Zonnewagen zoeft door de outback

Met de Nuna 3 heeft het Nuon Solar Team alwéér de World Solar Challenge gewonnen. De zonnewagen dient als laboratorium voor de autotechniek van de toekomst. Nu gaat de TU Delft zich toeleggen op de Superbus, een alternatief voor de Zuiderzeelijn.

Zonder een druppel bezine reed de Nuna 3 van het Nuon Solar Team in 29 uur en 11 minuten met een gemiddelde snelheid van 102,75 kilometer per uur 3021 kilometer van noord naar zuid over de Stuart Highway, dwars door de outback van Australië. Het was voor de derde keer op rij dat het het wereldkampioenschap voor zonnewagens won. De nummer twee, Aurora uit Australië kwam drie uur later over de finish, gevolgd door Momentum uit Amerika. De TU Twente en het team uit België kwamen twee dagen later, respectievelijk als negende en tiende over de finish.

Hoe kan het dat de zonnewagen van de TU Delft zoveel beter is dan de rest?

Wubbo Ockels, ex-astronaut en hoogleraar lucht- en ruimtevaarttechniek aan de TU Delft begeleidt het team. Ockels: ,,In 2001 deed de TU Delft voor het eerst mee aan de World Solar Challenge met de Nuna 1, die vijf meter lang en één meter tachtig breed was. Het innovatieve eraan was de enkelvoudige kromming van de bovenkant, waardoor er zoveel mogelijk zonnecellen erop konden worden geplakt.'' Dat uitgangspunt is ook bij Nuna 2 en 3 toegepast, zegt Ockels, en aan de aërodynamica ondergeschikt gemaakt. ,,Maar om te winnen zijn er veel meer factoren in het spel: een goed team, het gewicht van de auto, de kwaliteit van de zonnecellen, de motor, de accu en de elektronica.''

Nuna 3 is met zijn 189 kilo 60 kilo lichter dan Nuna 2. De zonnecellen zijn volgens Ockels steeds efficiënter geworden, en de aërodynamica ook: de brede panelen aan de zijkant van de zonnewagen gebruiken zijwind als voortstuwende kracht. Net de zeil van een zeilboot.

Het totale project kost een miljoen euro, waarvan Nuon de helft sponsort. De TU Delft is een grote sponsor en daarnaast zijn er nog een aantal subsponsors. Het team dat in 2003 de beker had gewonnen, kon daardoor dit jaar mee als support team, om te koken en de tenten op te zetten. Tijdens de wedstrijd reed er een `bezemwagen' vol elektronica, bijgenaamd Mission Control, achter Nuna 3 aan. Mission Control meet onderweg zon- en windintensiteit. Nuna 3 stuurt zelf allerlei data door, bijvoorbeeld het in- en uitgaande vermogen en het energieniveau van de accu's. De Meteowagen, die honderd kilometer vooruit rijdt, doet hetzelfde met het weer.

Al die gegevens, plus informatie over variabelen als route en hoogteverschillen die van tevoren worden ingeprogrammeerd, worden ingevoerd in een computerprogramma, het zgn. strategieprogramma. Dit rekent onderweg aan de hand daarvan iedere drie seconden de ideale gemiddelde snelheid uit; dit jaar was ook dezelfde `strateeg' mee als in 2001 en 2003. Het doel is om met een zo hoog mogelijke gemiddelde snelheid de finish te halen, zonder de batterij leeg te rijden. Als Nuna 3 onder een wolkendek rijdt gaat ze schokkend rijden. Onder een wolk geeft ze gas om er zo snel mogelijk onder vandaan te zijn, tussen twee wolken in remt ze af om zoveel mogelijk zon te pakken. Die strategie loonde: Aurora, de nummer twee, had besloten dit jaar juist zo lang mogelijk een constante gemiddelde snelheid te rijden.

Hoe past deze technologie in de toekomst van de auto-industrie? Toyota heeft onderzoek laten doen naar de vraag of mensen er geld voor over hebben om schoner te kunnen rijden. Het antwoord is: nee. Wel zorgen de hoge olieprijzen ervoor dat de consument geïnteresseerd raakt in alternatieve oplossingen, zoals schonere brandstoffen en efficiëntere – en dus schonere – dieselmotoren. De hybride Toyota Prius gaat momenteel als een speer, niet in de laatste plaats omdat de overheid er een aantal gunstige belastingmaatregelen aan heeft gekoppeld. Guido Rozenkrans, woordvoerder van Louman & Parqui dat Toyota in Nederland importeert: ,,Toyota heeft de hybride nooit als tussenfase beschouwt. Wij geloven, ook voor wat de toekomst betreft in een combinatie van technologieën.'' Tijdens de autoshow van Frankfurt vorige maand kondigden General Motors, DaimlerChrysler, BMW, Volkswagen, Audi en Porsche aan dat ze een aantal van hun bestaande modellen als hybride op de markt gaan brengen.

In de Amerikaanse staat Californië betalen autofabrikanten een boete wanneer ze te veel auto's produceren met hoge emissiewaarden (uitlaatgassen). Als ze een bepaald percentage auto's produceren met lage emissiewaarden kunnen ze dat tegen elkaar wegstrepen. Nergens rijden er dus meer hybrides rond dan in Californië. Filmsterren als Harrison Ford, Leonardo di Caprio en Meryl Streep hebben geholpen het imago van de hybride op te vijzelen: ze laten zich op filmpremières in een Prius voorrijden in plaats van een stretched limo, met als boodschap dat zij iets goeds doen voor het milieu. Arnold Schwarzenegger wil nu een snelweg bouwen met om de honderd kilometer een punt waar je waterstof kunt tanken.

Naast de hybride zal de auto van de toekomst waarschijnlijk of een elektrische, of een waterstofmotor hebben. Tijdens de World Solar Challenge reden er demonstratiemodellen mee, de zogenaamde Greenfleetklasse, die laten zien dat het nu al mogelijk is om met een elektrische auto of een bus met een brandstofcel van noord- naar zuid-Australië te rijden. Wereldwijd rijden er zesendertig van deze brandstofcelbussen, waarvan drie in Amsterdam. In Nederland hebben een handjevol bedrijven een eigen waterstofvulpunt.

Er zijn nog wel knelpunten. De accu van een elektrische auto kan met zonne-energie worden geladen, zoals bij de zonnewagens van de World Solar Challenge, of door een stekker in het stopcontact te steken. Maar de oplaadtijd is lang, de accu's zijn nog zwaar en duur, en de afstand die je ermee kunt afleggen is nog te klein.

Menno van Groeningen, energiedeskundige bij Nuon, verwacht dat de consument in de toekomst zelf energie zal produceren voor huis en auto. ,,In 2020 heeft iedereen zijn dak vol liggen met zonnepanelen. De consument wordt zelf energieproducent en kan dan zelf bepalen of hij die voor zijn huis of zijn auto gebruikt. Het energiebedrijf blijft nodig omdat het zorgt voor grootschalige opslag en een stabiel elektriciteitsnet.''

Een auto op waterstof laten rijden, is technisch eenvoudig. In een brandstofcel worden waterstof en zuurstof via elektroden naar elkaar toe geleid en wordt het waterstof omgezet in water. Tijdens dit proces komt elektriciteit vrij waarmee de motor wordt aangedreven. De enige uitstoot van de brandstofcel is waterdamp. Het principe is al in 1839 door de Britse amateur scheikundige William Grove uitgevonden, maar pas een eeuw later werden de mogelijkheden ervan onderkend. Brandstofcellen zijn nog wel erg duur, enwaterstof (een gas) bevat veel minder energie per kubieke meter dan benzine. Bovendien kun je nu nog nergens waterstof tanken.

Oliemaatschappijen hebben voorkeur voor de waterstofmotor omdat zij dan de bestaande pompstations eenvoudig kunnen ombouwen. Energiebedrijven daarentegen mikken op de accu. Op dit moment investeren zowel oliemaatschappijen als autofabrikanten en energiebedrijven in meerdere technologieën om hun risico's te spreiden.

En wat is de toekomst van de auto op zonne-energie? Jorrit Lousberg, teamleider van het Nuon Solar Team: ,,Je moet de zonne-auto zien als een Formule 1 auto. Die worden ook niet in productie gebouwd. De World Solar Challenge fungeert als een laboratorium voor autotechniek. Wij passen de technologie toe en proberen die te verbeteren.''

Van Groeningen van de Nuon: ,.Er worden nu doorzichtige folies ontwikkeld die je in ruiten kunt plaatsen. De folie absorbeert zonne-energie terwijl je er gewoon doorheen kunt blijven kijken. In de toekomst zal het dus mogelijk zijn om alle ramen en de gehele buitenkant van een gebouw vol te plakken met zonnecellen.''

Rozenkrans van auto-importeur Louman & Parqui: ,,Zonne-energie zou kunnen fungeren als een van de technologieën in de auto van de toekomst. Dan wordt een onderdeel van je auto door zonne-energie aangedreven, zoals de airconditioning. Of het daadwerkelijk in productie wordt genomen is de vraag: Toyota kijkt als de één na grootste autofabrikant ter wereld naar een wereldwijde markt en er is op sommige plekken op aarde nu eenmaal erg weinig zon. Je kunt je dan ook vragen of zo'n toepassing op wereldschaal gezien rendabel is.''

De laatste deelnemers kwamen vier dagen na Nuna 3 over de finish. Koningin Beatrix feliciteerde het winnende team per fax. Over twee jaar is er weer een World Solar Challenge, en Nuon zal er bij zijn – maar de TU Delft niet. ,,Wij gaan ons nu toeleggen op de Superbus'', zegt Wubbo Ockels, ,,een alternatief voor de Zuiderzeelijn. De Superbus is goedkoper, zuiniger in brandstofgebruik en ook flexibeler dan de zweefbaan. Na drie overwinningen op rij is er voor ons niet zo veel meer eer aan de Solar Challenge te behalen.''