Veertien tukkers willen met hun zonnewagen Solutra ‘onze’ Nuna 3 verslaan. Voor het eerst zullen daarom dit jaar twee Nederlandse teams meedoen aan het wereldkampioenschap voor auto’s op zonne-energie in Australië.
Delen
In een race van ruim drieduizend kilometer dwars door Australië, strijden deze maand meer dan twintig zonnewagens van over de hele wereld om de wereldtitel. Als het Delftse Nuon Solar Team opnieuw weet te winnen, is het de eerste met drie overwinningen op zijn naam.
Na het zien van de dubbele Delftse overwinning van ‘The World Solar Challenge’ in 2001 en 2003, was een groep Twentse studenten vastbesloten om ook een eigen zonnewagen te bouwen en daarmee Delft van de troon te stoten. Nu twee jaar later is het ze gelukt. De Twentse zonneauto Solutra is klaar voor de strijd.
Op het eerste gezicht lijkt de Solutra een regelrechte kopie van de Delftse Nuna. Maar niets is minder waar. Het Twentse team heeft met een half miljoen euro een veel kleiner budget dan Delft. Ter vergelijking: het budget van Delft is ongeveer het dubbele. Daarnaast kan het Delftse team veel onderdelen van de voorgaande Nuna recyclen, zoals de motor en dure zonnecellen.
Het bleek niet zo makkelijk om in het kleine Nederland voldoende sponsors te regelen voor een tweede zonnewagen. Energieleverancier Eneco haakte af als hoofdsponsor, nadat branchegenoot Nuon bekendmaakte de Nuna opnieuw te sponsoren.
Pas toen alle grote bedrijven in Nederland waren benaderd, gingen de Twentenaren dichter bij huis kijken. Op steenworp afstand van de campus vonden ze uiteindelijk in mei hun hoofdsponsor: De Raedthuys Groep, een investeringsmaatschappij in duurzame energie. Daarmee werd hun deelname aan The World Solar Challenge 2005 op het nippertje gered. Wel moesten ze toen in drie maanden tijd nog een complete auto bouwen.
Boerenverstand
Om hun kleine budget te compenseren, proberen de Twentenaren een voordeel te halen uit nieuwe technieken. “We hebben niet genoeg geld om altijd voor de duurste oplossing te kiezen en daarom gebruiken wij ons boerenverstand”, zegt Michiel Lansink, voorzitter van het Raedthuys Solar team. “We gebruiken we veel creatieve lowbudget oplossingen. Op de gebaande paden zullen we het vanwege ons lagere budget nooit kunnen winnen.”
In de race op zonne-energie is het rendement van de zonnecellen het belangrijkst. Nuna is volgeplakt met gallium-arsenide triple junction-zonnecellen, die normaal gesproken in de ruimtevaart worden gebruikt. Ze bestaan uit drie lagen zonnecellen waardoor veel meer straling uit het zonlicht wordt opgenomen. Ze hebben een rendement van ruim 26 procent, het dubbele van standaard zonnecellen. Het Twentse team heeft ook een aantal van deze dure zonnecellen kunnen aanschaffen, maar gebruikt voor een deel ook gallium-arsenide dual junction-zonnecellen die maar uit twee lagen bestaan. Gemiddeld halen ze daarmee een rendement van 24 procent. De twee procent rendementsverschil denken ze op andere fronten te kunnen compenseren.
De race wordt dit jaar in september gereden in plaats van oktober, waardoor de Australische winterzon lager staat. Om de lage zonnestralen aan het einde van de dag op te kunnen vangen, heeft Nuna 3 extra zonnecellen aan de zijkanten. De cellen aan de bovenzijde zijn voorzien van een geribbelde coating om schuine stralen op te vangen.
Twente hoopt de schuine zonnestraling te kunnen vangen met behulp van een nieuwe coating van DSM, die ook gebruikt wordt voor antireflectieve lcd-schermen. Lansink: “We hadden geen budget meer om het coaten uit te besteden en daarom hebben we dat zelf gedaan.” Dat bleek een lastige klus. Omdat de bovenzijde van de Solutra in twee richtingen gekromd is, moeten de zonnecellen bolvormig worden. Veel zonnecellen sneuvelden tijdens het coaten waardoor de reservevoorraad nu zeer beperkt is.
Lansink: “Volgende keer zouden we het coaten liever door een professioneel bedrijf laten doen of het ontwerp makkelijker maken met een enkele kromming zoals de Nuna.” Toch is het ze gelukt. Lansink: “We hebben de coating getest met allerlei verschillende lichtinvalshoeken, en op basis daarvan denk ik dat onze coating minimaal gelijkwaardig is aan die van de Nuna.”
Geheim wapen
De Twentenaren denken ook een groot voordeel te kunnen halen uit hun smalle wielkappen. In tegenstelling tot de Nuna, waarbij de wielen draaien binnen de wielkappen, draaien de wielkappen van de Solatra in scherpe bochten mee met de wielen. “De Stuart Highway, waarop de race gereden wordt, bevat weinig scherpe bochten”, zegt Dennis van Putten, die verantwoordelijk is voor de aërodynamica van de Solutra. “Door de wielkappen bij de scherpe bochten mee te laten draaien, konden we onze wielkappen veel smaller maken. Als de wielkappen recht staan betekent dat dus een kleiner frontaal oppervlak, en dus minder weerstand.”
De Solutra rijdt als enige in de race op nieuwe Vredestein banden. Samen met het team verbeterde de bandenfabrikant uit Enschede zijn oorspronkelijke ligfietsbanden zodat deze veel minder snel slijten en beter zijn opgewassen tegen de extreme omstandigheden tijdens de race. Van Putten: “Op basis van testritten hebben we de banden verbeterd. In Australië rijden we al op de derde generatie banden. Hopelijk zijn die zo sterk, dat we er een hele racedag mee kunnen doen, zonder ze tussendoor te moeten wisselen of ze lek te rijden.” Lansink: “Ik mag het eigenlijk niet vertellen, maar we hebben ook nog een geheim wapen in een roze potje. Dat spuiten we aan de binnenkant van de banden waardoor ze niet lek raken.”
Naast de problemen met de zonnecellen en de sponsoring kregen de jongens een grote klap te verduren met de motor. In januari bestelden ze een motor in het Zwitserse Biel. Daar werkte een groep oud-deelnemers van de Australische race aan een nieuwe motor voor zonnewagens, met extra sterkere magneten. De supermotor zou een rendement van 98 procent halen, één procent meer dan de motor van Nuna 3.
De beloftes bleken te mooi om waar te zijn. Half juli zou de motor geleverd worden, maar er waren nog problemen met de stabiliteit. Bij snelheden boven de tachtig kilometer per uur zou de motor oververhit raken en kapot gaan. De jongens moesten nog wat langer geduld hebben.
Na een tijd aan het lijntje te zijn gehouden, kregen ze op 8 augustus te horen dat hun supermotor definitief niet zou komen. Door een ontwerpfout zou het beoogde rendement bij lange na niet gehaald kunnen worden, en de fabriek in @@@besloot om dan helemaal geen motor meer te leveren. Terwijl het Delftse team al lang en breed in Australië zat, moesten de Twentenaren dus op de valreep een andere motor zien te regelen.
Noodoproep
De Twentenaren stelden hun vertrek naar Australië noodgedwongen uit en met een noodoproep benaderden de jongens de wereldwijde solar-scene. Een oud team uit Nieuw Caledonië, een eiland ten oosten van Australië, sprong bij. In 2001 had dat team aan de race willen meedoen, maar vanwege geldgebrek hebben zij Australië nooit gehaald. De motor hadden ze wel al liggen, en die mochten de Twentenaren overnemen.
De weg naar Australië was voor de veertien Twentse jongens absoluut niet makkelijk. Ze denken dat hun grote enthousiasme een belangrijke reden is dat toch gelukt is de auto te bouwen. Van Putten: “Af en toe verzuchtten we wel eens ‘waar zijn we mee bezig’, maar dan gingen we er gewoon nog harder tegenaan.” Op een van die kritieke momenten stapten drie teamleden uit het project, omdat ze het niet meer zagen zitten. De rest stopte liever honderd uur per week in het project extra dan dat ze ermee stopten.
Lansink heeft er zelfs zijn vriendin voor ‘opgeofferd’ omdat hij geen tijd meer had voor haar. Lansink: “Ik vind het gewoon een gigantisch mooi project. Het lijkt wel een beetje op drank. Op de avond zelf is het perfect, de dag er na denk je ‘dat doe ik nooit meer’, maar dat doe je dan toch omdat je weet wat voor moois het kan opleveren.” Van Putten vult aan: “Ik heb gewoon een hart voor techniek. Ik vind het geweldig dat we die auto helemaal zelf hebben gebouwd.”
Om zich voor te bereiden op de race kreeg het Twentse team, samen met het Delftse team, college van prof.dr. Wubbo Ockels en teamleden van Nuna 2. Een semester lang vertrokken twee teamleden elke vrijdagochtend om half zes richting Delft om daar te luisteren naar de tips en trucs van de ervaren Delftenaren. Tijdens de perspresentatie van hun Solutra kregen de jongens nog een laatste waardevolle tip uit Delft. Twee leden van het Nuna 2 team, waren de auto komen bewonderen en het viel hen op dat het kapje waar de bestuurder onder zit niet gecoat was. Lansink: “Om onze coureurs niet weg te laten schroeien kregen we van hun de tip om het kapje van een zonwerende laag te voorzien, dat hebben we dus nog even snel gedaan.”
Geluk
Met de bouw van de auto is de strijd pas voor de helft geleverd. De andere helft bestaat uit strategie en een dosis geluk tijdens het racen. Het Twentse team heeft de hele route al in de computer zitten. Een strategisch programma optimaliseert de hele race en geeft dan aan welke snelheid de komende honderd kilometer gereden moet worden. Daarvoor worden allerlei gegevens zoals de helling van de weg en de weersomstandigheden en weersvoorspellingen gebruikt. Het Delftse team heeft ook zo’n soort programma, maar dat werkt volgens de Twentenaren minder goed. Lansink: “Het programma dat Delft gebruikt, rekent stap voor stap naar een optimale snelheid toe, maar ons programma lost een combinatie van wiskundige formules op zodat het in een keer de optimale snelheid berekent.”
Van het begin wilde het Twentse team Delft verslaan. Hoe groot is het ‘Twentse gevaar’ nu werkelijk? Toen Delft in 2001 voor de eerste keer meedeed, werd het meteen eerste, dus dat zouden de Twentenaren toch ook moeten kunnen? Lansink:”Dat kun je niet zeggen, want het spelersveld is intussen totaal veranderd. Delft heeft met de eerste Nuna een enorme dosis professionaliteit ingebracht. Dat hebben andere teams overgenomen. Alle deelnemende wagens zijn nu veel duurder en de onderlinge verschillen zijn veel kleiner geworden.”
Toch hopen de jongens dat de eerste twee plaatsen naar de Nederlandse teams gaan. Van Putten: “Niet in de top vijf eindigen, zou een grote teleurstelling zijn.” Lansink: “We hebben de auto ontworpen om te winnen, maar eerlijk gezegd denk ik dat we net een paar tegenslagen teveel hebben gehad om het Delft echt moeilijk te maken.”
| TUDelft | UTwente | |
| Kenmerken zonnewagens | Nuna 3 | Solutra |
| Lengte x breedte x hoogte | 5 m x 1,8 m x 0,8 m | 5 m x 1,8 m x 0,8 m |
| Frontaal oppervlak | 0,78 m2 | 0,6 m2 |
| Luchtweerstand
(Cd*A waarde) |
0,07 | 0,08 |
| Chassis | Koolstof en aramide via vacuuminjectie | Koolstof en aramide via vacuuminjectie |
| Gewicht | < 200 kg | plm. 200 kg |
| Motor | Biel In-Wheel BLDC Motor | In-wheel motor |
| Motor rendement | 97 procent | 95 procent |
| Zonnecellen | Gallium-Arsenide Triple Junction | Gallium-Arsenide Triple en Dual Junction met optoclear coating |
| Zonnecellen rendement | > 26 procent | 24 procent |
| Zonnecellen oppervlak | 8 m2 | 8 m2 |
| Accu’s | Lithium-polymeer | Lithium-polymeer |
| Banden | Michelin Solar 65/80, 16″ | Vredestein HPV |
| Besturing | Stuurpoken
overdracht met stangen |
Stuurpoken
overdracht met kabels |
De Twentse zonnewagen Solutra tijdens een proefrit op de vliegbasis Twente. (Foto: Raedthuys Solar Team)
img:kaartjerepo.jpg
In een race van ruim drieduizend kilometer dwars door Australië, strijden deze maand meer dan twintig zonnewagens van over de hele wereld om de wereldtitel. Als het Delftse Nuon Solar Team opnieuw weet te winnen, is het de eerste met drie overwinningen op zijn naam.
Na het zien van de dubbele Delftse overwinning van ‘The World Solar Challenge’ in 2001 en 2003, was een groep Twentse studenten vastbesloten om ook een eigen zonnewagen te bouwen en daarmee Delft van de troon te stoten. Nu twee jaar later is het ze gelukt. De Twentse zonneauto Solutra is klaar voor de strijd.
Op het eerste gezicht lijkt de Solutra een regelrechte kopie van de Delftse Nuna. Maar niets is minder waar. Het Twentse team heeft met een half miljoen euro een veel kleiner budget dan Delft. Ter vergelijking: het budget van Delft is ongeveer het dubbele. Daarnaast kan het Delftse team veel onderdelen van de voorgaande Nuna recyclen, zoals de motor en dure zonnecellen.
Het bleek niet zo makkelijk om in het kleine Nederland voldoende sponsors te regelen voor een tweede zonnewagen. Energieleverancier Eneco haakte af als hoofdsponsor, nadat branchegenoot Nuon bekendmaakte de Nuna opnieuw te sponsoren.
Pas toen alle grote bedrijven in Nederland waren benaderd, gingen de Twentenaren dichter bij huis kijken. Op steenworp afstand van de campus vonden ze uiteindelijk in mei hun hoofdsponsor: De Raedthuys Groep, een investeringsmaatschappij in duurzame energie. Daarmee werd hun deelname aan The World Solar Challenge 2005 op het nippertje gered. Wel moesten ze toen in drie maanden tijd nog een complete auto bouwen.
Boerenverstand
Om hun kleine budget te compenseren, proberen de Twentenaren een voordeel te halen uit nieuwe technieken. “We hebben niet genoeg geld om altijd voor de duurste oplossing te kiezen en daarom gebruiken wij ons boerenverstand”, zegt Michiel Lansink, voorzitter van het Raedthuys Solar team. “We gebruiken we veel creatieve lowbudget oplossingen. Op de gebaande paden zullen we het vanwege ons lagere budget nooit kunnen winnen.”
In de race op zonne-energie is het rendement van de zonnecellen het belangrijkst. Nuna is volgeplakt met gallium-arsenide triple junction-zonnecellen, die normaal gesproken in de ruimtevaart worden gebruikt. Ze bestaan uit drie lagen zonnecellen waardoor veel meer straling uit het zonlicht wordt opgenomen. Ze hebben een rendement van ruim 26 procent, het dubbele van standaard zonnecellen. Het Twentse team heeft ook een aantal van deze dure zonnecellen kunnen aanschaffen, maar gebruikt voor een deel ook gallium-arsenide dual junction-zonnecellen die maar uit twee lagen bestaan. Gemiddeld halen ze daarmee een rendement van 24 procent. De twee procent rendementsverschil denken ze op andere fronten te kunnen compenseren.
De race wordt dit jaar in september gereden in plaats van oktober, waardoor de Australische winterzon lager staat. Om de lage zonnestralen aan het einde van de dag op te kunnen vangen, heeft Nuna 3 extra zonnecellen aan de zijkanten. De cellen aan de bovenzijde zijn voorzien van een geribbelde coating om schuine stralen op te vangen.
Twente hoopt de schuine zonnestraling te kunnen vangen met behulp van een nieuwe coating van DSM, die ook gebruikt wordt voor antireflectieve lcd-schermen. Lansink: “We hadden geen budget meer om het coaten uit te besteden en daarom hebben we dat zelf gedaan.” Dat bleek een lastige klus. Omdat de bovenzijde van de Solutra in twee richtingen gekromd is, moeten de zonnecellen bolvormig worden. Veel zonnecellen sneuvelden tijdens het coaten waardoor de reservevoorraad nu zeer beperkt is.
Lansink: “Volgende keer zouden we het coaten liever door een professioneel bedrijf laten doen of het ontwerp makkelijker maken met een enkele kromming zoals de Nuna.” Toch is het ze gelukt. Lansink: “We hebben de coating getest met allerlei verschillende lichtinvalshoeken, en op basis daarvan denk ik dat onze coating minimaal gelijkwaardig is aan die van de Nuna.”
Geheim wapen
De Twentenaren denken ook een groot voordeel te kunnen halen uit hun smalle wielkappen. In tegenstelling tot de Nuna, waarbij de wielen draaien binnen de wielkappen, draaien de wielkappen van de Solatra in scherpe bochten mee met de wielen. “De Stuart Highway, waarop de race gereden wordt, bevat weinig scherpe bochten”, zegt Dennis van Putten, die verantwoordelijk is voor de aërodynamica van de Solutra. “Door de wielkappen bij de scherpe bochten mee te laten draaien, konden we onze wielkappen veel smaller maken. Als de wielkappen recht staan betekent dat dus een kleiner frontaal oppervlak, en dus minder weerstand.”
De Solutra rijdt als enige in de race op nieuwe Vredestein banden. Samen met het team verbeterde de bandenfabrikant uit Enschede zijn oorspronkelijke ligfietsbanden zodat deze veel minder snel slijten en beter zijn opgewassen tegen de extreme omstandigheden tijdens de race. Van Putten: “Op basis van testritten hebben we de banden verbeterd. In Australië rijden we al op de derde generatie banden. Hopelijk zijn die zo sterk, dat we er een hele racedag mee kunnen doen, zonder ze tussendoor te moeten wisselen of ze lek te rijden.” Lansink: “Ik mag het eigenlijk niet vertellen, maar we hebben ook nog een geheim wapen in een roze potje. Dat spuiten we aan de binnenkant van de banden waardoor ze niet lek raken.”
Naast de problemen met de zonnecellen en de sponsoring kregen de jongens een grote klap te verduren met de motor. In januari bestelden ze een motor in het Zwitserse Biel. Daar werkte een groep oud-deelnemers van de Australische race aan een nieuwe motor voor zonnewagens, met extra sterkere magneten. De supermotor zou een rendement van 98 procent halen, één procent meer dan de motor van Nuna 3.
De beloftes bleken te mooi om waar te zijn. Half juli zou de motor geleverd worden, maar er waren nog problemen met de stabiliteit. Bij snelheden boven de tachtig kilometer per uur zou de motor oververhit raken en kapot gaan. De jongens moesten nog wat langer geduld hebben.
Na een tijd aan het lijntje te zijn gehouden, kregen ze op 8 augustus te horen dat hun supermotor definitief niet zou komen. Door een ontwerpfout zou het beoogde rendement bij lange na niet gehaald kunnen worden, en de fabriek in @@@besloot om dan helemaal geen motor meer te leveren. Terwijl het Delftse team al lang en breed in Australië zat, moesten de Twentenaren dus op de valreep een andere motor zien te regelen.
Noodoproep
De Twentenaren stelden hun vertrek naar Australië noodgedwongen uit en met een noodoproep benaderden de jongens de wereldwijde solar-scene. Een oud team uit Nieuw Caledonië, een eiland ten oosten van Australië, sprong bij. In 2001 had dat team aan de race willen meedoen, maar vanwege geldgebrek hebben zij Australië nooit gehaald. De motor hadden ze wel al liggen, en die mochten de Twentenaren overnemen.
De weg naar Australië was voor de veertien Twentse jongens absoluut niet makkelijk. Ze denken dat hun grote enthousiasme een belangrijke reden is dat toch gelukt is de auto te bouwen. Van Putten: “Af en toe verzuchtten we wel eens ‘waar zijn we mee bezig’, maar dan gingen we er gewoon nog harder tegenaan.” Op een van die kritieke momenten stapten drie teamleden uit het project, omdat ze het niet meer zagen zitten. De rest stopte liever honderd uur per week in het project extra dan dat ze ermee stopten.
Lansink heeft er zelfs zijn vriendin voor ‘opgeofferd’ omdat hij geen tijd meer had voor haar. Lansink: “Ik vind het gewoon een gigantisch mooi project. Het lijkt wel een beetje op drank. Op de avond zelf is het perfect, de dag er na denk je ‘dat doe ik nooit meer’, maar dat doe je dan toch omdat je weet wat voor moois het kan opleveren.” Van Putten vult aan: “Ik heb gewoon een hart voor techniek. Ik vind het geweldig dat we die auto helemaal zelf hebben gebouwd.”
Om zich voor te bereiden op de race kreeg het Twentse team, samen met het Delftse team, college van prof.dr. Wubbo Ockels en teamleden van Nuna 2. Een semester lang vertrokken twee teamleden elke vrijdagochtend om half zes richting Delft om daar te luisteren naar de tips en trucs van de ervaren Delftenaren. Tijdens de perspresentatie van hun Solutra kregen de jongens nog een laatste waardevolle tip uit Delft. Twee leden van het Nuna 2 team, waren de auto komen bewonderen en het viel hen op dat het kapje waar de bestuurder onder zit niet gecoat was. Lansink: “Om onze coureurs niet weg te laten schroeien kregen we van hun de tip om het kapje van een zonwerende laag te voorzien, dat hebben we dus nog even snel gedaan.”
Geluk
Met de bouw van de auto is de strijd pas voor de helft geleverd. De andere helft bestaat uit strategie en een dosis geluk tijdens het racen. Het Twentse team heeft de hele route al in de computer zitten. Een strategisch programma optimaliseert de hele race en geeft dan aan welke snelheid de komende honderd kilometer gereden moet worden. Daarvoor worden allerlei gegevens zoals de helling van de weg en de weersomstandigheden en weersvoorspellingen gebruikt. Het Delftse team heeft ook zo’n soort programma, maar dat werkt volgens de Twentenaren minder goed. Lansink: “Het programma dat Delft gebruikt, rekent stap voor stap naar een optimale snelheid toe, maar ons programma lost een combinatie van wiskundige formules op zodat het in een keer de optimale snelheid berekent.”
Van het begin wilde het Twentse team Delft verslaan. Hoe groot is het ‘Twentse gevaar’ nu werkelijk? Toen Delft in 2001 voor de eerste keer meedeed, werd het meteen eerste, dus dat zouden de Twentenaren toch ook moeten kunnen? Lansink:”Dat kun je niet zeggen, want het spelersveld is intussen totaal veranderd. Delft heeft met de eerste Nuna een enorme dosis professionaliteit ingebracht. Dat hebben andere teams overgenomen. Alle deelnemende wagens zijn nu veel duurder en de onderlinge verschillen zijn veel kleiner geworden.”
Toch hopen de jongens dat de eerste twee plaatsen naar de Nederlandse teams gaan. Van Putten: “Niet in de top vijf eindigen, zou een grote teleurstelling zijn.” Lansink: “We hebben de auto ontworpen om te winnen, maar eerlijk gezegd denk ik dat we net een paar tegenslagen teveel hebben gehad om het Delft echt moeilijk te maken.”
| TUDelft | UTwente | |
| Kenmerken zonnewagens | Nuna 3 | Solutra |
| Lengte x breedte x hoogte | 5 m x 1,8 m x 0,8 m | 5 m x 1,8 m x 0,8 m |
| Frontaal oppervlak | 0,78 m2 | 0,6 m2 |
| Luchtweerstand
(Cd*A waarde) |
0,07 | 0,08 |
| Chassis | Koolstof en aramide via vacuuminjectie | Koolstof en aramide via vacuuminjectie |
| Gewicht | < 200 kg | plm. 200 kg |
| Motor | Biel In-Wheel BLDC Motor | In-wheel motor |
| Motor rendement | 97 procent | 95 procent |
| Zonnecellen | Gallium-Arsenide Triple Junction | Gallium-Arsenide Triple en Dual Junction met optoclear coating |
| Zonnecellen rendement | > 26 procent | 24 procent |
| Zonnecellen oppervlak | 8 m2 | 8 m2 |
| Accu’s | Lithium-polymeer | Lithium-polymeer |
| Banden | Michelin Solar 65/80, 16″ | Vredestein HPV |
| Besturing | Stuurpoken
overdracht met stangen |
Stuurpoken
overdracht met kabels |
De Twentse zonnewagen Solutra tijdens een proefrit op de vliegbasis Twente. (Foto: Raedthuys Solar Team)
img:kaartjerepo.jpg
Comments are closed.