Op de keuring van alle zonnewagens kreeg onze concurrentie een grote verassing te verwerken. In Nuna7 lagen een paar koolstofbakken. Toen we het paneel van de auto tilden, werd de spanning in de zaal voelbaar. Wat zijn die dingen? Waarom zou je extra gewicht in je auto leggen? Wat zit er aan de binnen- of onderkant van die bakken? Waar zijn die draadjes voor die de bak in verdwijnen?
Sommige teamleden van concurrenten kwam even spieken, er kwamen soms even officials langs en het aantal fotografen en filmcrews nam gestaag toe naarmate Nuna7 dichter bij de elektrische controle kwam. Eenmaal aangekomen tilde Jorrit Vervoordeldonk, Technisch Manager van het Nuon Solar Team, een van de bakken op. Zodra hij de bak omdraaide, hoorde je het gonzen door de hele zaal van de keuring. Lichten van de camera’s werden op het weerspiegelende oppervlak gericht, de flitsen van de fotografen verblindden het toestromende publiek.
Wat je kon zien, maakte nog niet helemaal duidelijk wat er nou in die bak zat. Het was een soort glazen plaat, met allemaal cirkeltjes er op en een oranje gloed. Met open mond zaten studenten van Tokai University en Michigan University te kijken naar de bakken. Veel mensen konden niet bedenken wat het was. In het publiek was er wel een teamlid van Michigan University Solar Team die tegen zijn collega zei: “Oh shit… I know what that is.”
De koolstofvezel bakken zijn concentrators. Het is een paneel met lenzen die zonlicht bundelen en concentreren op hele kleine zonnecellen. Deze zonnecellen zijn van enorm hoge efficiëntie. Normaal zijn die cellen verschrikkelijk duur, doordat deze cellen maar 0,6 bij 0,6 millimeter groot zijn, is het een stuk betaalbaarder. De lenzen die het zonlicht concentreren, doen dat met een factor 1100. Dat betekent dat je met een cel van tien vierkante centimeter de inkomsten krijgt van een zonnepaneel van meer dan een vierkante meter!
De reden dat we dit systeem gebruiken, is doordat je van de World Solar Challenge maximaal zes vierkante meter aan zonnepaneel mag gebruiken. Met de cellen die wij gebruiken haalden we 5,9 vierkante meter, als we er daar een zonnecel aan hadden toegevoegd, zouden we we 6,1 vierkante meter hebben gehad. Dus moesten we op een bepaalde manier nog een halve zonnecel toevoegen aan onze energie-inkomsten. Met concentrators voeg je een erg kleine oppervlakte aan zonnecel toe, terwijl je wel hoge inkomsten krijgt. Binnen in Nuna7 was er nog ruimte voor een aantal concentratorbakken.
Na het testen van een aantal verschillende lenzen, kwamen tweetraps siliconen lenzen het meest efficiënt uit het onderzoek. Het bedrijf Semprius, uit Amerika produceerde dit soort bakken. In die bak zitten 660 verschillende zonnecellen, van 0,6 bij 0,6 millimeter groot. Het probleem met de bakken was, dat deze 7,4kg per stuk wogen. Op een totaal gewicht van Nuna7 van 160kg weegt dat niet op tegen de extra inkomsten die je er mee wint. Die bakken moesten dus echt lichter.
Samen met Semprius hebben we de bakken vijf kilo lichter weten te maken. Dit deden we door de glazen lenzenplaat van 3,2 millimeter terug te brengen naar 1,1 millimeter ‘gorilla-glas’. Naast deze gewichtsbesparing hebben we de stalen bak aan de achterkant vervangen door hetzelfde materiaal als waar de hele auto van het Nuon Solar Team is gemaakt. Dat is vederlicht, stijf koolstofvezel van Textreme, met de beste hars van DSM Composite Resins. In totaal weegt een bak nu nog maar 2,4 kg. Deze onderdelen lieten we door Semprius samenvoegen, de lenzen en de zonnecellen werden perfect uitgelijnd, totdat we een goed werkend concentrator systeem hadden.
Een nadeel van dit systeem is dat de concentrators perfect richting de zon moeten zijn gericht, anders halen ze geen energie binnen. Daarnaast zitten ze in de body van de auto. Je kan ze dus niet gebruiken tijdens het rijden. Tijdens de race moet je wel verplicht om de 300km stoppen voor een half uur. In die tijd richt je de concentrators richting de zon en kan je energie binnenhalen. Waar wel nog rekening mee moet worden gehouden, is dat concentrators alleen maar werken bij direct zonlicht. Als er tijdens de race veel wolken zijn, kan het dus zijn dat je veel dood gewicht meeneemt, 14,4 kg welteverstaan, aangezien er zes bakken in de auto passen.
Met het gewicht en de energie-inkomsten bijeengenomen, kunnen de Semprius concentrators de totale racetijd verlagen met een uur. Dat is ongeveer de tijd die het vorige team achter liep op de winnaars van de afgelopen editie, een substantiële verbetering dus. De vraag is, wil je die kans wagen? We zijn hard bezig het weer te voorspellen voor de race, om te kijken of er genoeg directe zon is, om deze tijdswinst er uit te halen.
Deze innovatie zou een geweldige toevoeging zijn aan de wagen. We kunnen nu alleen nog maar hopen dat het weer positief uitpakt. Dan zouden concentrators de winnende factor kunnen zijn.
Fotografie: Jorrit Lousberg