Hoe VIRO Solar Team Twente dichter naar een overwinning helpt

Deze groep enthousiaste studenten werkten dagelijks aan het verbeteren van de zonneauto. Twentse samenwerkingen werden aangegaan om kennis en kunde te delen. Al deze ontwikkelingen brengen ons een stapje dichterbij de zonneauto van de toekomst. 

Zo efficiënt mogelijk rijden met de zonneauto, daar gaat het in de Australische outback om. Iedere zonnestraal telt en moet door het zonnedek van 2.64m2 opgevangen én benut worden. Dit was een puntje waar Marijn van Solar Team Twente nog wel verbetering in zag. Al snel was de stap naar ingenieursbureauVIRO gemaakt, één van de BIG sponsoren die zich voor twee edities aan Solar Team Twente heeft gecommitteerd. Zij maken met het testframe dat zij voor Solar Team Twente hebben gecreëerd een belangrijke bijdrage aan het optimale benutten van het zonnedek.

De Bridgestone World Solar Challenge is een wedstrijd voor zonneauto’s, auto’s die dus op zonne-energie rijden. De 3000 kilometer lange race gaat dwars door Australië; van Darwin naar Adelaide. Deze strijd tussen duurzame zonneauto’s, gebouwd door studenten, stimuleert het maken van innovatie op gebied van duurzame transport en energie, en draagt daarmee bij aan een betere wereld van morgen. Doordat de Bridgestone World Solar Challenge elk jaar de regels weer aanpast, wordt het maken van innovatie bij elke editie weer in een nieuwe richting gestuurd. 

VIRO heeft een ‘hulpstuk’ gemaakt waarmee Solar Team Twente nauwkeurig kan meten hoe het zonnepaneel op de auto zich gedraagt op verschillende hoeken tot de zon. Dit testframe is in essentie een standaard waar de bovenkant van de auto, het deel waar de zonnepanelen aan zijn bevestigd, aan kan worden opgehangen. Deze standaard kan met behulp van een actuator op verschillende hoeken worden gezet, waarna vervolgens gemeten wordt hoe het paneel zich gedraagt onder die bepaalde hoek. Aan deze standaard zit ook een log-apparaat die al deze metingen opslaat. 

Het idee hierachter is dat het solarteam voor de start van de race al kan bepalen op welke hoek tot de zon de kap van de auto moet worden gezet tijdens de negen tussenstops wanneer de auto wordt opgeladen, om zo de efficiëntie te maximaliseren. Tijdens zo’n stop hoeft de piloot de kap dus alleen nog maar op het van te voren bepaalde punt te zetten, en te wachten tot deze is opgeladen. De metingen worden in Darwin gemaakt, aangezien de omstandigheden in Darwin het dichtst mogelijk bij de omstandigheden tijdens de race komen. Hoe het uiteindelijk zal gaan is nooit met zekerheid te voorspellen. Dat ligt aan vele factoren waaronder natuurlijk erg belangrijk: het weer. 

Wij spraken met Marijn van Solar Team Twente en met Gertjan, projectmanager bij VIRO, om meer over hun samenwerking te weten te komen. Marijn is verantwoordelijk voor de strategie van Solar Team Twente. Het is zijn taak om ervoor te zorgen dat er zo goed mogelijk voorspeld kan worden hoe de zonneauto zich gaat gedragen, zodat hij en zijn team op basis daarvan de beste beslissingen wat betreft ontwerp kunnen maken. Volgens Marijn en Gertjan vormde de tijdsdruk de grootste uitdaging voor het project. “De techniek op zich is niet zo heel ingewikkeld”, zegt Gertjan. Gertjan benadrukt dat hij het vooral erg leuk vindt om Solar Team Twente te kunnen helpen. 

Is dit dan zo’n grote vooruitgang voor Solar Team Twente? Het team had tijdens voorgaande edities ook wel zo’n standaard, maar deze versie is aanzienlijk verbeterd. Daarnaast hadden zij sowieso een nieuwe standaard nodig aangezien er dit jaar gebruik wordt gemaakt van een ander type zonnecellen, waardoor het hele zonnepaneel een stuk kleiner is. Er zat volgens Marijn nog erg veel verbeterpotentieel in de standaard, en het leek hem daarom een mooi project waarmee VIRO een belangrijke bijdrage kon leveren. Volgens Marijn en Gertjan gaat het testframe voor een significant verschil zorgen. Dit verschil kunnen zij niet precies kwantificeren, maar bij deze race telt elke millimeter en elke gewonnen minuut. 

Dit is de eerste (werkende) geautomatiseerde standaard die het team heeft. Enkele jaren geleden hadden zij ook een geautomatiseerde standaard, maar deze is tijdens het testen kapot gegaaan  waardoor iemand het paneel zelf vast moest houden. Nu hebben Solar Team Twente en VIRO voor een back-up plan gezorgd. Gertjan laat ons de stangetjes met een draaiknop zien, waarmee de hoek handmatig kan worden versteld, in het geval de actuator het onverhoopt in Australië toch niet doet. De verwachting is dat het team door de nauwkeurigheid van de geautomatiseerde standaard in vergelijking met het handmatig verstellen, en het automatische loggen van de gemeten gegevens, een goede inschatting kan maken van hoe de auto zich zal gaan gedragen tijdens de race. 

Elke vierkante centimeter op de RED E wordt benut. Tussen de afgeronde hoekjes van de zonnepanelen zat in voorgaande edities een loze ruimte, nu heeft Solar Team Twente ervoor gekozen om de panelen overlappend te plaatsen, waardoor er geen loze ruimtes meer zijn. Door het nieuwe type cellen is de auto ook een stuk kleiner dan voorgaande edities. Het is volgens Marijn altijd moeilijk om een goede afweging te maken tussen het maximaliseren van de aerodynamica en het optimaal gebruik maken van de ruimte om zonnepanelen te plaatsen. Een aerodynamischer ontwerp is er een die zo weinig mogelijk luchtweerstand heeft, en dus kleiner en meer gekromd is. Zonnepanelen kunnen echter niet ver buigen en er is ruimte nodig om zoveel mogelijk panelen te kunnen plaatsen. Solar Team Twente heeft een model gemaakt om deze factoren met elkaar af te wegen en een goede beslissing te kunnen maken. De beslissing is uiteindelijk gevallen op een nieuw type kleine maar efficiënte zonnecellen, waardoor de auto kleiner en dus aerodynamischer gemaakt kon worden. 

De gegevens die tijdens de race worden gemeten zullen een belangrijke bijdrage leveren aan volgende edities van World Solar Challenge. Ook verwacht Solar Team Twente dat het testframe van VIRO zal helpen bij het maken van betere keuzes bij de volgende editie. De resultaten die uiteindelijk in de praktijk tijdens de race worden gemeten kunnen vergeleken worden met wat het model van Solar Team Twente voorspelde. Op basis daarvan kan het model eventueel verbeterd worden zodat er in de toekomst betere voorspellingen gemaakt kunnen worden. Het Team is zelfverzekerd en staat achter hun beslissingen, maar volgens Marijn moet je nooit aannames maken. Marijn: “Er is een bepaalde verwachting over hoe de nieuwe panelen zich gaan gedragen, maar in werkelijkheid is er nooit zekerheid.” Wellicht wordt onder een bepaalde hoek meer licht gereflecteerd waardoor het paneel minder in energie omzet. Al deze informatie uit de praktijk is van onschatbare waarde voor de volgende race. Enfin, laten we ons eerst richten op de race van dit jaar. 

De energievraag in de wereld neemt toe terwijl onze energiebronnen uitgeput raken. In Twente worden oplossingen ontwikkeld om duurzame energie te produceren en op slimme manieren energie te besparen. Meer weten? Klik hier.