Na jaren afwezigheid doen ze weer mee: het Brunel Solar Team, bestaand uit 18 studenten van de TU Delft, wil met de Nuna 12 opnieuw winnaar worden van de Bridgestone World Solar Challenge, een wedstrijd met zonnewagens over ruim drieduizend kilometer, dwars door de Australische woestijn. De zonnecellen zijn verbeterd, de batterij heeft aanzienlijk meer capaciteit en de wagen is kleiner geworden. ‘Maar uiteindelijk draait het om de combinatie van samenwerking en efficiëntie of we gaan winnen’, stelt team captain Lennart Hessels.
Liefst zeven keer is het Delftse team tot wereldkampioen uitgeroepen. Daarvoor hebben de leden hun studies anderhalf jaar stopgezet om zich volledig op deze wedstrijd te richten. De laatste vier jaar was het team afwezig: in 2019 wegens accubrand vlak voor de eindstreep, in 2021 door de Corona pandemie. ‘Dat legt een grote druk op ons om ons weer te bewijzen’, zegt hij. ‘Tijdens de race van vorig jaar door Zuid-Afrika lag de focus op de aandrijving. Dit jaar zetten we voor het vlakkere Australische terrein in op het elektrische systeem: de zonnecellen en batterijen. Door andere materialen en toepassingen is onze zonnewagen ook kleiner en aerodynamischer geworden.’
[rml_read_more]Innovatieve zonnecellen
Voor de Nuna 12 heeft het Brunel Solar team, aangevuld met twee stagiaires van Hogeschool Windesheim uit Zwolle voor de koolstofvezels van het voertuig, nieuwe materialen gebruikt. ‘Waar veruit de meeste zonnecellen uit mono- of multikristallijn silicium bestaan, hebben wij heterojunctie cellen toegepast’, licht de team captain toe. ‘De bovenste laag van amorf silicium laat veel zonlicht door terwijl het kristallijn silicium daaronder het meeste werk doet. Op die manier halen we nog meer energie uit het lichtspectrum waar silicium gevoelig voor is. Bovendien zijn de zonnecellen en de aansluitpunten van de geleiders bi-facial: hierbij zorgt de architectuur van de cellen en de aansluitpunten voor efficiënter gebruik van het inkomende licht. We hebben nog een aantal testen uit te voeren, maar vergeleken met de wagen van vorig jaar verwachten we nu een toegenomen rendement van circa twee procent.’
Een andere technologie in de Nuna 12 is het zogenaamde ‘shingelen’, het deels overlappen van de zonnecellen om het paneel compacter te maken. Volgens Hessels was die ingreep, die begin dit jaar werd genomen, een gedurfde stap. ‘Dat is nog nooit in een zonnewagen van ons toegepast’, zegt hij. ‘Elk team dat aan het wereldkampioenschap meedoet, is nieuw. Aanvankelijk hadden we geen kennis van ‘shingelen’. We nemen een groot risico maar krijgen wel hogere opbrengsten. Het uitgebreide reglement – van meer dan zeventig pagina’s! – schrijft alleen voor dat de oppervlakte van het fotovoltaïsche systeem maximaal vier m2 mag zijn. Door de zonnecellen deels te laten overlappen, verminderen we de witruimte tussen de cellen en wordt het paneel, en daarmee ook de auto, smaller. Dat zorgt voor aerodynamische voordelen ten opzichte van eerdere Nuna’s.’
Kleinere wagen
Het puzzelen met de cellen door middel van ‘shingelen’ levert een groot bijkomend voordeel op: betere aerodynamica en een kleinere wagen. De captain: ‘We hebben de laatste maanden vaak getest, met berekeningen en computersimulaties om de wagen zó vorm te geven dat die de minste luchtweerstand krijgt. Die is nu vijf procent smaller en dunner geworden. Want vergis je niet: aerodynamica zorgt voor 2/3 van de weerstand op de wagen. Bij honderd kilometer per uur kunnen we drie kilometer doorrijden als de elektrische systemen uitvallen. Dat is net zo veel als de weerstand op een autospiegel. Een moderne auto komt al na een paar honderd meter bij 100 kilometer per uur tot stilstand.’
