Voor informatie over de boot klik hier Home Pers Contact

Boot 2010

 

De Delta Lloyd Solar Boat is een zonneboot gebouwd binnen een studentenproject van de Technische Universiteit Delft. Het belangrijkste doel van dit project is om met een boot, die volledig wordt aangedreven door de kracht van de zon, de Frisian Solar Challenge: World Cup for Solar Powered Boats 2010 opnieuw te winnen. Gesteund door sponsoren en supporters willen zij dit doel bereiken. De studenten hebben dit project kunnen combineren met hun minor, een verplicht onderdeel van het derde studiejaar binnen de TU Delft. Het tweede halfjaar hebben de studenten wel hun studie stopgezet en een klein bedrijf gerund, waarbij ze de financiering, ontwerp en productie zelf geregeld hebben.

Afmetingen

Lengte: 6.15
Breedte: 1.67
Vrijboord: 28 cm
Diepgang romp: 12 cm; de totale diepgang met schroef is 60 cm
Gewicht: nog niet gewogen
Topsnelheid: nog niet gevaren

Zonnecellen

Op het dek liggen Galium-Arsenide Advanced Triple Junction zonnecellen. Deze zonnecellen worden normaal gesproken alleen gebruikt in de ruimtevaart, maar zijn ook voor race-toepassingen zeer geschikt vanwege het hoge rendement. Onze cellen hebben een gemiddeld rendement van 23,5%. Totaal liggen er 2720 van deze cellen op het dek, goed voor zo’n 7,5 m2. Totaal levert dit een vermogen van 1750Watt, mits het lekker weer is natuurlijk. De energie die uit deze cellen komt wordt geleid naar de Maximum Power Point Trackers, MPPT’s. Deze MPPT’s zorgen ervoor er continu het maximale vermogen uit de cellen gehaald wordt.

Elektrisch systeem 

We maken gebruikt van Lithium-Polymeer batterijcellen. Dit type batterij heeft en hoge energiedichtheid, wat betekent dat je met zo min mogelijk gewicht, zoveel mogelijk energie kan opslaan. De totale capaciteit van het batterijpakket is 1 kilowatt-uur en weegt om en nabij 6kg. Dit pakket kan in ruim een half uur volledig worden opgeladen door het zonnepaneel, en is dus in verhouding relatief klein. Het wordt dat ook meer gebruikt als buffer tussen het zonnepaneel en de motor, dan dat het een belangrijke energiebron is. Tijdens het varen wordt namelijk als eerst alle energie uit de zonnecellen gehaald. Mocht het zo zijn dat de zonnecellen meer energie leveren dan nodig is om te varen, dan wordt de energie opgeslagen in het batterijpakket. Deze energie kan dan later weer gebruikt worden als het bewolkt wordt of om nog net even zo hard als kan te varen voor het einde van de race.

Aandrijving

De aandrijflijn begint bij de motorcontroller. Hierheen wordt een signaal gestuurd waarmee de motor kan worden aangestuurd. De motor gaat dan een bepaald vermogen leveren waar een bepaald toerental en een koppel bij horen. Tussen de schroef en de motor zit dan nog een tandwielkast, waarmee het toerental van de motor wordt omgezet naar een geschikt toerental voor de schroef. De motorcontroller, motor en tandwielkast komen uit Duitsland en het systeem kan maximaal 4 kW aan vermogen leveren.

Dit alles zit in een pod. Deze pod is in samenwerking met DEMO uit Delft vervaardigd uit aluminium. Nieuw aan de pod dit jaar is dat de motor inclusief controller en tandwielkast hierin geplaatst zijn. Ard heeft er voor gezorgd dat het allemaal goed past en daarbij heeft hij ook een systeem ontworpen om de draagvleugels te kunnen sturen. Dit gaat met behulp van twee lineaire actuatoren die achterin de pod geplaatst zijn.

Voortstuwing

Omdat er dit jaar op draagvleugels gevaren wordt en het team ook wil dat de boot het zonder draagvleugels goed blijft doen zijn er voor beide condities verschillende schroeven ontworpen. De schroef voor de vrijvaart zonder draagvleugels is ontworpen bij het MARIN. Deze schroef heeft nog veel weg van de oude (2008) schroef. Er is meer rekening gehouden met de sterkte van de schroef en de diameter is kleiner geworden.

De schroef voor vaart op draagvleugels is ontworpen in samenwerking met Wärtsilä Netherlands. Deze schroef ziet er flink anders uit dan de schroeven die onder de eerdere boten gezeten hebben. Het eerste wat opvalt is dat deze schroef een stuk kleiner in diameter is. De schroef die tijdens de wedstrijd in 2008 onder de boot gezeten heeft had een diameter van 50 cm. Beide schroeven voor de nieuwe boot heeft een diameter van 34 cm. Dit is zoveel kleiner omdat de schroef anders boven het wateroppervlak komt op het moment dat de romp uit het water komt en op vleugels vaart.

Wat er opvalt aan het nieuwe schroefontwerp is dat de koorde van de bladen een stuk meer varieert in het nieuwe ontwerp en er is wat ‘skew’ aan de bladen toegevoegd. Dit is de kromming in het blad waardoor de bladen meer op halve manen lijken.

Romp

De rompvorm van de nieuwe solar boat is net zoals voorgaande jaren ontwikkeld in samenwerking met MARIN (Maritime Research Institute Netherlands), het grootste maritieme onderzoeksinstituut ter wereld. Er is dit jaar voor gekozen om het ontwerp van het vorige team verder te ontwikkelen. Hier hebben we voor gekozen zodat we relatief meer tijd over houden om ons te richten op iets nieuws: namelijk het toepassen van draagvleugels (ook wel: hydrofoils). Hierover dadelijk meer.

Door de innovatieve rompvorm is de weerstand in het water minimaal. Het gewicht van de boot is erg belangrijk in de weerstand. Dit is dan ook geminimaliseerd, onder andere doordat de boot wordt gebouwd van koolstofvezel. Dit heeft geresulteerd in een rompvorm die een zeer lage weerstand in het water heeft, onder andere door een diepgang van slechts 12 cm en de smalle vorm onder het wateroppervlak. Deze geringe diepgang wordt veroorzaakt doordat de boot zeer licht is.

Ten opzichte van het vorige ontwerp is er in de romp nog een aantal veranderingen doorgevoerd. Een van de grootste aanpassingen is toch wel het goed afstemmen van de vorm op het werkelijke gewicht van de boot. Een tweede aanpassing die doorgevoerd is, is het aanpassen van het bovenwaterschip. De boot voldeed namelijk maar net aan de stabiliteitseisen van de wedstrijd vorig jaar, en na aanpassingen van het onderwaterschip was dit nog kritieker geworden. Door het bovenwaterschip een wat rondere vorm te geven stabiliseert de boot zich sneller wanneer deze onder helling komt te liggen. Ook is de spiegel helemaal vlak gemaakt en is de kromming uit het dek gehaald.

In samenwerking met Advanced Lightweigt Engineering (ALE) is ook dit jaar het constructieve ontwerp van de Delta Lloyd Solar Boat gemaakt. Omdat het nieuwe ontwerp draagvleugels heeft wordt het constructieve ontwerp een stuk geavanceerder. De krachten die op het schip werken zijn dit jaar heel anders dan voorgaande jaren. Bij vleugelvaart wordt de hele boot gedragen door de vleugels en komt het gewicht van de hele boot en de schipper op 3 punten in de boot binnen. Om deze krachten goed op te vangen is er locaal een versteviging van massief koolstof aangebracht. Ook is er dit jaar een groot deel van het dek meegenomen in de constructie. Dit deel zit vast verbonden aan de romp waardoor de boot een stuk beter bestand is tegen torsiekrachten.

 

Draagvleugels

Zoals al vermeld gaat de Solar Boat dit jaar op draagvleugels varen. Dit is nog nooit eerder gedaan met zo weinig vermogen als dat het Solar Boat Team beschikbaar heeft. Draagvleugels zorgen ervoor dat de boot, wanneer deze een bepaalde snelheid bereikt, uit het water getild wordt. De boot vliegt dan als het ware over het water heen. Omdat een groot deel van de boot uit het water komt is er een stuk minder weerstand. Dit betekent dat er met hetzelfde vermogen nu ongeveer anderhalf keer zo hard gevaren kan worden als de vorige keer.

De draagvleugels zijn, net als de rompvorm, ontwikkeld in samenwerking met MARIN. Het team heeft een aantal adviezen gekregen bij het ontwerpen van de vleugels en heeft daarnaast gebruik mogen maken van speciaal ontwikkelde software van MARIN om aan de vleugels te kunnen rekenen.

Aan de voorkant is een V-vormige vleugel geplaatst. Dit is een surface-piercing hydrofoil die ervoor zorgt dat de boot zich weer kan stabiliseren. Aan de achterkant is op de pod nog een hydrofoil bevestigd, maar dit keer in een T-vorm. Dit heet ook wel een fully-submerged hydrofoil. Deze vleugel kan ook worden ingesteld, zo kunnen we de hoek waaronder de vleugel staat aanpassen wat het manoeuvreren makkelijker maakt.

Veiligheid

De Solar Boat heeft ook een aantal veiligheidssystemen aan boord. Zo wordt de accu constant gecontroleerd op o.a. temperatuur en spanning door het BMS (battery management system). Dit systeem kan uitgelezen worden en indien noodzakelijk ingrijpen. Ook bevindt er in de boot een brandblussysteem die automatisch wordt geactiveerd wanneer de tempratuur in de boot te hoog wordt. Mocht er onverwacht water in de boot komen zal de geinstalleerde lenspomp automatisch het water wegpompen. Het is ook mogelijk om dit handmatig aan te zetten. In de cockpit zit voor de veiligheid ook een dodemans koord om in tijd van nood het gehele systeem uit te schakelen. Om tijdens de wedstrijd een goede strategie te bepalen heeft de boot een draadloze verbinding met een volgauto waarin de werking van het systeem, de accureserves en de weercondities worden gevolgd en geanalyseerd. In de boot bevindt zich dan ook een track- & trace-systeem waarmee in de volgauto de juiste snelheid en positie bepaald kunnen worden van de boot. Om de boot beter de behoeden van kortsluitingen zijn bijna alle systemen waterdicht gemaakt. Zo staan alle onderdelen voor batterijpakket en MPPT’s in waterdichte boxen en zijn alle stekkers en knopjes ook waterdicht afgesloten.

<<terug

  • Tu Delft
  • Marin
  • Mazda
  • ALE
  • Wärtsilä
  • Delta Lloyd
  • De Vries
  • Chroma
  • Tu Delft
  • Marin
  • Mazda
  • ALE
  • Wärtsilä
  • Delta Lloyd
  • De Vries
  • Chroma
Powered by Luc Aerssens