Je leest:

Racen tegen de wind in

Racen tegen de wind in

Auteur: | 22 augustus 2008

Donderdag 21 augustus ging Racing Aeolus van start, de eerste internationale race voor wagens die alleen op tegenwind rijden. Maandag presenteerde het ECN (Energie Centrum Nederland) hun racewagen, de ECN-Impulse. Racing Aeolus moet de komende jaren uitgroeien tot een groot jaarlijkse evenement op het gebied van windenergie.

Dit is de ECN-Impulse, een wagen die alleen tegen de wind in kan rijden. Donderdag en vrijdag racet de Impulse in Den Helder tegen vijf andere wagens, gebouwd door teams van universiteiten en onderzoeksinstituten uit heel Europa. Het team dat de snelste windwagen heeft gebouwd mag zich een jaar lang wereldkampioen racen-tegen-de-wind-in noemen.

Short & simple

De mens beweegt al met windenergie sinds de uitvinding van de zeilboot, maar energie uit tegenwind bleef tot nu toe vooral beperkt tot windmolens. De inzendingen voor Racing Aeolus hebben dan ook veel weg van dit bekende ontwerp. Op één ontwerp na hebben alle wagens een rotor op een horizontale as waarmee ze de wind vangen. De inzending van de Universiteit van Kiel is de uitzondering, zij gebruiken een verticale as, wat tot een zeer originele wagen heeft geleid.

De windwagen van de Universiteit van Kiel vangt de wind met verticale wieken.

Een windturbine, oftewel een rotor op een as, vertraagt de lucht die erlangs stroomt. Hiermee zet de turbine windenergie om in mechanische energie. In het geval van de windwagens is dit het draaien van de wielen. Het ECN-team koos voor een directe overbrenging. Teamleider Leo Machielse licht dit toe: “Je kunt de energie van de turbine opslaan en dan de elektrische energie gebruiken om de wielen te laten draaien, maar dat werkt volgens ons niet in een race. Mechanische overbrenging met behulp van tandwielen is gewoon veel efficiënter omdat je minder tussenstappen hebt, en dus minder energieverlies. Daarbij kost het meer tijd om zoiets te maken. Wij begonnen pas in februari met bouwen, dus ons motto was: Short & simple.”

Voordeel

De concurrentie van het Nederlands team voor de hoofdprijs is niet mals. Machielse is voorzichtig in zijn voorspellingen. “Het is natuurlijk afhankelijk van het weer, maar bij de verwachte windkracht denk ik dat wij in de middenmoot eindigen.” Volgens ontwerper Koen Boorsma heeft de ECN-Impulse één groot voordeel op de rest: “Als ik naar de plaatjes van de ontwerpen kijk, zie ik dat wij de enigen zijn met een chassis. Hierdoor zijn we een stuk aerodynamischer, wat onze kansen behoorlijk verbetert.” Hieronder staan alle zes de ontwerpen naast elkaar.

ECN-Impulse, team: ECN Windenergie. De ECN-Impulse is één van de underdogs omdat het team pas in februari is begonnen met bouwen, in tegenstelling tot de andere deelnemers die al ruim een jaar bezig zijn. De ideale rotorvorm is berekend met geavanceerde software die ECN Windenergie ook gebruikt voor het ontwerp van windmolens. De ring rondom de rotor heeft een zuigende werking waardoor er meer lucht door de turbine gaat. Het chassis maakt de wagen aerodynamischer.

Stuttgart, team: InVentUs Universiteit Stuttgart. Het eerste team uit Duitsland. De Universiteit van Stuttgart gebruikt het gewicht van hun wagen als geheim wapen in de race. Het frame is van gewoven koolstof, wat een stuk lichter is dan het aluminium dat de tegenstanders gebruiken voor hun wagens. Het model is ontdaan van alle onnodige onderdelen, waaronder hun derde rotor, om de windkar zo snel mogelijk te maken. Dit maakt het team van InVentUs een serieuze kanshebber voor de titel.

Zefyros, team: Centre for Renewable Resources, Griekenland. Dit team uit Griekenland kiest voor de populaire horizontale as, maar voegt een vierde wiel toe aan hun wagen. Dit geeft ze meer stabiliteit en dus een kleinere kans dat de wagen omvalt tijdens de race. De wagen is dankzij de rotor immers 2,5 meter hoog, wat in een flinke wind problemen kan opleveren voor de vederlichte racewagentjes. Deze overweging kan het team uit het zonnige zuiden wel eens naar de overwinning leiden, ondanks de extra wrijving die een vierde wiel oplevert.

Baltic Thunder, team: CEWind Kiel University. De Universiteit van Kiel wint ongetwijfeld de originaliteitprijs met hun verticale rotor. Dit ontwerp heeft iets meer wind nodig om op gang te komen, maar dit wordt gecompenseerd doordat de rotor niet afhankelijk is van de windrichting. Op hun website heeft het team uit Kiel een filmpje gezet van hun testrit: http://www.baltic-thunder.de/das_fahrzeug.html

Headwind Bicycle, team: Fachhochschule Flensburg. Het derde team uit Duitsland riep voor hun ontwerp de hulp in van een oude rot in het vak. Professor Gustav Winkler, gepensioneerd onderzoeker en uitvinder van de turbobike, kwam voor dit project speciaal terug naar de Universiteit van Flensburg. Samen met het team bouwde hij een hypermoderne versie van zijn uitvinding. Dit ontwerp heeft, in tegenstelling tot andere ontwerpen met een horizontale as, meer dan twintig wieken om de wind mee te vangen. Vooral bij een ondermaats briesje maakt Flensburg een goede kans, want hun vele wieken pakken elk zuchtje wind mee wat door de turbine waait.

Wind Turbine Racer, team: Technische Universiteit van Denemarken. Het zesde team is afkomstig uit Denemarken. De Wind Turbine Racer is zonder twijfel de meest solide wagen in de race. De vier wielen en evenzoveel rotors maken dat de wagen stabiel blijft en veel wind vangt. Het is afwachten of dit extra gewicht ze niet zal afremmen in de race naar de eindstreep. De Technische Universiteit heeft een filmpje gemaakt van hun testrit op http://ing.dk/artikel/90235?nyhedsbrev. De interviews zijn in het Deens.

Spectaculair

Racing Aeolus vindt plaats tijdens de Tall Ships Race van Sail 2008 in Den Helder. Of de windrace even spectaculair wordt als de zeilrace is nog de vraag. Uit de berekeningen blijkt dat de wagens maximaal 16/27 deel van de energie van de wind kunnen gebruiken. Dat betekent dat bij windkracht vijf de wagens een topsnelheid hebben van ongeveer dertig kilometer per uur. Ook is het nog even afwachten hoe de ECN-Impulse het gaat doen, want de wagen kon tijdens de officiële presentatie nog niet rijden.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 22 augustus 2008

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.