Snelle halfgeleider

Bruno van Wayenburg

ZONNECELAUTO PROFITEERT VAN HOOG RENDEMENT

Drie keer werd de zonnecelauto Nuna ingehaald door haar grote concurrent

de Aurora, de winnaar van de vorige World Solar Challenge race dwars door

Australië. En drie keer wist het Nederlandse Nuna-team de concurrentie te

achterhalen, om als eerste te finishen met een voorsprong van 80

kilometer. De Nuna (uit te spreken als `Noena') heeft precies vier dagen

gedaan over de 2997 kilometer, vanaf de start in het Noord-Australische

Darwin tot de buitenwijken van Adelaide aan de zuidkust. Dat is een

record, net als de gemiddelde snelheid van 91 kilometer per uur en de

topsnelheid van 100 kilometer per uur.

``De beker moeten we nog ophalen', zegt een blije Rosalie Puiman van het

achtkoppige Nuna-team aan de telefoon, ``we hebben eigenlijk geen

noemenswaardige technische haperingen gehad.' En dat terwijl Nuna

volgestouwd was met gevoelige high-tech, van de futuristische zonnecellen

tot het ijsgekoelde pak voor de piloten.

Dat pak is maar af en toe gebruikt, zegt Puiman, de gevreesde martelgang

voor de vier bestuurders in de cockpit onder de woestijnzon bleef uit.

``Bij hoge snelheden kwam er zoveel wind binnen dat de piloten meestal

comfortabel konden zitten.' Van een echt ventilatiesysteem was vanwege de

stroomlijn afgezien. Ook de luier, voor sanitaire noodgevallen, is niet

ingezet, deelt Puiman mee.

Van het team van acht studenten van de TU Delft en de Universiteit van

Amsterdam waren de vier kleinsten geselecteerd om de toegestane rijtijden

van acht uur 's ochtends tot vijf uur 's middags vol te maken. ``We

hebben de piloten om de vijftien minuten per walkie-talkie opgeroepen',

vertelt Puiman, ``om te vragen hoe ze zich voelden. Sommigen hadden dat

wel nodig.' De af en toe stevige wind die de wagen van 200 kilogram te

verduren kreeg vergde behoorlijke oplettendheid.

complete werkplaats

``Er zijn nog wel wat wat problemen geweest met de telemetrie', weet

Puiman nog te bedenken. Ze doelt op de radioverbinding om technische

gegevens door te seinen aan het team in het commandocentrum in een camper

acher de Nuna, waar de strategie bepaald werd. ``De bestuurder kan alleen

sturen, gas geven en remmen', zegt Puiman. Verder reden ook een complete

werkplaats, een verkenner en een trits verzorgingswagens mee in de

Nuna-karavaan.

Bepalend voor de overwinning waren Nuna's 2500 zonnecellen met een

totaaloppervlak van 8,4 vierkante meter. ``Het is een type zonnecel dat

tot nu toe alleen in de ruimtevaart is gebruikt', vertelt Puiman. De

Europese Ruimtevaartorganisatie ESA wil de cellen toepassen de maanmissie

SMART-1 in 2003. De cellen, geleverd door het Duitse onderzoeksinstituut

ASE zijn gemaakt van lagen van het halfgeleidermateriaal galliumarsenide.

Ze bestaan uit drie laagjes materiaal, die ieder energie halen uit een

ander deel van het zonlichtspectrum.

De cellen zijn ingekapseld in een kunststof laminaat met een

antireflectiecoating, met een geheime samenstelling. ``De coating is

extreem gevoelig voor aantasting. Je kunt er zelfs niet met je handen

aanzitten', zegt Puiman. De panelen zetten zo'n 25 procent van het

invallende licht om in energie, wat bij volle zonneschijn neerkwam op

zo'n 1500 watt. Normale sicilicumcellen halen geen rendementen boven de

20 procent.

luchtbanden

De aerodynamische body van Nuna, gemaakt van koolstofvezels versterkt met

supersterk kevlar, is op de computer ontworpen door één van de studenten,

net als het frame van licht hoge-treksterkte-aluminium. Een

hoogrendements-elektromotor drijft driewieler Nuna aan. De motor is

ingebouwd in het enige achterwiel om transmissieverliezen via assen te

beperken. Nuna heeft luchtbanden, keihard opgepompt tot 8 bar, en ook is

er de reglementair toegestane lithium-ionen-accu aan boord, met een

capaciteit van vijf kilowattuur.

De accu, die ook bij het remmen door een dynamo opgeladen wordt, biedt

mogelijkheden om aan strategisch racen te doen. Ooit won een team door op

de accu onder plaatselijke bewolking vandaan te rijden, om niet meer

ingehaald te worden.

Een reeks gelijkstroomtransformatoren, Maximum Power Point Trackers

(MMPTs), past de gelijkspanning van de zonnecellen aan en verdeelt de

geleverde stroom bij overcapaciteit over motor en batterij. ``Een paar

MMPTs zijn tijdens de race uitgevallen', somt Puiman de rest van de

technische mankementen op, ``maar steeds dezelfde dag nog vervangen.'

Het Team is anderhalf jaar bezig geweest met de Nuna. ``Toen we begonnen

was er nog nooit een Nederlandse zonne-auto gemaakt, en niemand wist hoe

het moest', herinnert Puiman zich. Via team-adviseur Wubbo Ockels,

ex-astronaut en hoogleraar ruimtevaart in Delft, werd contact gelegd met

ruimtevaartorganisatie, die de specialistische zonnecellen bereikbaar

maakte. Later volgden andere sponsors, waaronder energiebedrijf Nuon.

De Nederlandse overwinning heeft het zonneracen een nieuwe impuls

gegeven, denkt Puiman. Recordhouder Honda deed dit jaar niet mee maar zal

nu uitgedaagd zijn. De nummer twee, de ex-titelhouder Aurora uit

Australië, was ook een oudgediende. ``Zij hebben één lekke band gehad, en

moesten één keer van piloot wisselen', zegt Puiman. Iets meer pech dus

dan de Nuna, maar niet genoeg om 80 kilometer achterstand te verklaren.

Puiman: ``Zij hadden een iets betere stroomlijn, maar onze zonnecellen

hebben het verschil gemaakt.'

www.wsc.org.au

www.alpha-centauri.nl

Officiële finish van de Nuna in Adelaide. De Nederlanders legden het

parcours van 2997 kilometer in 32 uur en 39 minuten af. FOTO REUTERS