Zondagochtend 8 oktober is het tweejaarlijkse wereldkampioenschap zonneracen in Australië weer van start gegaan. Als partner van het Nuon Solar Team een mooi moment om eens stil te staan bij wat achtergronden van deze race.

Laat ik me eerst voorstellen: Noud Brasjen. Ik werk bij Weerplaza als ontwikkelaar en richt me met name op de ontwikkeling van weermodellen en de regenradar. Als alumnus van het Nuon Solar Team – ik was zelf strateeg ten tijde van Nuna6 in 2011 – ben ik een tijdlang betrokken gebleven bij de volgende generaties en ook meermaals meegeweest naar de races in Australië (Nuna7 in 2013 en Nuna8 in 2015) en Zuid-Afrika (Nuna7S in 2014 en Nuna8S in 2016).

Hoe zat het ook alweer?

Iedere twee jaar wordt de World Solar Challenge georganiseerd, een race dwars door de outback van Australië, van Darwin in het noorden naar Adelaide in het zuiden, waaraan auto’s deelnemen die de gehele afstand van 3000 km afleggen op alleen zonne-energie. Sinds 2014 sponsort Weerplaza het Nuon Solar Team, de regerend kampioen van 2015 met hun zonnewagen Nuna. Het Nuon Solar Team is een team bestaande uit alleen studenten van de TU Delft die ongeveer een jaar lang hun studie stopzetten om een auto te bouwen en deel te nemen aan een zonnerace. Sinds de eerste deelname in 2001 is het Nuon Solar Team zes keer wereldkampioen geworden en twee keer tweede, en ook dit jaar is het doel om de wereldtitel weer mee naar Nederland te nemen.

De race is zondagochtend lokale tijd begonnen in Darwin en gaat over de vermaarde Stuart Highway richting de finish in Adelaide. De startvolgorde is zaterdag bepaald tijdens de kwalificatie – Nuna is als vierde geeindigd, een prima uitgangspositie. Er wordt gereden op de openbare weg en de auto’s moeten zich gewoon aan de verkeersregels houden – er mag dus niet te hard worden gereden en ook voor verkeerslichten moet worden gestopt. Verder geldt dat er alleen van 8:00 tot 17:00 mag worden gereden, er zijn echter geen vaststaande etappes en dus parkeren de teams om 17:00 hun auto en konvooi in de berm en zetten daar een tentenkamp op om de volgende ochtend op dezelfde plek weer van start te gaan. Gezien de leegte van de outback van Australië zorgt dat uiteraard niet voor al te veel overlast in de omgeving. Onderweg zijn er verder nog negen verplichte stops, waar de auto’s een half uur moeten stilstaan. Deze stops vallen vaak samen met de spaarzame nederzettingen in het onbergzame centrum van Australië en zorgen ervoor dat media de race eenvoudiger kunnen verslaan en ook de lokale bevolking de auto’s van dichtbij kan bekijken. Op momenten dat de auto stilstaat mag het zonnepaneel van Nuna naar de zon worden gericht om zo de energieinkomsten te vergroten. Vanwege deze reden staat het team meestal ruim een uur voor zonsopgang op om de eerste zonnestralen alvast mee te pakken voordat er om 08:00 gestart wordt, en ook ’s avonds wordt de accu na de stop van 17:00 nog ongeveer anderhalf uur bijgeladen totdat de zon ondergaat.

Er staan dit jaar 38 teams aan de start en de topteams rijden doorgaans in iets meer dan 4 dagen van Darwin naar Adelaide met een gemiddelde snelheid van rond de 90 km/h. De finish sluit na 7 dagen en alle auto’s die de virtuele bezemwagen niet weten voor te blijven – door pech of door een te lage snelheid – worden geacht hun auto op de trailer te zetten en op die manier naar Adelaide te brengen. In de meeste jaren is het aantal teams dat op tijd weet te finishen niet veel groter dan tien.

Wat is er dit jaar anders?

Iedere editie van de World Solar Challenge worden de reglementen van deelname verder aangescherpt en daarom is het in de meeste gevallen niet mogelijk om met de auto van de vorige race opnieuw deel te nemen. Daarom wordt er iedere twee jaar een volledig nieuwe auto gebouwd, die niet alleen aan de meest recente reglementen voldoet, maar ook de nieuwste technologische innovaties bevat. Deze editie staat in het teken van een nogal drastische wijziging: dit jaar mag het zonnepaneel niet groter zijn dan 4 m² in plaats van de 6 m² die in de race van 2015 was toegestaan. Tegelijkertijd is er een onderscheid gemaakt tussen twee type zonnepanelen: voor silicium zonnecellen (relatief goedkope cellen die ook in zonnepanelen voor huiselijk gebruik zijn verwerkt) mag het paneeloppervlak niet meer dan 4 m² beslaan, voor gallium-arsenide zonnecellen (dure cellen die eigenlijk alleen worden gebruikt voor ruimtevaarttoepassingen en zonneracen) geldt zelfs een limiet van 2.6 m². Deze wijziging heeft tot gevolg dat de auto’s veel kleiner worden ontworpen dan voorgaande jaren en dat er dit jaar allerlei verschillende ontwerpen aan de start van de race staan.

In bovenstaande afbeelding is het verschil tussen Nuna8 (de wereldkampioen van 2015) en Nuna9 goed te zien: waar bij Nuna8 het ontwerp nog grotendeels bestond uit een vleugelprofiel met twee langwerpige wielkappen, is bij Nuna9 het vleugelprofiel ingekort zodat er geen herkenbare neus en staart meer zijn. Bij Nuna9 is ook gekozen voor de variant met 2.6 m² dure gallium-arsenide zonnecellen, waardoor Nuna9 een van de kleinste, lichtste en aerodynamische zonnewagens uit de geschiedenis is.

Wat doet Weerplaza?

Het grootste deel van het team houdt zich het hele jaar bezig met het ontwerpen en bouwen van een auto die zo veel mogelijk zonne-energie weet op te slaan en zo min mogelijk verbruikt tijdens het rijden. De meeste teamleden hebben het belangrijkste deel van hun werk er dus ook opzitten zodra ze aan de start verschijnen, alleen voor de strateeg is dit anders. Zijn of haar jaar staat in het teken van het voorbereiden van de racestrategie, ofwel het bepalen van de optimale snelheid tijdens ieder deel van de race. In een ideale situatie – geen wolken en geen wind – is deze optimale snelheid constant, maar de uitdaging van het bepalen van de strategie zit hem uiteraard in de invloed van het weer. Het moge duidelijk zijn dat bewolking veel invloed heeft op de snelheid van de zonneauto, maar ook wind speelt een belangrijke rol. Omdat de auto niet veel meer 140 kg weegt (exclusief coureur die minimaal 80 kg moet wegen, eventueel aangevuld met zandzakken) is de grootste component van het verbruik luchtweerstand en daarvoor maakt het veel uit of de wind mee of tegen is.

Tijdens mijn eigen tijd bij het Nuon Solar Team zijn we voor het eerst gebruik gaan maken van weersvoorspellingen op basis van weermodeldata en in de afgelopen edities hebben we dat steeds verder geprofessionaliseerd. Als onderdeel daarvan bestaat er sinds 2014 een sponsorcontract tussen Weerplaza en het Nuon Solar Team, waarmee wij de weerpartner van het team zijn. In voorgaande edities maakten we gebruik van GFS modeldata en ingekochte modeldata van weermodellen door het Australische Bureau of Meteorology. Tijdens de race van vorig jaar in Zuid-Afrika hebben we voor het eerst een proef gedaan met het genereren van verwachtingen op basis van een eigen WRF-model en dat beviel zo goed dat we dat dit jaar ook voor Australië hebben ingericht. Het gebruik van een eigen weermodel zorgt ervoor dat we veel vrijheid hebben in het toevoegen van extra

detail in de gebieden waar dat voor de race van belang is en ook de instellingen van het model naar eigen inzicht kunnen aanpassen. Op dit moment hebben we een configuratie draaien zoals in het kaartje hieronder, waarbij we voor het grootste gedeelte van Australië op een relatief grove resolutie van 18 km rekenen en voor een drietal gebieden rondom de route een resolutie van 6 km kunnen bieden. Met deze hoge resolutie zijn we beter in staat om in te schatten wat de implicaties zijn op de stralingsinkomsten van kleinschalige cumulusbewolking (veel voorkomend in het noorden van Australië) en bewolking die ontstaat rondom Adelaide (traditioneel het moeilijkste gedeelte van de race qua weerverwachting).

 

Dit jaar ben ik er voor het eerst niet bij op locatie. Ik doe echter de taken die ik normaal gesproken in Australië zou vervullen vanuit Nederland. Dat betekent dat ik komende week twee keer per dag een briefing naar het team stuur, waarin ik de beschikbare weermodellen voorzie van een interpretatie, de zekerheden en onzekerheden in de verwachting (met name voor de lange termijn) bespreek en een advies geef over welk weermodel het meest geschikt is om de racestrategie mee door te rekenen.

Waar moeten we op letten de komende week?

Zoals gezegd zijn de reglementen dit jaar zo drastisch gewijzigd dat er heel veel verschillende ontwerpen aan de start verschijnen. Tijdens de vorige race in 2015 leken de auto’s erg veel op elkaar en dit had tot gevolg dat de eerste vijf auto’s binnen een uur van elkaar finishten na 3000 km racen. Dat was uiteraard een ongekend spannend raceverloop, het verschil tussen nummer één en twee was met acht minuten ook nog nooit zo klein. Voor dit jaar is mijn persoonlijke verwachting dat er zich een scenario als in 2013 gaat voltrekken, een jaar met ook een ingrijpende reglementswijziging. In dat jaar was het verschil tussen nummer één en twee enkele uren en daarachter zaten vergelijkbare verschillen. Ik verwacht voor dit jaar dus dat het meer een ontwerpwedstrijd dan een racewedstrijd wordt.

De concurrenten

De samenstelling van de top vijf wisselt de laatste jaren niet veel, ik heb de belangrijkste concurrenten van Nuna even op een rijtje gezet:

Solar Team Twente: in 2015 waren onze landgenoten tweede, vlak achter Nuna. Hun ontwerp verschilt dit jaar behoorlijk van het ontwerp van Nuna, zij hebben wel gekozen voor een paneel op basis van silicium zonnecellen en hun auto heeft nog een duidelijke neus en staart: hun auto is misschien het beste te omschrijven als een geschaalde versie van hun auto in 2015. Bij de kwalificatie vandaag behaalde Twente opvallend genoeg slechts een 32e plek, waardoor ze morgen veel auto’s zullen moeten inhalen, wat veel energie en vooral veel tijd zal gaan kosten.

Punch Powertrain Solar Car Team – België: in 2015 eindigden zij op een vijfde plaats, maar wel nadat ze een lange tijdstraf hadden gekregen vanwege verkeersovertredingen begaan door voertuigen in het konvooi. Hun ontwerp vertoont veel overeenkomsten met het concept van Nuna en dus zullen zij vermoedelijk een geduchte concurrent worden. De Belgen zijn zondag ook als eerste van start gegaan en hebben dus een ideale uitgangspositie.

Tokai University – Japan: de keren dat het Nuon Solar Team niet wist te winnen in 2009 en 2011 ging de titel naar de Japanners. Zij hebben traditioneel een extreem mooi afgewerkte auto die erg betrouwbaar is, maar laten het nogal wel eens afweten tijdens de race met bijzondere strategische keuzes en chaotisch optreden tijdens de verplichte stops en eventuele bandenwissels. Hun ontwerp is radicaal anders dit jaar met een heel langwerpige auto (5 meter lang en iets meer dan 1 meter breed) zonder duidelijk vleugelprofiel. Gezien de grote verschillen met het ontwerp van Nuna is het moeilijk te zeggen of hun ontwerp een goede keuze is, dat zullen we komende week te weten komen.

University of Michigan – Verenigde Staten: net als Tokai University hebben de Amerikanen ook gekozen voor een langwerpig concept. Al jaren zijn ze onverslaanbaar in hun eigen binnenlandse zonnerace, maar tijdens de internationale edities wil het nog maar niet lukken om een overwinning binnen te slepen. Hun auto is echter fors zwaarder dan de auto’s van de rest van de topteams, dus het is de vraag hoe hoog ze dit zullen eindigen.

Krijgen we er nog iets van mee?

Vanwege het tijdsverschil en het gebrekkige internetbereik in de outback van Australië is het normaal gesproken moeilijk om aan informatie over de voortgang van de race en de actuele posities van de auto’s te komen. Dit jaar heeft de website van de World Solar Challenge wel weer een live tracker waarbij de auto’s realtime kunnen worden gevolgd. Tevens wordt de World Solar Challenge dit jaar ook gecoverd door de publieke omroep, in een kort programma (10 minuten) na het achtuurjournaal en een wat langer programma (25 minuten) na het late journaal (zie ook https://over.nos.nl/nieuws/851/oranje-boven-down-under). En uiteraard houd ik je op de hoogte van de ontwikkelingen!