Je leest:

De weg naar de World Solar Challenge 2011

De weg naar de World Solar Challenge 2011

Auteur: | 7 september 2011

Op 16 oktober zal Solar Team Twente meestrijden in de World Solar Challenge, het officieuze wereldkampioenschap voor zonneauto’s. Inmiddels is het team in Australië om zich voor te bereiden op de 3000 km lange race door de Outback. Coureur Jens Hegeman houdt voor Kennislink een blog bij tot de start.

Live volgen hoe Solar Team Twente het doet tijdens de World Solar Challenge? Dat kan: redacteur natuurkunde Barry van der Meer zal voor Kennislink via twitter berichten over hoe het team het doet. Volg zijn tweets via hashtag #sttlive!

Gijs Versteeg

Wat is de ‘World Solar Challenge’?

Sinds 1987 vindt in Australië elke twee jaar de ‘World Solar Challenge’ plaats. Hierbij rijden ongeveer 40 deelnemers van over de hele wereld van Darwin (in het noorden van Australië) naar Adelaide (in het zuiden). Dit is een afstand van 3000 km die puur op zonne-energie moet worden volbracht. Het evenement kan gezien worden als dé showcase van nieuwe, geavanceerde technologie in auto’s en een promotiemiddel voor duurzaamheid.

Inhoudsopgave

Vrijdag 14 oktober: De stilte voor de storm

Nog even een korte update vanuit Darwin, voordat de World Solar Challenge losbarst. Ik zit nu met mijn collega coureurs in een luxe appartement in Darwin centrum. We slapen daar vanavond en morgen om goed uit te rusten. We willen namelijk topfit beginnen aan de wedstrijd, omdat concentratie uiterst belangrijk is. Een echt bed lonkt dus weer naar me, voor het eerst in zes weken. Heerlijk.

Tapen… Precisiewerk.
Gijs Versteeg Fotografie

Alle voorbereidingen zijn gedaan. Iedereen behalve ik kan morgen op het gemak kijken naar de kwalificatie. Daar zullen we ook alle andere auto’s bij elkaar zien. Ik ben toch nieuwsgierig naar alle andere auto’s. Hoewel er genoeg ‘hobbyprojecten’ bij zitten, heb ik toch ook bij de subtoppers aardige zonneauto’s gezien. De andere topteams hebben natuurlijk ook prachtwagens. Die in actie zien wordt dus ook mooi.

Nog even snel voor iedereen die de World Solar Challenge wil volgen. Hier op kennislink zal alle informatie te vinden zijn. Daarnaast is op onze website en op de gratis Solar Team Twente app een live tracker te vinden waarmee de racepositie altijd te zien is. Daar komen ook videoverslagen van de race op te staan. Als laatste beginnen vanavond de uitzendingen op RTL 7, elke werkdag om 17:45 uur t/m 24 oktober. Morgen is er nog een extra uitzending voor de kwalificatie, zelfde zender om 15:45 uur. Wij eten zo nog een lekkere kangoeroesteak, en gaan dan fijn tukken. ‘Big days are ahead!’

Dinsdag 11 oktober: De vliegende ronde

De sportman leeft altijd van moment naar moment. Momenten waarop alles moet samenkomen. Maanden werk is er aan vooraf gegaan. De 100-meter-sprinters die in de startblokken zitten, gespannen wachtend op het verlossende startschot. Het moment waarop de lampen een voor een aangaan en de hartslag naar 200 stijgt bij autocoureurs, terwijl de motoren brullend wachten op het moment dat de lampen uit gaan. Bij de start van de wedstrijd moet alles perfect zijn. Dat is het moment waarop de concentratie volledig is, en de adrenaline overneemt.

Zo begin ik mij ook steeds meer te voelen naarmate de start van de World Solar Challenge, a.s. zondag 16 oktober, dichterbij komt. Mijn piekmoment is echter al een dag eerder, want zaterdag 15 oktober staat de kwalificatie op Hidden Valley Raceway op het programma. Deze kwalificatie bepaalt de startvolgorde op zondag, en niemand wil te ver van achteren beginnen. Een snelle rondetijd is dus het doel, maar ik krijg die dag slechts één kans om de perfecte ronde neer te zetten.

Jens rijdt zijn testrondjes op het circuit van Hidden Valley. Zaterdag is hier de kwalificatie.
Gijs Versteeg

Afgelopen maandag ging Hidden Valley Raceway open voor testritten. Wij stonden dan ook vroeg aan de poort van het circuit om onze 21Connect te prepareren. Twee dingen zijn belangrijk voor een snelle rondetijd. De coureur moet natuurlijk de baan en zijn auto goed kennen. Daarnaast moet de auto optimaal worden afgesteld. Zo levert de elektromotor op cruisesnelheid een bepaald vermogen, afgestemd op efficiëntie.

Alleen is op een racebaan efficiëntie minder belangrijk: we willen snel kunnen accelereren. Onze test engineer, Michael, heeft met testdata en rondetijden bepaald wat de optimale hoeveelheid stroom is voor de elektromotor. Sturen we namelijk te veel stroom naar de motor, dan vliegen we over de baan, maar staan we wel halverwege het rondje stil omdat de motor oververhit is geraakt. Geven we te weinig stroom, dan verliezen we tijd. Die afstelling luistert dus erg nauw.

Ik had Hidden Valley al helemaal uit mijn hoofd geleerd met een computerspel. De rempunten en lijnen kon ik dus wel dromen. Helaas was dat spel met een V8 Supercar met ruim 500 pk. Ik moest dus nog flink oefenen om de lijnen en snelheden met de zonneauto te perfectioneren. Ik kan niet zeggen dat dat vervelend was, want met je rode zonneauto over een racebaan scheuren is heel erg leuk. Je zit dicht bij de grond dus het gevoel van snelheid is er wel degelijk.

Jens vliegt over het rechte stuk voor een nieuwe testronde op het circuit van Hidden Valley.
Gijs Versteeg

Na goed de telemetrie te hebben bestudeerd en veel ronden te hebben gereden, hebben we de rondetijd flink kunnen verbeteren. Hoe goed de tijd wordt, dat zien jullie zaterdag. Dan is er namelijk om 15:45 uur een uitzending over de kwalificatie op RTL 7. Ook op Kennislink blijven wij jullie up-to-date houden over de vorderingen natuurlijk, maar de beelden worden erg gaaf. Ik heb dus wel zin in dat moment. Knallen, dat gaan we doen!

↑ Terug naar boven ↑

Woensdag 5 oktober: De pitstop van drie seconden

In de Formule 1 is een pitstop van drie seconden heel gewoon. Kostbare tijd wordt gewonnen en verloren in de pitstraat tijdens de Grote Prijzen. Analyses van de handelingen en heel veel oefening gaat eraan vooraf, voordat een team de allersnelste pitstop tot in de puntjes beheerst. Een pitstop van Solar Team Twente duurt iets langer dan drie seconden, maar er komt evenveel oefening en analyse aan te pas. Dit alles om eventueel tijdverlies te minimaliseren.

Gijs Versteeg

Na het vergaren van de data om de strategie te bepalen, zijn we nu op het punt aangekomen dat de handelingen in de race moeten worden geoefend, oftewel de verschillende raceprotocollen. In Nederland hadden wij al met de 21Connect en het hele team een racesimulatie gereden. Toen legden we in 3 dagen tijd 1000 km af op Luchthaven Twente. Tijdens deze 1000 km hebben we allerlei situaties nagebootst om de protocollen te trainen. Voorbeelden zijn bandenwissels, inhalen in konvooi, communicatieproblemen en de verplichte control- en mediastops. Destijds hebben we veel verbeteringen doorgevoerd in onze protocollen zodat de handelingen in Australië vlekkeloos zouden verlopen.

Inmiddels is de racesimulatie bijna twee maanden geleden. Daarom hebben wij deze week een opfriscursus. Alle belangrijke protocollen worden een laatste keer doorlopen, omdat we schoonheidsfoutjes willen voorkomen tijdens de World Solar Challenge zelf. Dit soort dagen zijn prachtig, maar tegelijkertijd enorm vermoeiend. Zo moet ik een shift achter het stuur van de 21Connect zitten, maar zal ik ook alle andere taken die ik tijdens de race heb moeten uitvoeren. Alles wordt daarbij in één dag gepropt, waardoor het allemaal veel intensiever is.

Het blijft een mooi gezicht, de zonneauto op de Australische weg. Deze week liep het team de belangrijkste handelingen van de race nog eens door.
Solar Team Twente

Als laatste is de opfriscursus handig omdat onze supportcrew is gearriveerd. Oud-teamleden, de fotograaf en de mediaploeg zullen meteen inspringen zodat ook zij kunnen wennen aan de operaties in racekonvooi. De cameraploeg van RTL 7 is er nog niet. Voor hen komt een tweede dag om het filmen van de zonneauto te oefenen. Vanaf 14 oktober, zullen we namelijk op werkdagen om 17:45 uur te zien zijn op RTL 7. Ook is er een extra uitzending op zaterdag 15 oktober om 15:45 uur, over de kwalificatie op Hidden Valley Raceway.

Ik ben al even wezen kijken op het circuit, en kan niet wachten om de 21Connect daar over heen te sturen. Volgende week hebben we sessies op het circuit gepland om de auto af te stellen. Daarover vertel ik volgende week meer, in alweer de laatste blog voor de start van de World Solar Challenge. 11 days to go!

↑ Terug naar boven ↑

Woensdag 28 september: De beste strategie

De vraag die onze strateeg al een jaar bezighoudt: ‘Hoe bepalen we de beste strategie?’ Hij is het gehele project al bezig om ervoor te zorgen dat wij straks, bij de finish, geen greintje energie meer over hebben in de accu. Is dat wel zo, dan hadden we harder gekund, en dat is niet de bedoeling. Hij heeft hiervoor een strategisch model geschreven, dat continu berekent hoe hard wij moeten rijden om bij de eindstreep op nul uit te komen. Om dit model te kunnen gebruiken, heeft hij echter data nodig. Veel data. In deze blog leg ik kort uit welke data wij vergaren en waarom.

Als eerste hebben we een ‘statische paneeltest’ uitgevoerd. Hierbij was het doel om te meten hoeveel vermogen ons zonnepaneel opbrengt bij stilstand. Wij mogen rijden tussen negen uur ‘s ochtends en vijf uur ’s avonds. Maar de zon komt al rond zes uur op en gaat pas tegen half zeven weer onder. In de tijd dat we niet rijden kunnen we dus de accu’s bijladen. Vanwege dit bijladen hebben we tijdens het rijden meer energie, waardoor we harder kunnen rijden. Echter, dan moet je weten hoeveel er binnenkomt om te bepalen hoeveel harder we kunnen. Anders zouden we mogelijk teveel energie uitgeven, met alle gevolgen van dien. Ook tijdens het rijden houden we de inkomsten in de gaten. Bij verschillende rijsnelheden koelt de wind de zonnecellen, waardoor zij beter presteren.

Ook de pitstops moeten getest worden. Die kunnen – als het mis gaat – de strategie weer geheel in de war sturen.
Solar Team Twente

Het leeuwendeel van de dataverzameling draait echter om het uitvinden wat de energie-uitgaven van de zonneauto zijn. Dit is weer afhankelijk van de weerstand die onze zonneauto, de 21Connect, ondervindt. Weerstand is te verdelen in rolweerstand en luchtweerstand. Bij zeer lage snelheden is redelijk te meten hoeveel rolweerstand de21Connect heeft. Bij hogere snelheden is dit moeilijker, omdat de luchtweerstand gaat overheersen. Deze loopt namelijk kwadratisch op met de snelheid.

Luchtweerstand bepaalt dus voornamelijk de totale weerstand van onze zonneauto. De 21Connect is ontworpen en getest op minimale luchtweerstand, allemaal met het oog op een zo laag mogelijk energieverbruik. Tijdens de World Solar Challenge zullen wij een zogeheten kruissnelheid rijden, de snelheid waarmee we de 3.000 km het efficiëntst met onze energie afleggen. Om deze kruissnelheid te bepalen, moet je weten wat de auto verbruikt bij verschillende snelheden.

Van alle denkbare snelheden, van 10 km/uur tot 130 km/uur, heeft de strateeg verbruiksgegevens nodig. Om de data te vergaren rijden we met de 21Connect heen en weer over de Cox Peninsula Road. Elke snelheid wordt in beide rijrichtingen gemeten, om de invloed van de windrichting uit te sluiten. Als deze verbruiksgegevens per snelheid worden ingevoerd in het strategisch model, kunnen wij zien hoeveel energie er te veel of te weinig uit de accu wordt gehaald. Is dat bij de gegeven kruissnelheid te veel, dan rijden we te hard en moeten we later in de race langzamer rijden. Is het te weinig, dan kunnen we harder rijden. Door dit nu al te meten, zullen we tijdens de race zelf optimaal gebruik kunnen maken van de beschikbare zonne-energie, en daar gaat het tenslotte allemaal om.

↑ Terug naar boven ↑

Woensdag 21 september: Glimmen van trots… en van het zweet

Tuu tuu tuu tuu. Bam! Om half 7 in de ochtend ramde ik gisteren mijn wekker uit en stond ik naast mijn (lucht)bed. Normaal gesproken heb ik er op dat tijdstip wat meer moeite mee, maar deze keer was ik meteen klaarwakker. De rest van de crew stond een half uur later ook paraat om de 21Connect op de aanhanger te zetten. Bestemming was de Cox Peninsula Road, onze toegewezen test track. De eerste testdag met de zonneauto was eindelijk daar, yes!

Na voorspoedig uitgeladen te hebben in de berm naast de weg, stapte Barry als eerste in de zonneauto. Hij mocht de spits afbijten, maar daarna kwam toch echt mijn moment. “Veel plezier jongen”, tetterde door de radio in mijn oor. Nou dat is wel gelukt. De eerste tien minuten heb ik vooral zitten genieten. Het dringt dan tot je door dat je met onze auto door de Australische bossen aan het jagen bent op zonne-energie. Meteen ging ook het figuurlijke gas erop. Ikzelf heb 90 km per uur geklokt, maar later op de dag gingen we nog harder.

Jens geniet zichtbaar van zijn eerste rit in Australië.
Solar Team Twente

De tests waren bedoeld om te kijken of alles aan de auto weer goed functioneerde. Ook kregen we alle vier de kans om te wennen aan de hitte in de cockpit. Het was lichtelijk bewolkt, waardoor het kwik net boven de 40 graden uitkwam. Ik zat dus enorm te glimmen in het uur dat ik heb gereden. Van trots, maar vooral van het zweet dat uit poriën kwam waarvan ik niet wist dat ik ze had. We dragen koelende thermokleding tijdens het rijden en gebruiken koelvesten. Zelfs dan wordt het zwaar om een stint van vier uur vol te maken.

Op de weg rijden we tussen het gewone verkeer, net als tijdens de race. Als coureur vertrouw je op het ‘racekonvooi’ om je heen. Dat bestaat uit een Escort auto die de weg leidt, en een zogeheten ‘Decision Making Unit’, kortweg DMU. De DMU neemt de beslissingen over de te rijden snelheid, inhalen van en door andere auto’s, en beoordeelt alle data die binnenkomt van de zonneauto. De zonneauto staat continu in verbinding met de DMU om zaken als accuspanning, motortemperatuur en zonnecelopbrengst te versturen. Aan de hand van die gegevens kunnen de strateeg, de data engineer en de teamleider beslissingen nemen. Zie het als een mobiel commandocentrum.

Waar zijn wij coureurs dan nog voor? Als coureur ben je de ogen en oren van de data engineer. Hij kan alleen de data beoordelen, terwijl ik kan horen en voelen wat de auto doet. Overleg vindt dan ook veel plaats tussen de coureur en DMU. Gisteren hadden we gelukkig weinig te overleggen. De auto ging als de brandweer en de mannen hebben een fantastisch werkend apparaat neergezet. Nul problemen! Dat betekent dat we volgende week data gaan verzamelen over het verbruik van de zonneauto voor de strategie tijdens de World Solar Challenge zelf. Wat we meten en waarom, dat lees je volgende week…

↑ Terug naar boven ↑

Woensdag 14 september: Lights, Camera, Action!

Steven Spielberg had het kunnen zeggen. Tijdens de technische keuring van de Australian Road Authority moesten we het echter doen met Bill Muirhead, Senior Engineering Officer van de Road Transport Compliance. Niet dat Bill minder legendarisch is, maar wel in een wat kleinere kring. Bill is namelijk een zonneracer van het eerste uur. Hij reed mee in de eerste World Solar Challenge van 1987 en keurt sindsdien alle zonneauto’s die op de openbare weg willen rijden in Australië.

Woensdagochtend werd de 21Connect als eerste zonneauto van dit jaar ‘road legal’ verklaard. Allereerst bekeek men of de knipperlichten werkten zodat ander verkeer kan zien wat de zonneauto gaat doen. Bij inhaalmanoeuvres behoort de auto namelijk netjes in en uit te voegen. Binnenspiegel, buitenspiegel, richting aangeven en gaan.

De 21Connect wordt gekeurd door Bill Muirhead.
Solar Team Twente

Ook de mogelijkheid om achteruit te kijken is verplicht. Onze auto heeft echter geen spiegel, omdat deze enorm veel luchtweerstand met zich mee zou brengen. In plaats daarvan gebruiken wij een minicamera. Ik moet, om de auto’s achter mij te kunnen zien, dus op een display naast het stuur turen. Het is niet ideaal, maar er rijdt altijd nog een auto van het konvooi achter me die vertelt wat er van achter komt.

Ook de zogeheten structurele integriteit van de auto, de driepuntsgordel en de remmen werden beoordeeld op hun functioneren. De laatste eis is het hebben van een claxon. Daar waar de zonneauto toch een high-tech apparaat is, hebben we een doodgewone feesttoeter in de cockpit gemonteerd. Bill kon er wel om lachen, en wij ook want het ding weegt drie keer niks. Innovatie zit in kleine dingen.

De afgelopen week heb ik zelf de helmen weggebracht voor een rode ‘paint job’, veel met de sponsoren gecommuniceerd en gewerkt aan de applicatie waardoor de auto live te volgen is tijdens de race. Op de website en met de gratis Solar Team Twente app kan iedereen in Nederland namelijk de 21Connect live volgen. Over testen gesproken, volgende week begint het eindelijk. Volgende week dus meer over het rijden in Australië. Lights on! Camera on! Action!

↑ Terug naar boven ↑

Woensdag 7 september: Het avontuur is begonnen

Een jaar hard werken is eraan voorafgegaan, maar sinds vorige week vrijdag zitten wij met het hele team in Darwin, aan de noordkust van Australië. Na een lange vliegreis van 30 uur plonste ik dan ook graag in het zwembad dat is opgezet bij onze slaapplaats, een scoutinghal van de Alawa Scouts.

De eerste drie dagen stonden in het teken van wennen aan de hitte en het wegwerken van de onvermijdelijke jetlag. Het is in Darwin elke dag zonnig met een temperatuur van 33 graden Celsius. In de schaduw zitten, genoeg zonnebrand smeren en in het zwembad liggen is dus het devies. Ook hebben we de tijd genomen om goed te ontspannen na een intensief jaar. Daarvoor waren de good old barbecues met een Australische pint natuurlijk perfect. We blijven studenten.

Jens Hegeman naast de transportbox van de auto.
Jens Hegeman

Wennen aan de hitte heeft voor mij persoonlijk een extra betekenis, omdat ik de 21Connect zal besturen tijdens de race. De temperatuur in de cockpit kan dan oplopen tot wel 50 graden. We zullen de komende maand nog voldoende uren maken in de zonneauto, maar we hebben nog een andere manier om te trainen. Vier keer per week loop ik met mijn medecoureurs hard op het strand. Na twee sessies met het zweet op het voorhoofd heb ik er in elk geval alle vertrouwen in dat dit gaat werken.

De transportbox met de zonneauto en al ons materiaal erin is gisteren gearriveerd bij onze werkplaats. De box is twee weken onderweg geweest per vrachtwagen en vliegtuig. Gelukkig is het transport goed verlopen en is de zonneauto in perfecte staat bij ons afgeleverd.

De technici kunnen nu aan de slag met het prepareren van de auto. Volgende week moet de auto gekeurd worden bij de Australian Road Authority. Pas daarna mogen we rijden op de openbare weg. Er is een waslijst aan regels waaraan de auto moet voldoen. Vergelijk het met een APK voor Formule 1 auto’s. Er is dus nog voldoende werk aan de winkel. Volgende week komen alle ins en outs over waar een zonneauto aan moet voldoen. Voor nu gaan wij verder met het inrichten van ons kantoor en werkplaats…

↑ Terug naar boven ↑

Maak kennis met: ‘Solar Team Twente’

Solar Team Twente is een studententeam uit Nederland van Universiteit Twente en Saxion. Het team bestaat uit 18 studenten die hun studie voor anderhalf jaar hebben stop gezet. De World Solar Challenge van 2011 wordt de vierde deelname van het team. Het doel van Solar Team Twente is – niet verrassend – om dit jaar de wedstrijd te winnen en zo Twente als technologische en innovatieve regio op de kaart te zetten.

Gijs Versteeg

De auto: 21Connect

De nieuwste zonneauto van Solar Team Twente is de 21Connect. De auto heeft drie wielen; één voorwiel en twee achterwielen. Het chassis – het dragende deel van de auto – is ontworpen naar het principe van een zogeheten monocoque. Dat wil zeggen dat het chassis en de carrosserie één geheel vormen. Dit bevordert de stijfheid en verlaagt het gewicht van de auto. De energie komt van silicium zonnecellen. Een driefase electromotor van 4,5 kW drijft de 180 kilo zware bolide aan.

Gijs Versteeg

Speerpunt van de 21Connect is haar aerodynamica. De auto is ontworpen naar het principe van een vleugelprofiel, afgeleid van een windmolen. De vleugel is dik, wat ruimte geeft om welvingen in de vleugel aan te brengen. Daardoor geleidt de auto de luchtstroom tussen auto en wegdek beter onder de auto door. Een speciale nanotechnologische coating is gebruikt om microscopische oneffenheden in het oppervlak op te vullen.

↑ Terug naar boven ↑

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 07 september 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.