Diederik Kinds (1978); projectleider ontwikkeling Nuna II zonneauto | Technisch Weekblad
Nieuws

Diederik Kinds (1978); projectleider ontwikkeling Nuna II zonneauto

Een jongensdroom: met een zelfgemaakte raceauto in vier dagen dwars door Australië. Een team van voornamelijk Delftse studenten wint met de Nuna II op 22 oktober 2003 de World Solar Challenge. Dit is een prestigieuze wedstrijd voor auto’s op zonne-energie over een afstand van 3000 km van Darwin in het noorden naar Adelaide in het zuiden.

Diederik Kinds is student aan de faculteitluchtvaarten ruimtevaarttechniek van de TU Delft; hij hoopt in 2005 af te studeren. Hij is ook teamleider van het Nuna II zonneautoproject: ‘Het moment dat je als eerste over de finish gaat, maar liefst één uur en veertig minuten vóór nummer twee, dat is natuurlijk het hoogtepunt van het hele project. Het was de bekroning van een jaar werk.’

 

Remlichten

Kinds zat zelf niet achter het stuur van de Nuna, maar leidde de race vanuit de kort daarachter rijdende mission control wagen. Hij raakte precies een jaar voor de race, op 22 oktober 2002, betrokken bij het Nuna II-project.

Vier van de teamleden fungeerden om beurten als coureur. Zij haalden een gemiddelde snelheid van honderd kilometer per uur, acht km/u sneller dan bij de vorige wedstrijd, twee jaar geleden, toen de Nuna I winnaar was. Aangenaam is de tocht niet: onder de kap kan het gauw 50° C worden. Daarom draagt de coureur een koelvest en is er in de auto ruimte voor een zak water voor de chauffeur, die per uur een liter moet drinken.

De zonneauto wordt tijdens de race gevolgd door een karavaan van medewerkers en belangstellenden. Er rijden tien volgauto’s mee, waaronder een mobiele werkplaats met reserveonderdelen. Het belangrijkst is de mission control auto. Deze verwerkt gegevens over luchtsnelheid, temperatuur – opgevangen door een rijdend weerstation honderd kilometer vóór de Nuna – en energiegebruik. De reis dwars door het continent is er een van uitersten: in het noorden is het tropisch heet, in het zuiden kan het stormen en regenen. Software berekent hoe hard de Nuna op elk moment het best kan rijden. Als er een wolk voor de zon schuift, moet de auto vaart minderen, anders raken de accu’s – lithium-ion cellen, 5 kWh – leeg.

De Nuna II moet vooraf nog door de Australische apk-keuring, omdat de race op de openbare weg tussen het overige verkeer plaats vindt. De auto moet onder andere zijn voorzien van gordels, remlichten en richtingaanwijzers. Gewone verlichting is niet nodig, omdat alleen overdag wordt gereden. Kinds heeft nooit getwijfeld aan de goede afloop van het project: ‘Af en toe waren er hele moeilijke tijden. Maar we hebben altijd gedacht: als we onze schouders er goed onder zetten, dan lukt het wel.’ Meedoen aan een dergelijk project vereist een flexibele instelling. Tijdens een testrit kwam de bovenkant van de carrosserie los van de onderkant. Dat leverde extra, ongepland werk op, terwijl de begindatum van de race vast stond.

De Nuna II – 5 x 1,8 x 0,8 m (top cockpit) – is opgebouwd uit een koolstofvezel carrosserie, met aramide aan de bovenkant. De vorm van de Nuna II – de auto lijkt op een rijdende vliegtuigvleugel, Cw <0,1 – is gebaseerd op die van haar ook al winnende voorganger. Uit tests in de windtunnel van de TU Delft blijkt dat de nieuwe versie beter is dan de oude. De nieuwe wagen heeft een kleiner frontaal oppervlak en vangt daardoor minder wind. Een hele vooruitgang, want tweederde van het vermogen is nodig om de luchtweerstand te overwinnen.

De winst zit onder meer in de hoogte van de auto. De ogen van de bestuurder zitten ongeveer vijftig centimeter boven het wegdek. Daarnaast is de transparante cockpit, vanwaar de coureur uitzicht heeft, kleiner geworden.

 

Epoxyhars

De Zwitserse motor van de Nuna II – een Biel InWheel BLDC motor – is speciaal bedoeld voor dergelijke toepassingen en heeft een bijzonder hoog rendement van 97 procent. Bijkomend voordeel is dat de coureur niet hoeft te schakelen: de motor loopt tot 170 km/u in dezelfde versnelling. De auto haalt dat maximum ook, maar het duurt een tijdje voor hij op gang is. Het is geen snel accelererende machine.

De Nuna II is met 260 kg bijna vijftien kilogram lichter dan de Nuna I. In tegenstelling tot de Nuna I zijn frame en koetswerk van de nieuwe auto geïntegreerd. Daardoor is een stalen frame overbodig. Verdere gewichtswinst is behaald met lichtere materialen. De monocoque bestaat uit materialen die zijn opgebouwd volgens het sandwichprincipe uit de ruimtevaart en de Formule I: twee lagen koolstofvezel met daartussen een kern van pvc-schuim in een epoxyhars.

Maar ook op andere vlakken kon het team, geadviseerd door oud-astronaut en hoogleraar Wubbo Ockels, gewicht besparen. Er zijn geen standaardonderdelen in de auto verwerkt. De studenten hebben veel onderdelen zelf gefreesd. Deze mogen veel lichter zijn dan standaardcomponenten, omdat ze alleen de race hoeven te overleven.

Om zoveel mogelijk zon te vangen, is vrijwel het gehele oppervlak van de Nuna II bedekt met zonnecellen. Aangezien dit oppervlak groter is dan bij de Nuna I, is er ook plaats voor meer zonnecellen. Bovendien hebben de galliumarsenide triple junction cellen een hoger rendement dan twee jaar geleden. De cellen bestaan uit drie lagen, die elk een deel van het spectrum invangen.

De Nuna II zal in mei nog een wedstrijd rijden in Griekenland. Daarna zal een nieuwe groep studenten de Nuna III gaan ontwerpen en bouwen. Het Nuna II-team zal daar als adviseur bij betrokken zijn.

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu 2 gratis proefnummers TW