TU Delft-studenten onthullen Nuna11-zonneauto met drie wielen en lfp-accu

De TU Delft-studenten van het Vattenfall Solar Team hebben hun Nuna11-zonneauto onthuld. Het nieuwe ontwerp heeft in vergelijking met NunaX een wiel minder, een lfp-accu in plaats van een Li-ionaccu en een eigen ontworpen motorcontroller.

De Nuna11 heeft drie wielen in plaats van vier, waarbij twee wielen aan de rechterzijde zitten en het derde wiel links zit. Dit zorgt voor een efficiëntere auto omdat er minder lucht- en rolweerstand is. Daarnaast is het algehele voertuig groter, vanwege het gebruik van siliciumpanelen in plaats van GaAs-panelen. Deze siliciumpanelen zijn minder efficiënt. Daarom is het zonnepaneel van de Nuna11 groter dan het voorgaande model. De Nuna11 is daarom ook 20 centimeter langer en 50 centimeter breder dan het vorige model.

Het gewicht van de zonneauto is tevens toegenomen door het gebruik van een lfp-accu. Deze gebruikt onder meer geen kobalt en is daarom volgens het team duurzamer dan de eerder gebruikte Li-ionaccu. Deze lfp-accu is echter wel ongeveer twee keer zo zwaar als een vergelijkbare Li-ionaccu. Tweakers sprak met Vattenfall Solar Teams chief engineer Tibbe Lukkassen over de Nuna 11.

Nuna11 was ontworpen voor de World Solar Challenge 2021, maar deze is vanwege de coronacrisis afgelast. In plaats daarvan is er een Solar Challenge 2021, die zich afspeelt in Marokko. Deze start op 25 oktober, duurt vijf dagen en teams leggen in totaal 2500 kilometer af.

Foto: Jorrit Lousberg

Reacties (38)

een lfp-accu in plaats van een Li-ionaccu

LFP is een type Li-ion cell, “in plaats van” klopt dus niet.

Helemaal mee eens, ik ga even de redactie mailen.

Lithium-IJzerfosfaat(lfp of LiFePO4) is net als Lithium Nickel-Mangaan-Cobalt(NMC) een subset van Lithium-ion. Lithium-ion is de familienaam van verschillende soorten batterijen die gebruik maken van Lithium ionen als ladingsdragers.

INFOGRAPHIC

[Reactie gewijzigd door Mindfucker op 8 juli 2021 18:39]

Het lijkt dus dat deze veranderingen het moeilijker maken, grotere auto door grotere panelen, zwaarder door een andere accu, is dit nodig voor de wedstrijd of gooien ze het over een andere boeg nu?

Staat gewoon in het gelinkte artikel toegelicht, wbt de panelen:

De zonnepanelen van het vorige model hadden een totale oppervlakte van 2,64m² en dit betrof galliumarsenidezonnepanelen. Met de nieuwe reglementen mogen deze niet meer worden ingezet. De GaAs-panelen zijn efficiënter, maar ook minder milieuvriendelijk en duurder.

En de accu

Dit extra gewicht heeft vooral te maken met de nieuwe lfp-accu. Dergelijke lithiumijzerfosfaat-accu's gebruiken bijvoorbeeld niet het metaal kobalt. "Het is al jaren iets waar je als team over nadenkt. Je maakt de balans op en kijkt of het extra gewicht van de lfp-accu opweegt tegen de milieuvoordelen. Vorige jaren waren die milieuvoordelen de trade-off niet waard, maar inmiddels zien we dat de ontwikkelingen vooruit zijn gegaan. Lfp-accu's zijn tegenwoordig lichter dan voorheen, daarom hebben wij ook de stap kunnen zetten om voor lfp-accu's te kiezen in plaats van li-ionaccu's. Een 5kWh-lfp-accu blijft echter wel ongeveer twee keer zo zwaar als een 5kWh-Li-ionaccu."

Een ander, niet onbelangrijk voordeel van lfp-accu's, is dat deze stabieler zijn en minder brandgevoelig zijn. NunaX wist de vorige World Solar Challenge niet af te ronden, omdat het voertuig in brand vloog voor de finish. De oorzaak van deze brand is nooit achterhaald, al ontstond die brand wel in de accu. De extra stabiliteit speelde volgens Lukkassen wel mee, 'maar was geen doorslaggevende reden om voor lfp te gaan'.

Bedankt voor de uitleg.

Niet onbelangrijk: een LFP (LiFePO4) accu bevat geen kobalt.
Als je weet hoe kobalt vandaag ontgonnen wordt (impact milieu, mensenrechten, corruptie, kinderarbeid, ...) is elke LFP accu een grote stap voorwaarts.

Slechts 1 van de 4 argumenten zijn direct toe te rekenen aan kobaltwinning zelf. Kobalt kan prima gewonnen worden zonder problemen met mensenrechten, zonder corruptie, en door volwassenen. Als je je kobalt elders kunt sourcen, dan moet je dat dus doen, en geen kobalt gebruiken doe je dan alléén voor het mileu... in een accu met *lithium*.

Ook voor het milieu is het niet zo 1,2,3 als vaak geschetst. Een LFP accu is zwaarder en dus vereist het meer energie om die op dezelfde snelheid te laten rijden. Daarmee heb je weer een sterkere motor nodig (en hogere stroom). Dat zorgt weer voor meer verliezen in de batterij, die op zichzelf al meer verliezen heeft.

Om het in het extreme door te trekken: (altijd leuk )
Zou je een auto bouwen met zuilen van Volta of desnoods een vrachtlading citroenen, dan zou ie geen millimeter vooruit komen. Zulke batterijen hebben te weinig energie en zijn te zwaar.

Dus energiedichtheid is alleen minder belangrijk voor dingen die niet heel klein hoeven te zijn, niet veel energie nodig hebben, of zichzelf niet hoeven te kunnen voortbewegen.

[Reactie gewijzigd door _Thanatos_ op 10 juli 2021 18:54]

Probleem is natuurlijk dat meer dan 50% van de totale wereld voorraad kobalt zich in Congo bevindt. De andere 50% ligt verspreid over De gehele wereld en daarvan ligt grofweg 80% in 11 andere landen. Er ligt dus gewoon heel veel in Kongo. En 8 van de 14 mijnen daarvan zijn in Chinese handen, die daarmee een groot deel van de handel van kobalt voor hun rekening nemen.

Zo maar ergens anders sourcen is dus nog niet zo heel eenvoudig of simpelweg veel en veel duurder. Er zijn uiteraard wel een aantal bedrijven daar mee bezig.

Als je weet hoe kobalt vandaag ontgonnen wordt

Kun je ophouden met de drama van televisie 💤😴
https://www.cobaltinstitute.org/production-and-supply.html

Zambia is steeds meer een vol geautomatiseerd proces aan het worden waar ze klagen over verdwijnen van banen. Daarnaast zijn er regels met betrekking tot gebruik van water en herstellen van natuur zoals in landen als VS, Canada, Finland en zelfs Rusland en China.

De drama van de MSM komt van democratic republic congo, wat het prachtig doet op televisie, maar in werkelijkheid levert het amateurisme van dat land maximaal 400 megaton op wat nog niet eens 5% van de wereldproductie is. De afnemers zijn niet eens bekend omdat niemand daar in verband mee willen worden gebracht, het vermoeden is India omdat het complex is om op wereldschaal een deel van de markt op te eisen.

Als die mensen je echt iets kunnen schelen,
krab dan ook een keer op je hoofd over het goud dat in je telefoon zit.
En voor een continent als VS, Canada, Rusland en tig andere landen maakt het helemaal niks uit. Het zit vol met goud alleen is het rendabel om het uit de grond te trekken.
Echter wanneer producenten meer gaan betalen voor “correct” goud dan gaan die mijnen weer allemaal open.

Gold Rush en trawanten op Discovery zijn programma’s die de vraag naar “eerlijk” goud laten zien en de destructie van de natuur is gecalculeerd. Er is budget om het naderhand te “herstellen”.

Hoe kom je aan die getallen als ik vragen mag? Volgens zo'n beetje alle bronnen die ik kan vinden is Congo verantwoordelijk voor minstens 70 tot 80% van de wereldwijde kobalt productie.

Bijna 15x zo veel als het land op nr2.

https://www.statista.com/...ne-production-by-country/

Dat klopt, maar LFP bevat weer wel fosfaat, en ook bij de winning daarvan nemen niet alle landen het even nauw met milieu en mensenrechten.

Qua milieu is het slecht als fosfaat terecht komt in bijvoorbeeld water, en qua mensenrechten zijn er helaas ook al minder goede voorbeelden geweest in het verleden.

Tevens vormt fosfaat-winning voor dit soort doeleinden ook weer voor problemen met voedselvoorziening, zie dit artikel bijvoorbeeld: https://geografie.nl/arti...-wereldvoedselvoorziening

Zo hebben alle grondstoffen wel iets vóór en tégen. Kobalt is wat dat betreft maar één stof, maar zeer zeker niet de enige.

[Reactie gewijzigd door wildhagen op 8 juli 2021 15:53]

Ik weet niet zeker of dit de juiste plek is maar ik heb het gevoel dat (studententeam-)projecten van de TU Delft onevenredig vaak gepubliceerd worden op Tweakers* en ik vroeg me dus af hoe de redactie van Tweakers de keuze voor artikelen maakt. Komt een artikel als deze vanuit de studenten/universiteit zelf of is er iemand vanuit Tweakers actief op de kanalen van de TU Delft gaan kijken?

* Een simpele google-search laat voor de TU Delft veel meer resultaten zien dan voor bijvoorbeeld de TU Eindhoven of Universiteit Twente, daarnaast is de TU Delft de enige waarbij google een "Voorpaginanieuws" sectie genereerd wat ik ook wel iets vind zeggen. Dit terwijl de TU Eindhoven en Universiteit Twente ook heel veel mooie projecten hebben die het waard zouden zijn om op Tweakers te publiceren.

TU Delft heeft gewoon 10x meer marketing en mogelijk ook wat meer budget.
Opvallend blond team

Heb de YouTube link even doorgezapt: de Vattenfall sponsoring/marketing ligt er echt driedubbeldik bovenop

TU Delft doet zelf helemaal niets aan marketing, de teams worden volledig door studenten gerund, soms met hulp van sponsors, en zonder enige bemoeienis van de TU zelf. Overigens is dit Solar Team sinds kort helemaal niet meer gelieerd aan de TU Delft (behalve dat de studenten er vandaan komen).

Niet direct voor de Nuna, maar studenten kunnen natuurlijk wel gebruik maken van de kanalen van de TU en daarmee dus sneller in de spotlight

Denk dat TU Delft ze vaker instuurt naar Tweakers. Idem ditto met leuke YouTube
tech projecten, die worden meestal ingestuurd door fans van de makers. Tweakers zelf is nooit echt supersnel met dat soort verhalen zoeken en het publiceren daarvan.

Ah zo, zou goed kunnen inderdaad dat het van het initiatief vanuit de projecten zelf afhangt.

Waarom hebben ze voor siliciumpanelen gekozen i.p.v. GaAs-panelen? Dat wordt mij niet duidelijk uit het artikel

Regels van de wedstrijd zijn veranderd. GaAs-panelen zijn niet meer toegestaan.

Zie daarvoor het Plus artikel: nieuws: Nuna11 van TU Delft: op sommige vlakken minder efficiënt, wel veel du...

Het gewicht van de zonneauto is tevens toegenomen door het gebruik van een lfp-accu. Deze gebruikt onder meer geen kobalt en is daarom volgens het team duurzamer dan de eerder gebruikte Li-ionaccu.

En ook mooi meegenomen:

• LFP haalt tot 10x meer cycles in z'n levensduur
• LFP heeft iets lagere zelf-ontlading (350 dagen tov 300 dagen)
• Veel kleinere kans op brand door thermal runaway.

Zitten er geen nadelen aan?

Jazeker:
* 14% minder energiedichtheid
* Kleinere maximale ontladingsstroom (afhankelijk van totale capaciteit).

Kan alleen niks vinden over de maximale laadstroom, maar die lijkt hoger te zijn.

Dus vooral in grotere en rugged devices zal het zin hebben om op LFP over te stappen (auto's vooral, maar wellicht ook DHZ-gereedschap). Kleine devices hebben baat bij een zo hoog mogelijke energiedichtheid (denk aan laptops en smartphones).

[Reactie gewijzigd door _Thanatos_ op 8 juli 2021 16:34]

Ik voorzien ook een grote toekomst voor de Lithiumtitanaat (Li4Ti5O12 ofwel LTO) accu.
Praktisch solid state, geen vloeistoffen, bijna onverwoestbaar, en hoge laad/ontlaad C.

Titanium is wel erg duur en zeldzaam.

Valt enorm mee, negende meest voorkomend metaal op aarde. 0.63% van de aardkorst tegenover 0.003% van de aardkorst voor Kobalt. Factor 2000 meer dus.

Titanium is vooral erg duur in pure vorm omdat het heel lastig te verwerken is tot zaken als fietsframes en andere onderdelen.

Is het winnen ervan niet heel kostbaar? Het heeft een enorm hoog smeltpunt - dat zal niet helpen bij het winnen van titanium-metaal uit het gesteende waar het in zit.

Titanium oxide is een van de weinige kleurstoffen die echt wit is en er worden nogal wat witte producten verkocht: verf, kunstoffen, tandpasta, etc.

Goeie LFP accu's zijn nu ook zeer betaalbaar, heb zelf een Alibaba 20KWH Powerwall hangen die je met import kosten en verzending tegen de 230euro per KWH binnen hebt. Cellen los liggen alweer een stuk lager maar ik heb genoeg te doen. Dit betekend echter dat je met genoeg solar op je dak in de 1500 cycli zit om break even te draaien per KWH vanuit het grid, vanaf daar is elke KWh zelf gemaakt en verbruikt goedkoper dan je nu kan krijgen op de markt. De cellen in die powerwall zijn rated op 6000 cycli naar 80% capacity bij 90% DOD. Het begint er echt op te gaan lijken dat de nieuwste LFP cellen de markt helemaal open aan het breken zijn. Zelfs voor auto's dus blijkbaar, wat me verbaast bij dit gewicht.

Heb je een Ali linkje van die Powerwall?

Rosen Solar op Alibaba

Hoe bespaar je ermee nu je nog mag salderen? Of bedoel je als die helemaal weg is?

[Reactie gewijzigd door Pinkys Brain op 9 juli 2021 10:09]

Alle beetjes helpen, dus ook 1 wiel minder.
Lijkt me geen probleem, deze wagens zijn natuurlijk geen bochtenridders.

Maar zwaarder en minder efficiënte panelen. Was dit een vereiste van de organisatie of een keuze van het team? Als de andere teams dit niet doen, lijkt het me niet zo'n slimme keuze als je voor de overwinning gaat (belangrijke als!)

Edit: eerst andere artikel eens lezen, maar ja, dat is premium (nu wel eens echt)

[Reactie gewijzigd door Chris_147 op 8 juli 2021 15:57]

Siliconen panelen mogen meer oppervlak hebben denk ik.

Prachtig, en zinvol, want dit leidt tot projecten zoals dit: https://www.aptera.us/.
Ik zie het wel zitten om kleine afstanden te doen in een soort van fiets, maar dan voor 4 personen. (anders neem ik de fiets)

Niet bescheiden zijn om dit technisch-hoogstandje tijdens de wedstrijd juist nachts achter slot/grendel te hebben met camera bewaking. Mobiele eigen verantwoording(niet direct aan wedstrijd organisatie af te schuiven).

Zou sneu zijn als het voertuig 's nachts door ratten, de 'kabels beknaagd' worden en het autootje uitbrand net voor de finish.