EN|NL
Vandaag is het wetenschapswoensdag. Een tweewekelijks item waarin wij een technisch onderdeel toelichten. In deze eerste wetenschapswoensdag van 2019 vertelt onze elektrotechnicus Hidde over de accu in de zonneauto. Hoe zit zo’n accucel in elkaar, hoeveel energie kan deze opslaan en hoe kan de zonneauto rijden als de zon achter de wolken zit?
Rijden zonder zon
De accu van de zonneauto wordt gebruikt om zonne energie in op te slaan. Deze energie komt binnen via het zonnepaneel wanneer de zon hier fel op schijnt. Een groot deel van de energie gaat tijdens het rijden direct naar de motor. Dit maakt dat de auto efficiënt gebruik kan maken van de inkomsten van het paneel. De overige energie wordt opgeslagen in de accu en kan vervolgens worden gebruikt om door te rijden wanneer er weinig of zelfs geen zon is. Er zijn ook momenten wanneer de zonneauto niet rijdt (bv. voor of na de racedag), maar de zon wel schijnt. Ook dan wordt de energie opgeslagen in de accu.
Hoe werkt dat?
De accu van de zonneauto bestaat uit meerdere oplaadbare accucellen. Een accucel heeft dezelfde eigenschappen als een oplaadbare batterij, alleen de vorm verschilt. Net zoals in een oplaadbare batterij, wordt er in een accucel chemische energie omgezet in elektrische energie bij het ontladen en omgekeerd bij het opladen. De manier waarop de chemische energie wordt opgeslagen hangt af van de materialen waar de batterij van gemaakt is. De accu van RED Shift is bijvoorbeeld opgebouwd uit lithium-ion accucellen. In deze accucellen zorgen de lithium ionen voor het ontladen en opladen van de accu.
Genoeg prik
Als Solar Team Twente zoeken wij accucellen die een hoge energiedichtheid hebben, omdat het reglement van de Bridgestone World Solar Challenge een limiet stelt aan het totale gewicht aan accucellen dat je mee mag nemen. Tegelijkertijd moet de accu ook genoeg spanning leveren om de elektromotor op hoge snelheid aan te kunnen sturen. Om deze spanningen te bereiken, worden meerdere accucellen in serie gezet. Hierbij wordt steeds de negatieve pool van de ene cel verbonden met de positieve pool van een andere cel. De spanningen van de twee cellen worden nu opgeteld voor de totale spanning van de accu. Door genoeg cellen in serie te zetten halen we de spanning die nodig is om tijdens de race onze concurrenten in te kunnen halen!
Onze electrotechnicus Hidde heeft een twee veelgestelde vragen over de accu uitgekozen en beantwoord!
Hoe wordt energie van het paneel opgeslagen in de accu?
De spanning uit het paneel is hetzelfde als de spanning van de accu. Echter, de stroom vanuit het paneel varieert. Dit hangt af van de hoeveelheid zon die er op dat moment op het paneel schijnt. Een deel van de stroom wordt dus direct naar de motor gestuurd en gebruikt om te rijden. Alle stroom die niet gebruikt wordt door de motor gaat dan de accu in. Als de accu vol is, wordt de verbinding tussen het paneel en de accu verbroken uit veiligheidsoogpunt. De accu kan namelijk kapot gaan als er te veel stroom in komt. De stroom in of uit de accu hangt dus af van de inkomsten van het zonnepaneel. Deze kan niet door ons zelf bepaald worden. Door te kijken naar de inkomsten van het zonnepaneel, de snelheid, en daarmee het verbruik van de zonneauto, kunnen wij wel schattingen maken over de hoeveelheid stroom in de accu. Deze schattingen zijn vervolgens van belang voor het bepalen van de winnende strategie voor de race.
Waarom is het belangrijk voor de strategie om een accu te kunnen gebruiken?
De accu is enorm belangrijk voor de strategie, aangezien de snelheid van de zonneauto op deze manier niet alleen afhankelijk is van de inkomsten vanuit de zon. Zonder accu zou altijd alle energie vanuit het zonnepaneel meteen naar de motor worden gestuurd. Dit kan echter niet altijd, bijvoorbeeld vanwege snelheidslimieten. Met de accu is het mogelijk om een deel van de energie die binnenkomt op te slaan en later te gebruiken als er minder zon is, bijvoorbeeld als het bewolkt is. Een deel van de energie kan bij de bewolking gebruikt worden om sneller onder de wolken uit te komen, waardoor je langer in de zon rijdt en meer energie binnenkrijgt. De accu werkt voor strategie dus eigenlijk als een soort buffer!
Wetenschapswoensdag recap
- Zonne-energie wordt omgezet naar elektrische energie, deze wordt opgeslagen in een accu
- Accucellen zijn eigenlijk hetzelfde als oplaadbare batterijen, alleen de omvang en vorm verschillen
- Door reglementen van de Bridgestone World Solar Challenge staat er een limiet op het totale gewicht aan accucellen in de zonneauto
Recent Comments