artikel

Lightyear rijdt op zonne-energie, hoe kan dat?

Techniek 3844

“Als we massaal elektrisch gaan rijden, wordt de piek in het elektriciteitsgebruik een keer of zes zo groot als nu”, zegt Lightyear-CEO Lex Hoefsloot. “En ondertussen moeten de kolencentrales dicht.” Onoplosbaar probleem? Niet voor Hoefsloot: “If you can’t solve the problem, make it bigger. Met de Lightyear One passen we niet alleen de elektrische auto aan, maar de hele keten…”

Lightyear rijdt op zonne-energie, hoe kan dat?
Hoe zonneauto Lightyear One er precies uit gaat zien? De officiële onthulling staat gepland voor halverwege 2019.

Even voor de duidelijkheid, de Lightyear One is een elektrische auto die zijn energie deels van de zon krijgt. Lex Hoefsloot is CEO van het bedrijf dat die auto ontwikkelt: Atlas Technologies. Imposante naam, is Atlas Technologies een multinational? Nou nee, het bedrijf bestaat pas twee jaar. Hoefsloot is een van de oprichters. Inmiddels telt de start-up honderd medewerkers. “Daaronder veel jonge talentvolle ingenieurs.”

De 3.000 m2 grote productiehal is net opgeleverd. De productie-equipment staat er nog niet, dus kan CEO Lex Hoefsloot er de pers bijpraten.

Weg met de vaste aannames

Tijdens hun studie maakten ze deel uit van het Solar Challenge-team van de TU-Delft, Eindhoven of Twente, of ze waren lid van een Formula Student-team. “Allemaal hebben ze gewerkt in een team dat van de grond af een voertuig heeft opgebouwd. En als je dat doet, ga je alle vaste aannames nog eens langs met een frisse blik”, gaat Hoefsloot verder, “En dat is precies wat we nu ook doen tijdens de ontwikkeling van de Lightyear One.”

De teller van het aantal bestelde Lightyear Ones staat op 57. Oh nee, 77, Leaseplan directeur Erik Henstra spreekt zijn vertrouwen uit in het Lightyear tem en bestelt er twintig.

Mix van talent en ervaring

Gelukkig bestaat team Lightyear niet uit jong talent alleen: “Nee, we hebben ook ervaren mensen van Tesla, DAF, VDL en van toeleveranciers van de auto-industrie. Dat geeft ons de juiste mix van talent en ervaring.” Die mix krijgt bovendien hulp van FEV en EDAG, twee gerenommeerde ontwikkelingsbureau’s voor de auto-industrie

Waaraan al die mensen, jong en ouder, werken? Grofweg aan de oplossing van twee problemen: “Eén: Veel elektrische voertuigen worden fossiel geladen. En twee: “Om echt een stap te maken met elektrische voertuigen zijn gigantische investeringen nodig in de infrastructuur. Denk aan laadpalen en aan buffers om elektrische energie tijdelijk in op te slaan.”

De teamfoto moet vaak opnieuw bij team Lightyear, iedere maand komen er vijf tot tien knappe koppen bij.

Tweemaal zo efficiënt

“Het kan lang duren voor dat er allemaal is”, denkt Hoefsloot. “Daarom willen we een deel van de laadpalen vervangen door de zon. Met een Lightyear One vervangen we tussen de 8 en de 10.000 km/jaar door de zon.” En daar komt nog iets bij: “Uit de laadpaalenergie haalt de Lightyear One veel meer kilometers. Onze auto wordt tweemaal zo efficiënt als een Tesla.”

Waarom bestaan solarauto’s dan nog niet?

De cellen én de auto

Het klinkt allemaal eenvoudig. Maar als het echt zo simpel is, waarom bestaan solarauto’s dan nog niet? Hoefsloot noemt twee redenen: “Wij gebruiken ‘super high efficiency’ zonnepanelen. Die zetten een veel groter deel van de zonne-energie om in elektrische energie dan de zonnepanelen op je dak thuis doen.”

De tweede reden is…: “De auto! Die moet veel efficiënter worden. Wij stoppen maar een klein deel van onze ontwikkelingstijd in de zonnepanelen. Het overgrote deel gaat in de auto zelf.” Hij noemt drie belangrijke elementen in die ontwikkeling: “De wielmotoren, die maken aandrijfassen en differentieels overbodig, de aerodynamica, de Lightyear One wordt de meest aerodynamische auto op de markt, en lichtgewicht.”

Lichtgewichtcyclus

Hoefsloot spreekt over de lichtgewichtcyclus: “Als je de auto aerodynamischer en lichter maakt, kun je uit met een kleinere batterij. Dat maakt de auto weer lichter en het energieverbruik lager. Daardoor kun je uit met een kleinere batterij, maar ook met lichtere motoren, remmen en wielophangingen. Dat maakt de auto weer lichter en dus kun je uit met een nog kleinere batterij. En die maakt de auto weer lichter…”

De oprichters en veel medewerkers deden ervaring op in de Solar Challenge in Australië.

De vrijheid terug

Dankzij die efficiënte zonnecellen, de aerodynamica en de lichtgewicht constructie belooft Hoefsloot een actieradius van 800 km voor de Lightyear One: “De auto is altijd een symbool van vrijheid geweest. De EV met zijn kleine actieradius en zijn afhankelijkheid van laadpalen nam dat de auto af, wij brengen die vrijheid weer terug.”

Auto’s of luchtkastelen?

“In 2020 start de productie van de Lightyear One, in 2021 bouwen we er 1500, in 2025 gaan we op grotere schaal produceren en vanaf 2030 gaan we het probleem van wel smog en geen laadinfrastructuur in opkomende economieën oplossen.” Ambitieus! Gaan Hoefsloot en zijn snelgroeiende team die ambities waarmaken? Moeilijk te voorspellen, wel zeker is dat Hoefsloot zijn presentatie doet op de glimmende epoxyvloer van de splinternieuwe 3.000 m2 grote productiehal voor de Lightyear One op de Automotive Campus in Helmond. En dat er inmiddels 57 Lightyear Ones verkocht zijn. Eh…, 77, na afloop van Hoefsloots presentatie zet Leaseplan-directeur Erik Henstra zijn handtekening onder een bestelling van 20 Lightyear Ones. Een miljoenenorder, want de Nederlandse zonneauto is geen koopje: € 119.000 exclusief belastingen.

Lightyear One-techniek

In de nu nog lege hal op de Automotive Campus in Helmond moeten medio 2019 de eerste prototypen gebouwd worden. Komende zomer zal de auto dan officieel onthuld worden. Daarna volgen de zomer- en wintertesten op allerlei extreme plaatsen in de wereld en eind 2020 moet de Lightyear One dan in productie gaan.
Chief Technology Officer Arjo van der Ham beantwoordt vragen over de techniek van de auto. Omdat de Lightyear One een elektrische auto is vragen we eerst naar de batterij. Dat is een beetje tot ongenoegen van Van der Ham: “Ja, de batterij is belangrijk, we hebben die buffer nodig, maar doordat we mikken op zonnepanelen, aerodynamica en lichtgewicht is die batterij geen core. Het verbruik is maar de helft van dat van een Tesla.” De helft van 21 kWh/100 km mogen we dus concluderen.
Van der Ham wil nog wel zeggen dat de capaciteit van de batterij veel kleiner is dan die van een Tesla en ook nog royaal minder dan de 64 kWh van een Kia e-Niro.

De Lightyear One is een forse auto, formaatje Tesla. Let op de eenvoudige en rechte vormen van het gelijmde en gepopte aluminium chassis. Geen verbrandingsmotor betekent grote crashboxen voor en achter. De batterij past onder de interieurvloer.

Lichtgewicht

Daarmee vindt hij het genoeg over de batterij, dus door naar het voertuig: “Het gewicht van de complete auto is net boven de 1.000 kg.” Dat dankt de Lightyear One aan zijn carbonfiber carrosserie en zijn aluminium chassis, met double wishbone-ophanging voor en achter, en in ieder wiel een motor. “Je ziet dat we voor de bouw van het chassis geen grote zware persen nodig hebben. Complexe vormen ontbreken. Het chassis is opgebouwd uit gevouwen platen die aan elkaar gelijmd en gepopnageld zijn. Bijkomend voordeel: daarmee kun je ook in opkomende economieën uit de voeten.”

Als je nu 100 % duurzaamheid verlangt bereik je niets

Permanent magneet motoren

Dan de motoren: “Dat zijn vier borstelloze AC axiale flux motoren.” Motoren met een permanente magneet dus. Van der Ham is zich er van bewust dat die motoren een beroep doen op de zogenoemde zeldzame aardmetalen: “Op dit moment zijn deze motoren een verstandige keuze. Op lange termijn niet. Maar als je nu 100 % duurzaamheid verlangt bereik je niets.”
Van der Ham is niet jaloers op de motoren die Audi in zijn nieuwe e-tron gebruikt: “Onze motoren hebben een heel hoge koppeldichtheid. Daardoor kun je ze direct in het wiel bouwen, dat lukt niet met die Audi-motoren.”

Double wishbones en luchtvering. De grote smalle wielen bieden ruimte aan wielmotoren, hier zijn ze nog niet gemonteerd.

Zonne-opbrengst

Over de zonnepanelen hebben we het dan nog niet gehad: “Het zonnecellenoppervlak op de auto is 5 m2.” Dat komt overeen met ongeveer 3,5 zonnepaneel op het dak van je huis. Trek je die vergelijking door, dan gaat het wel om panelen met een hoog vermogen: zo’n 350 Wp (Watt peak) maakt 1.200 Wp voor de hele auto. “Een uur in de volle Australische zon is goed voor 1,2 kWh”, rekent Van der Ham voor. In de Nederlandse zon haal je dat niet, en onder de Nederlandse bewolking al helemaal niet.

Slimme elektronica

Wel zetten de voormalig Solar Challenge-studenten alles op alles om het uiterste uit de zon te halen: “Een dak van een woning is vlak, maar een aerodynamische auto is gekromd. Dat betekent dat de zon niet op alle cellen onder een even grote hoek invalt. Dus zijn er cellen met meer en cellen met minder opbrengst.” Dat kan een probleem vormen: “Zonnecellen leveren een lage spanning en een hoge stroom. De batterij en de motoren vragen het omgekeerde, dus moet je de cellen in serie schakelen zodat de spanning optelt. Vergelijk het met een aantal batterijtjes die je in serie zet. Haal er een tussenuit en de rest doet niets meer. Daarom werkt de elektronica achter de panelen als bypass.”

Het interieur van de Lightyear One bestaat alleen nog maar in virtual reality.

Rekenen en valideren

Op Lightyear.one vind je een calculator waar je je woonplaats en jaarkilometrage invult. Het systeem berekent hoe vaak je je Lightyear One zou moeten laden in een jaar: “We baseren dat op datapuntjes op parkeerplaatsen en een skyfactor die het percentage energieverlies door schaduw bepaalt. Op dit moment zijn we dat aan het valideren met 200 reguliere auto’s waarop we een kastje hebben geplaatst zodat we zien hoeveel zon erop die auto’s valt. De cijfers die dat oplevert stemmen positief.”

Lightyear-calculator: Hoeveel kilometer rijd je en waar woon je? Dan moet je X keer laden.

Duurzaam levenseinde

Ten slotte de recycling. Ook aan de levensduur van een Lightyear One komt een einde, en dan? “Het aluminium chassis is makkelijk uit elkaar te halen en te hergebruiken, met een aantal van de andere delen hebben we nog een uitdaging.” Maar ook aan die uitdagingen wordt al volop gewerkt: “Voor de carbon carrosserie werken we aan thermoplastische harsen. Bij de recycling kunnen we de hars dan smelten, zodat we de hars en de vezels kunnen scheiden om ze allebei weer opnieuw te kunnen gebruiken.”

Reageer op dit artikel