausführlicher ausgewertet werden. Außerdem könnte der Solarstrom in einem Akku gespeichert werden, um damit ein Kühlelement zu betreiben. 

Damit zeigt sein Projekt auch, was Nachwuchsforschung ausmacht: Eine beantwortete Frage führt häufig direkt zur nächsten.

Fazit

Mattis Modell zeigt im kleinen Maßstab, wie sich Verschattung, Solarenergie und intelligente Steuerung kombinieren lassen. Besonders spannend ist nicht allein das Ergebnis, sondern der Weg dorthin: eine konkrete Frage formulieren, Technik entwickeln, messen, vergleichen und anschließend überlegen, wie sich die Lösung verbessern lässt.

Genau darin liegt die Stärke von „Jugend forscht“: Junge Menschen entwickeln aus eigenen Fragestellungen konkrete Forschungsprojekte. Die Stiftung beschreibt als Ziel des Wettbewerbs, junge Menschen für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik zu begeistern sowie Talente zu finden und zu fördern.