De voorgaande edities van de World Solar Challenge wist de Nuna van de TU Delft steeds te winnen. Dit jaar wil een groep UT-studenten daar een eind aan maken. Dirk Tjepkema (22), vierdejaars werktuigbouwkunde, verantwoordelijk voor de techniek en financiën van het team, geeft tekst en uitleg. `Op 25 september gaan we van start in Darwin, en vandaar moeten we de weg naar Adelaide, ruim drieduizend kilometer door Australië, zo snel mogelijk afleggen. De enige energiebron die we mogen gebruiken is de zon.'
Ruim twee jaar geleden ontstond het idee om aan de zonnerace mee te doen, maar het team had een lange weg te gaan. `Met de komst van onze hoofdsponsor Raedthuys begon het echt goed te lopen,' vertelt Dirk. In februari kon een schaalmodel worden gemaakt en getest in de windtunnel en vorige week vond op de UT een uitgebreide presentatie plaats voor de pers en sponsoren. Inmiddels werkt het team zo'n tachtig uur per week. `Hier bij Thales kunnen we gebruik maken van ruimten en apparaten die beschikbaar zijn en verlenen allerlei Thalesmedewerkers hun medewerking. Maar achter de schermen en op de UT werken ook nog veel mensen aan het project'.
In totaal bestaat het team uit veertien studenten, van allerlei studies. Tjepkema: `De meesten doen WB, maar we hebben ook EL'ers voor de elektronica, INF'ers voor de computerprogramma's, CiT'ers voor de logistiek en TCW'ers voor de PR.' Een multidisciplinair team dus. `We passen onze opgedane kennis toe in de praktijk, ontzettend leerzaam.' `Eigenlijk,' vertelt Dirk, `is dit een verwezenlijking van een jongensdroom. Je eigen auto bouwen, geweldig.'
`De vier parameters waar het bij de bouw van de auto om gaat zijn het rendement van de zonnecellen en de motor, de aërodynamica, en het gewicht,' vertelt Dirk. Er is dus goed materiaal nodig. `In totaal kost de auto een half miljoen euro, maar gelukkig wordt het meeste gratis beschikbaar gesteld. Daarnaast hebben we een aantal sponsoren die geld geven.'
Met de vele sponsorinkomsten werd het mogelijk galium-arsenide zonnecellen te gebruiken. `Die zijn duurder dan siliciumcellen, maar leveren meer rendement: zo'n vierentwintig procent,' legt Tjepkema uit. In totaal heeft de zonnewagen van 5 bij 1,8 meter een oppervlakte van zo'n 9 vierkante meter. `Wanneer de zon goed schijnt moet dat ruim voldoende zijn om de 2 kilowatt motor aan te drijven. Het teveel aan vermogen wordt opgeslagen in de accu, die maximaal 5,5 kilowatt-uur mag zijn. Wanneer de zon dan minder schijnt wordt de accu weer leeg getrokken.' De motoren zelf hebben een rendement van liefst 98,2 procent en zijn in-wheel, direct-drive. `Dit zijn de beste motoren die er zijn, erg licht en je hebt geen overbrengingsverliezen.'
Inclusief alle elektronica en motoren weegt de mobiel nog geen tweehonderd kilo. `Dat komt vooral door de lichte body. Deze is gemaakt van koolstofvezel, die ook gebruikt wordt in Formule 1 wagens en de wieken van grote windmolens.' Voor de productie hiervan wordt gebruik gemaakt van vacuüminjectie. `Eerst maakten we een gigantische mal van MDF, waar we vervolgens losse, hele sterke, koolstofvezels in legden. Vervolgens spanden we daar een folie overheen en sloten we vloeibare epoxyhars en een vacuümpomp aan. Door de pomp aan te zetten werd de epoxy door de vezels heen getrokken en krijg je een licht, sterk en stijf materiaal van precies de goede vorm.'
Een speciaal ontwikkeld computerprogramma moet ervoor zorgen dat zo efficiënt mogelijk wordt gereden. Tjepkema: `De auto kan 150 kilometer per uur rijden, maar we mikken op honderd gemiddeld. Het programma bepaalt aan de hand van onder andere temperatuur, zonsterkte en helling de optimale snelheid. De accu moet `s morgens helemaal opgeladen zijn en `s avonds weer leeg gereden.'
De vorm van de wagen zorgt voor een optimale aerodynamica en is in de windtunnel uitgebreid getest. Ook wordt er nog proef gereden op de testbaan van DAF. Binnenin wordt het wel afzien. `De temperatuur kan oplopen tot zestig graden. We hebben vijf chauffeurs die elkaar steeds afwisselen. Ze worden erg goed getraind en krijgen zelfs speciale voeding.' Alle veertien teamleden, en niet alleen de chauffeurs gaan mee naar Australië: `We hebben veel mensen nodig. Omdat de zonneauto zo laag is gaat voor de veiligheid een busje vooruit, en erachter rijdt nog een volgauto. Daarnaast moet al het materiaal worden vervoerd en zijn een paar mensen continu bezig met de uitvoering van het strategisch model.'
Tjepkema denkt dat het UT-team zeker een goede kans op een topklassering maakt. `We hebben een ontzettend goede auto, en verwachten hoog te eindigen, misschien zelfs eerste.' Natuurlijk zijn er in de aanloop vaak tegenslagen: `Maar dan werken we extra hard om het op te lossen. Voorlopig gaat het in ieder geval voorspoedig.'
Gestudeerd heeft Dirk de afgelopen maanden niet, en een normale vakantie zit er ook niet in. Tjepkema werkt de komende tijd ruim tachtig uur per week, als het moet zelfs `s nachts. `Maar ik ga gelukkig nog wel een paar dagen weg. Als je zo lang bij elkaar op de lip zit word je anders echt helemaal gek.'
Kenmerken van de auto
Lengte, breedte, hoogte: 5000-800-800 mm.
Gewicht: tussen 180 en 200 kg.
Materiaal body: carbon-fiber composieten (Ten Cate)
Wielen: 2 voor (sturing), 1 achter (aandrijving)
Accu's: 5.5 Kwh (Worley Parsons)
Zonnecellen: Galium-arsenide, ± 24% rendement
Motor: 98.2% rendement, in-wheel, 1960W vermogen
Snelheid: maximum van 150 km/u, gemiddeld 100 km/u
In de werkplaats bij Thales
Het lijmen van twee platen van koolstofvezel