SUN-HASH

Autarkes Solar-Mining an der Friedrich-Uhlmann-Schule

Die Friedrich-Uhlmann-Schule beschäftigt sich im Fach Naturwissenschaft und Technik (NwT) mit der praktischen Umsetzung zukunftsweisender Technologien. Im Zentrum eines aktuellen Projekts steht die Entwicklung eines energieautarken Systems, das moderne Photovoltaik mit der Absicherung dezentraler Netzwerke kombiniert. Dabei betreiben die Schülerinnen und Schüler einen Bitaxe-Miner, der seine benötigte Energie ausschließlich aus der Sonne bezieht. Eine Photovoltaik-Anlage mit einer Leistung von 900 Watt speist hierzu über einen hocheffizienten Laderegler eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie. Dieser Speicher gewährleistet, dass der Miner auch ohne direkte Sonneneinstrahlung stabil weiterarbeitet und macht das System unabhängig vom öffentlichen Stromnetz.

Das Projekt dient gleichzeitig als praktisches Fallbeispiel, um die Funktionsweise von Bitcoin zu verstehen. Bitcoin ist eine rein digitale Werteinheit, die nicht von einer zentralen Instanz wie einer Bank oder einem Staat kontrolliert wird. Stattdessen basiert das System auf einem dezentralen Netzwerk aus tausenden Computern weltweit. Diese Teilnehmer verwalten gemeinsam ein fälschungssicheres digitales Kassenbuch, die sogenannte Blockchain. Dezentrale Netzwerke bieten dabei den entscheidenden Vorteil, dass es keinen einzigen Angriffspunkt gibt; fällt ein Rechner aus oder wird manipuliert, korrigiert sich das System durch die Mehrheit der anderen Teilnehmer selbst. Der hier eingesetzte Miner übernimmt dabei eine aktive Rolle, indem er Rechenleistung bereitstellt, um Transaktionen kryptografisch zu bestätigen und somit die Sicherheit des gesamten Netzwerks zu garantieren.

Ein besonderer Fokus liegt auf der digitalen Souveränität des Aufbaus. Um die strengen Sicherheitsvorgaben der schulischen IT-Infrastruktur zu wahren, nutzt das Projekt ein eigenes Insel-Netzwerk. Die Verbindung zum Internet erfolgt über einen LTE-Router und eine Mobilfunkkarte, wodurch keine Berührungspunkte zum Schulnetz bestehen. Bemerkenswert ist dabei die Effizienz der Datenübertragung: Der Miner benötigt lediglich etwa 40 Megabyte pro Monat, um seine Rechenergebnisse an das Netzwerk zu übermitteln. Damit beweist das System, dass komplexe technische Prozesse mit minimalem Ressourcenaufwand realisierbar sind.

Zur Überwachung der Anlage integriert das Projekt moderne Mikrocontroller-Technik. Ein ESP32 greift die Leistungsdaten des Systems per Bluetooth ab und stellt sie in Echtzeit auf einem Display dar. Diese Transparenz ermöglicht eine direkte wirtschaftliche Analyse im Unterricht. Bei laufenden Kosten für die Datenverbindung von rund 1,20 Euro pro Monat erwirtschaftet der Miner durch den solaren Betrieb fast exakt denselben Betrag in Form von Satoshis.

Die Friedrich-Uhlmann-Schule demonstriert mit diesem Versuchsaufbau eindrucksvoll, wie das Zusammenspiel von ökologischer Energiegewinnung, Informationstechnik und wirtschaftlichem Denken in der Praxis funktioniert.