12 juli 2017

Het waterstofvoertuig van het team van de Universiteit Twente reed op 1 liter brandstof een afstand vergelijkbaar met een rit van Amsterdam naar Praag. Ze wonnen daarmee de Shell Eco-Marathon Europa. In 2014 ging de winst ook al naar een Nederlands team.

Je leest:

Superzuinig scheuren in Rotterdam

Superzuinig scheuren in Rotterdam

Studententeams strijden tegen elkaar en de benzinetank tijdens Shell Eco-marathon

Auteur: | 19 mei 2014
Maartje van Engelen voor FTP Edelman

Zo min mogelijk brandstof verbruiken. Daar draait het om bij de Shell Eco-marathon in Rotterdam. Kennislink sprak met vier studententeams over hun bijzondere auto’s, waaronder een 3D geprinte wagen en een bolide in de vorm van een druppel.

Opnieuw winst voor Nederland

Ook in 2017 komt een Nederlands team als winnaar uit de bus. Bij de 32ste editie van de Shell Eco-Marathon Europa, die van 25 tot en met 28 mei werd gehouden in Londen, deden ruim 170 teams mee waarvan veertien uit Nederland. Het team van de Universiteit Twente wist met een zelfontwikkeld superzuinig waterstofvoertuig maar liefst 278 kilometer op één kubieke meter waterstof af te leggen. Omgerekend is dat te vergelijken met een rit van Amsterdam naar Praag op 1 liter brandstof. Hiermee versloegen ze de grote concurrent uit Frankrijk.

Ook wisten ze de Communicatie Award te bemachtigen, voor hun impactvolle communicatie rondom hun deelname aan Shell Eco-marathon, mogelijkheden van duurzame mobiliteit en de promotie van technologie onder jongeren.

“Na een intensief jaar van voorbereiding zijn we zo ontzettend trots op dit resultaat, de winst komt voor ons echt als een verrassing”, vertelt teamcaptain Vitto Bonnemayers. “Na een paar spannende momenten, hebben we het toch klaargespeeld als team. Het was een fantastisch traject waarin we veel hebben geleerd op het gebied van technische innovaties, alternatieve vormen van brandstoffen en efficiënt rijden. Als we terug zijn in Nederland hopen we met ons resultaat een hype te creëren voor de mogelijkheden van het rijden op waterstof.”

2014 gtt dag2 7
De auto van Green Team Twente.
Green Team Twente

Hogeschool van Amsterdam wint

De waterstofauto H2A van studenten van de Hogeschool van Amsterdam won zondag tijdens de Shell Eco-marathon. De driewieler reed 1 op ruim 3000 en versloeg onder meer het team van de TU Delft dat tweede werd. De rivalen kwamen uit in de prototype klasse voor futuristische auto’s en reden beide op waterstof. Ook het team van de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen presteerde goed. De studenten behaalden met hun waterstofbolide een knappe derde plek in de urban concept klasse voor normalere wagens.

De overige Nederlandse deelnemers haalden minder goede resultaten. ‘Green Team Twente’ kampte met technische mankementen. Hun brandstofcel lekte, waardoor ze op het laatste moment een oudere cel moesten inpassen. Zonder succes. Die cel begaf het tijdens de race, waardoor ze geen score neerzetten tot grote teleurstelling van de studenten. “Het is behoorlijk bitter dat we geen resultaat neer konden zetten. We hebben een jaar hard gewerkt om in ieder geval een goede uitslag te rijden”, zegt teamlid Sander Schotman.

Ook bolide ‘Isa’ van de TU Eindhoven haalde de einduitslag niet. De auto kwam niet door de technische keuring. De wagen was vijftien kilogram te zwaar. Isa was bewust zwaar gemaakt. De auto had een stevig frame om een vergunning te krijgen om op de weg te mogen rijden. “We zijn er trots op dat we een auto hebben gemaakt die een wegvergunning heeft gekregen”, zegt teamlid Hans de Penning. “Uiteindelijk mochten we wel racen, maar werden we niet in de officiële uitslag opgenomen. We reden 1 op 45, daarmee waren we veertiende geworden.” Ook Zuyd Hogeschool zette geen officiële uitslag neer.

Geen brullende motoren, piepende banden of spectaculaire inhaalmanoeuvres van snelle racewagens. Nee, bij de Shell Eco- Marathon draait het er niet om welke snelheidsduivel het hardste gaat. Maar om welke bolide het zuinigste is. Heel snel gaan de wagens dus niet, maar spannend is het wel. Wie wint tijdens de finale op 18 mei?

Shell Eco-marathon

Tussen 15 en 18 mei nemen in totaal meer dan 200 studententeams uit Europa en Afrika het tegen elkaar op. Achttien teams komen uit Nederland. De race wordt in Rotterdam verreden op een stratencircuit met een lengte van 1,6 kilometer rond de evenementenhal Ahoy. De wedstrijd wordt sinds 1985 gehouden. Vanaf 2007 doen Nederlandse teams mee.

De deelnemers moeten zo zuinig mogelijk hun kilometers rijden op het equivalent van een liter benzine of een kilowattuur. Ze doen dat door tien rondjes te rijden in maximaal 39 minuten (gemiddeld 25 kilometer per uur) en dan na te gaan wie dat het zuinigste heeft gedaan.

De bolides zijn zo zuinig dankzij slimmigheidjes, een goede afstelling en een uitgekiend ontwerp. De auto’s werken dus anders dan de benzineslurpers die dagelijks over de weg rijden, omdat ze veel zuiniger zijn en nieuwe technologieën gebruiken. Er zijn twee klassen. De ‘prototype’ voor futuristische wagens, waar de chauffeur vaak in ligt, en de ‘urban concept’ voor normalere auto’s.

Beide klassen hebben specifieke eisen. Bolides die mee doen aan de ‘prototype’ zijn bijvoorbeeld driewielers. Wagens van de urban concept moeten vier wielen hebben, spiegels, verlichting, ruimte voor een koffer en ruitenwissers hebben. Ze moeten zo gemaakt zijn dat ze met een kleine aanpassing de openbare weg op mogen. Binnen de klassen zijn weer zeven brandstofcategorieën. Zoals benzine en diesel, elektriciteit, waterstof en zonne-energie.

3D printen

Een van de meest opmerkelijke auto’s die dit jaar mee doet is van het studententeam Euregiorunners van Zuyd Hogeschool. Zij bouwden hun wagen grotendeels van 3D geprinte onderdelen. “Bij eerdere deelnames hadden we mallen nodig waarmee we van MDF grote delen van de auto maakten, zoals de deuren en het dashboard. Maar dat konden we niet zelf doen en was erg duur. Door 3D te printen konden we vrijwel alles zelf maken en het is bovendien goedkoper”, zegt tweedejaars werktuigbouwkunde Steven Custers (23).

10250134 1434271940160608 872312682147106199 n
De Euregiorunners maken laatste aanpassingen aan hun 3D geprinte wagen.
Euregiorunners

De studenten printten maar liefst tweehonderdtwintig blokjes uit. Door ze aan elkaar te lijmen fabriceerden ze zelf mallen. “Vervolgens maakten we daar onder meer de body mee. We gebruikten hiervoor carbonvezel omdat het sterk en licht is. Andere delen, zoals het stuur en dashboard, printten we direct. Het was erg handig om op deze manier te werken. Soms zetten we de 3D printer aan, gingen naar de les en na afloop was het geprint.”

De auto van Euregiorunners doet mee aan de urban concept klasse en is voorzien van batterijen en een elektromotor. “We gaan waarschijnlijk niet de prijs voor de zuinigste auto winnen. Technische universiteiten zijn veel verder in het ontwikkelen van technologie dan wij. We denken wel een kans te maken op de design award, door de mooie vormgeving en de manier waarop we de auto hebben gemaakt.”

Druppel

Studenten van de Universiteit Twente gaan juist wel voor een hoge eindklassering is dezelfde ‘urban concept’ klasse. ‘Green Team Twente’ streeft naar een top drie notering met als brandstof waterstof. “Uit onze berekeningen blijkt dat onze auto 1 op 1000 rijdt. Dat is een verbetering ten opzicht van vorig jaar toen we 1 op 750 reden. Als grootste concurrent zien we de technische universiteit van Nantes, die eerder een auto maakten die 1 op 1400 reed”, zegt vierdejaars Scheikundige Technologie Sander Schotman (21).

2014 gtt dag3 4
De auto van Green team Twente.
Green Team Twente

Volgens de studenten is de auto vooral zo zuinig omdat die slechts 78 kilo weegt en de vorm van een druppel heeft. “Wanneer water uit de lucht valt, krijgt het de vorm van een druppel doordat de wind er langs waait. Je kan het ook vergelijken met de vorm van een fietshelm. We verwachten met deze vorm veel winst te behalen, omdat de auto gestroomlijnd is en de wind er langs waait en voor minder weerstand zorgt.”

De auto van Green Team Twente rijdt op waterstof, omdat de studenten verwachten dat deze brandstof de toekomst heeft. Ze gebruiken zelf ontwikkelde regeltechniek die vertelt hoe snel ze moeten rijden. “Via deze elektronica weten we hoe zuinig alle systemen zijn en wat op dat moment de beste tactiek is. Bijvoorbeeld snel optrekken en een langzamere kruissnelheid of juist andersom. De kruissnelheid is de optimale constante snelheid tussen optrekken en remmen van ongeveer 28 km per uur om de juiste rondetijd te halen. Bovendien winnen we dankzij een slim systeem energie terug bij het remmen.”

De weg op

Ondanks dat de klasse urban concept heet en de wagens veel kenmerken hebben van gewone auto’s, mogen veel deelnemers normaal niet de openbare weg op. De competitie is vooral bedoeld zodat studenten leren hoe ze een auto maken die werkt op nieuwe technologie. Het verschil tussen de auto van de Twentse studenten die 1 op 1000 rijdt en de wagen die veel mensen voor de deur hebben staan is groot. Een al wat oudere gezinsauto rijdt bijvoorbeeld 1 op 15.

Tu ecomotive auto isa kopie
Isa, de luxe en comfortabele auto van de TU Eindhoven.
TU Ecomotive

“We rijden dus niet binnen een paar jaar massaal in een superzuinige auto”, zegt Schotman. “Wij willen zo efficiënt mogelijk rijden, onze auto gaat ook niet zo hard (maximaal 30 kilometer per uur). Een normale auto heeft veel meer comfort en bijvoorbeeld airconditioning en een radio. Wij laten zien wat technisch mogelijk is, maar het is niet geschikt om dagelijks mee te rijden.”

Daar zijn niet alle deelnemers het mee eens. Het team van de TU Eindhoven maakt bijvoorbeeld een auto die zeer weinig brandstof verbruikt en behoorlijk wat comfort heeft. “Wij maken een auto die mensen willen kopen. Wat heb je er aan om een wagen te maken die heel zuinig is, maar waar niemand in wil rijden?”, zegt teammanager en student automotive Hans de Penning (20).

Luxe en comfort

De elektrische auto Isa van de TU Eindhoven heeft wel luxe en comfort. De chauffeur en passagiers zitten in leren kuipstoelen, kunnen draadloos hun smartphones opladen door deze op het dashboard te leggen en de auto heeft een topsnelheid van zestig kilometer per uur. Dat kost natuurlijk wel energie en de een op duizend halen ze niet. “Maar wel 1 op 500”, voorspelt De Penning. Opzienbarend genoeg mogen de studenten uit Eindhoven met Isa wel gewoon de weg op. Ze kregen daarvoor een vergunning. Daardoor reden ze deze week in hun auto naar de wedstrijd in Rotterdam. Dat was een primeur. Die ze deelden met studenten van de Hogeschool Arnhem en Nijmegen, die ook over de weg naar de havenstad reden.

Wat zijn de grote verschillen tussen Isa en al bestaande elektrische auto’s? “Er zit veel minder in onze wagen”, zegt De Penning. De studenten gebruikten bijvoorbeeld een slimme staalconstructie. De buizen van het frame zijn dik, waar ze dat moeten zijn om inzittenen te beschermen. Maar dun waar dat niet nodig is. Delen van de voor- en achterkant bestaan uit fragiele buizen, die de body op de plek houden.

De body is ook deels van piepschuim met een glasvezellaag gemaakt. “Dat is zeer licht en toch stevig materiaal. Bij een crash kan de voor- of achterkant afbreken. Maar dat betekent absoluut niet dat onze auto onveilig is”, benadrukt De Penning. “We hebben juist ingezet op veiligheid en mogen niet voor niets de openbare weg op.”

Futuristisch

In tegenstelling tot de wagen uit Eindhoven mag de auto van de studenten van de TU Delft zeker niet de weg op. Maar dat is niet zo vreemd. Zij doen mee aan de futuristische prototype klasse. De Delftenaren bouwden een driewieler op waterstof, waarin de bestuurder ligt. “In onze klasse is er een grotere ontwerpvrijheid, waardoor we de limieten op kunnen zoeken van wat mogelijk is binnen de technologie. Daarom sprak het ons zo aan om mee te doen aan de prototype klasse”, zegt student Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek Alexander Spoelstra.

Youtube foto
Deze bolide van de TU Delft rijdt 1 op 4000.
Eco-runner TU Delft

De Delftse studenten gaan voor de winst. Ze verwachten dat hun bolide 1 op 4000 rijdt. Dat lukt onder meer dankzij een technisch trucje. “Bij een waterstofauto wordt waterstof gemengd met zuurstof in de brandstofcel. Dat gaat via een constante waterstofstroom, maar daarbij gaat er altijd iets teveel waterstof in het systeem dat niet reageert met de zuurstof. Wij werken met een gepulseerde stroom. Hierbij laten we telkens een klein beetje waterstof de brandstofcel in tot deze is samen is gegaan met de zuurstof. Zodra dit gebeurd is, laten we weer een klein beetje waterstof in de cel. Hierdoor hebben we minder verspilling van waterstof en zijn we dus zuiniger.”

De komende dagen worden de auto’s van de studenten technisch getest. Ze mogen op vrijdag eindelijk de weg op rond Ahoy en testrondjes maken. Zaterdag 18 mei is de grote finale en zien de teams hoe zuinig hun bolides daadwerkelijk zijn. Maar dat is nog niet het einde voor alle wagens. Wat gebeurt er met de auto’s die een vergunning hebben om de weg op te gaan? Zij gaan langs bedrijven en scholen om te laten zien hoe de nieuwe technologie werkt. Ook de Universiteit Twente wil een vergunning om de weg op te mogen na de wedstrijd. “En dan gaan we er natuurlijk ook een keer een kratje bier mee halen bij de supermarkt”, zegt Sander Schotman.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 19 mei 2014

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.