Jaarlijks ontwikkelen studenten van het Innoptus Solar Team van de KU Leuven een zonnewagen waarmee ze deelnemen aan tal van internationale wedstrijden. Studenten leren dankzij deze ervaring veel bij over zonne-energie. Maar het project gaat verder en breder. Er worden ook wedstrijden in scholen georganiseerd om leerlingen warm te maken voor technische opleidingen.

Het Innoptus Solar Team is er vorig jaar in geslaagd om met de BluePoint Atlas, de nieuwste zonnewagen, het record 'meeste aantal kilometers gereden met een zonnewagen in 12 uur tijd' op hun naam te zetten. Het studententeam van de KU Leuven legde 1.051 kilometer af in 12 uur tijd.

Hiermee verbraken ze het vorige record van 924 kilometer in 12 uur dat sinds 2020 op naam stond van het Nederlandse Solar Team uit Delft. Momenteel wordt de laatste hand gelegd aan een nieuwe wagen die in de loop van juli 2023 zal worden voorgesteld.

Inkapselen
De studententeams werken om hun zonnewagen te verbeteren. Ze voegden innovaties toe en zetten verder in op de betrouwbaarheid van de wagen. Zo zijn er projecten naar het inkapselen van zonnecellen. Hiermee wordt bedoeld dat de zonnepanelen een beschermlaag krijgen.

“We hebben de kennis in huis gehaald om de inkapseling zelf te doen”, zegt Maarten Vanierschot, professor aan het departement Werktuigkunde van de KULeuven. “Dat betekent dat we de zonnecellen beschermen en het zonlicht concentreren met een doorzichtig materiaal. We kijken ook naar microstructuren om de efficiëntie van de zonnecel op te drijven. Dat kan later uitgerold worden naar de industrie.”

Milieuvriendelijke cellen
De KU Leuven wil het innoverend ondernemen ook stimuleren bij de studenten. Het Innoptus Solar Team bestaat uit verschillende teams, zoals technische functies, marketing en bedrijvenrelaties. Er zijn technische teams die zich focussen op het zonnepaneel en de energieopslag.

De studententeams ontwikkelen zelf geen zonnepaneeltechnologie, maar hebben er wel veel nieuwe inzichten over gekregen. Zo weten de studenten bijvoorbeeld welke cellen vervuilen en welke niet.

“Alhoewel multi-junction zonnecellen efficiënter zijn dan siliciumcellen, mogen we die van de wedstrijdorganisatie niet meer gebruiken omdat die vervuilender zijn om te produceren en duur zijn”, zegt Emma Stalmans van het Solar Team, verantwoordelijk voor marketing en financiën.

Schaduwvorming
De studenten hebben ook onderzoek gedaan om de zonnepanelen bij schaduwvorming te optimaliseren. Ze hebben geëxperimenteerd met het aanbrengen van een microstructuur waardoor de energie van het zonlicht dat op de cellen weerkaatst wordt, toch nog kan opgenomen worden.

“Dat heeft een verhoging van de efficiëntie teweeggebracht”, zegt Stalmans. “Als een deel van het paneel in de schaduw valt, brengt dat minder op. We zien dat de cellen die daar rond liggen ook minder goed werken. Heel wat teams zijn er op zoek om deze negatieve effecten via elektronische systemen of schakelingen te verminderen of te optimaliseren.”

Batterijmanagementsystem
De studenten ontwikkelen ook een batterijmanagementsystem om de batterij zo optimaal mogelijk te gaan laden en stroom te gebruiken. “We hebben technologie die we ontwikkelen om de verschillen tussen de cellen zo stabiel mogelijk te houden”, zegt Vanierschot.

“Niet elke cel genereert evenveel spanning of stroom. Om dat zo goed mogelijk te balanceren maken we zelf onze elektronische componenten om die energie zo efficiënt en zuinig mogelijk te gebruiken. Deze technologie kan dan rechtstreeks toegepast worden in de industrie.”

Stalmans benadrukt het belang van een goed werkend batterijmanagementsystem. “Op sommige plaatsen is er veel zon en moeten we energie laten doorvloeien naar een batterij, bijvoorbeeld omdat er een snelheidsbeperking geldt. Op andere momenten moeten we de energie uit de batterij efficiënt kunnen gebruiken, als we bijvoorbeeld onder een wolk rijden.”

Ondersteuning
De KU Leuven vindt het erg belangrijk om deze studententeams te ondersteunen, onder meer voor de acties naar middelbare scholen. “Met dit soort initiatieven proberen we scholieren warm te maken om voor een STEM-opleiding (science, technology, engineering and mathematics) te kiezen”, zegt Vanierschot.

“Er is een enorm tekort aan leerlingen voor die opleidingen. We staan achter elk nieuw initiatief dat hernieuwbare energie promoot. Deze initiateven vind ik als coach eigenlijk veel belangrijker dan het resultaat van de race.”

Solar Academy
De studenten dragen hun stem ook uit naar het middelbaar onderwijs en maken hen warm om te kiezen voor een technische opleiding. Via de Solar Olympiade laten de studententeams bijvoorbeeld scholieren uit het middelbaar onderwijs via een ludieke wedstrijd een gadget op zonne-energie ontwikkelen.

“Daar komen leuke projecten uit, zoals een kippenhok met een poortje op zonne-energie, een teddybeer met een babyfoon op zonne-energie en automatische systemen op zonne-energie om planten water te geven”, zegt Stalmans. “We merken dat kinderen heel hard open staan om creatief na te denken over zonne-energie.”

Spin-offs
De opgedane kennis wordt via de studenten en de spin-offs verspreid naar het bedrijfsleven. Vanuit de KU Leuven zijn er ondertussen ook al heel wat bedrijven door ex-teamleden van solarteams. ILumen bijvoorbeeld ontwikkelt intelligente sturingssystemen voor zonnepanelen.

Ook via dergelijke spin-offs belandt de kennis bij de industrie. De KU Leuven wil de studenten via dit project ook innovatief leren ondernemen. “Ze leren hun kennis ook overdragen naar de industrie”, zegt Vanierschot.

“De kennis die ze leren over hernieuwbare energie – en dat gaat niet louter om zonne-energie – dragen ze op veel sectoren over. Dat zijn vaardigheden die we onze studenten willen bijbrengen. Deze profielen kunnen de kennis uitdragen naar bedrijven.”