Lightyear One: Elektrische auto op zonnepanelen
Elektrische auto ’s worden al een tijdje gehypet, maar zijn nog lang geen gemeengoed. Het Helmondse bedrijf Lightyear denkt dé oplossing te hebben en bouwt aan een auto die op zonne-energie rijdt. De Lightyear One, een auto met zonnepanelen op het dak. We stapten in onze vervuilende benzineauto en gingen bij de start-up langs.
De Lightyear One is de elektrische auto van de Eindhovense start-up Lightyear, die werd opgericht door leden van het Solar Team Eindhoven dat een aantal jaren de cruiser-klasse van de World Solar Challenge in Australië won. Arjo van der Ham is medeoprichter en vertelt aan PCM hoe het bedrijf Lightyear het levenslicht zag.
“Een paar mensen uit ons team waren bezig hun studie af te ronden en dachten vast na over de toekomst. We wilden graag met iets nuttigs en goeds bezig zijn, dus bedachten we allerlei concepten; de meeste rondom het thema duurzaamheid. Zo maakten we een opzet voor groenere containerschepen en andere initiatieven.”
Uiteindelijk bleek een energiezuinige auto het aantrekkelijkst, niet in de minste plaats omdat het team dankzij de Solar Challenge al veel kennis had opgedaan over het maken van elektrische voertuigen. Maar Van der Ham ziet een groter plaatje dan alleen zijn eigen kennisniveau.
“Over tien, twintig jaar wordt de welvaart van de wereld zo veel groter dat zelfs de armste mensen op de planeet een eigen auto kunnen aanschaffen. Maar die kopen dan iets binnen hun eigen kapitaal, en dat zijn de meest vervuilende benzineauto’s die we hier in het Westen juist wegdoen.”
Laadpalen
Elektrische auto’s zijn een goede en logische vooruitgang, maar ze hebben volgens Van der Ham een schalingsprobleem. “Je moet altijd bij een lader in de buurt zijn, en op dit moment woont slechts drie procent van de wereldbevolking in een straal van honderd kilometer van zo’n laadstation.”
Dat zorgt volgens Van der Ham voor een kip-eisituatie. “Iemand, bijvoorbeeld de gemeente, moet voor een laadstation zorgen, maar dat doen ze alleen als er genoeg elektrische auto’s zijn. En niemand koopt elektrische auto’s als er geen laadstation in de buurt is.”
©PXimport
Van der Ham en zijn collega’s begonnen de startup Lightyear en maakten een aantal ontwerpen voor een auto, die One is gedoopt. Eind 2018 moet het eerste prototype worden afgeleverd, het jaar daarop krijgen de eerste klanten hun auto overhandigd. Er komen twee varianten van de One: eentje met een batterij waarmee 400 kilometer gereden kan worden en een duurdere variant met een batterij die goed is voor 800 kilometer.
Het aantal zonuren en de zonnesterkte verschilt uiteraard per land. Om die reden kan de auto in Nederland zo’n 10.000 kilometer per jaar op gratis zonne-energie rijden, iets minder dan de 13.200 kilometer die de gemiddelde Nederlander per jaar aflegt.
Het ontwerp
Vooralsnog heeft Lightyear alleen nog een aantal artist impressions van de auto gemaakt, maar op die digitale renders is wel te zien hoe het voertuig er als luxe sportwagen uit komt te zien. Toch denkt Van der Ham dat bepaalde aspecten van het uiterlijk voor sommige kopers misschien even slikken zijn. “We gebruiken bijvoorbeeld geen groot motorblok, maar hebben de aandrijving in de wielen zelf verwerkt. Dat zie je in het geval van de achterwielen best goed; die zien er heel anders uit.”
Het bedrijf krijgt inderdaad gemengde reacties op het ontwerp van de auto, maar er zijn gelukkig meer dan genoeg mensen die positief verrast zijn. Ook de meningen over het dak van het voertuig verschillen nogal, want zonnepanelen zijn van zichzelf nu eenmaal niet al te fraai, al heeft Lightyear daar naar eigen zeggen een mooie oplossing met een uniek patroon op bedacht.
©PXimport
Het plan is om eind 2018 met een eerste prototype te komen. Eind 2019 volgen dan de eerste tien productieauto’s, exclusieve modellen die de eerste tien geïnteresseerden nu al voor de volle prijs kunnen reserveren. Dat is een stevige 119.000 euro (exclusief btw!) voor een auto die op dit moment alleen nog in de conceptfase bestaat.
Toch hebben zich al vier kopers gemeld om zo’n exclusief model te reserveren. Bovendien heeft een aantal investerende kopers al een aanbetaling van 19.000 euro gedaan voor een toekomstige auto. Van der Ham geeft toe dat maar weinig kopers de auto ook echt willen voor dagelijks gebruik, maar dat het vooral pioniers zijn. “Het zijn mensen die ons doel steunen en die veel ophebben met duurzaamheid en innovatie.”
Kosten
Om een auto op zonne-energie te kunnen laten rijden is het uiteraard van belang genoeg stroom te leveren, maar dat is volgens Van der Ham slechts de helft van de strijd. Als je de auto lichter en aerodynamischer kunt maken heb je ook minder energie nodig om die te laten rijden. Gelukkig is het design van de Lightyear One juist door het gebruik van zonnepanelen optimaal om daar winst te behalen. Dat begint bijvoorbeeld al bij het ontwerp, maar ook het gebruik van koolstofvezel als bouwmateriaal en het feit dat er veel minder onderdelen nodig zijn die de auto onnodig zwaar maken.
Omdat er geen zwaar motorblok nodig is, wordt de auto bijvoorbeeld al aanzienlijk lichter, maar er zijn meer onderdelen die kunnen worden weggelaten. Van der Ham: “Omdat de motoren in de wielen zitten, kun je bijvoorbeeld ook de wielassen schrappen, net als een differentieel. En zo zijn er nog meer componenten die je gewoon kunt verwijderen, en dat verlaagt het gewicht natuurlijk significant.”
Bijkomend voordeel is volgens Van der Ham dat de onderhoudskosten van de auto veel lager worden. Hij heeft het zelf optimistisch over ‘een miljoen kilometer’ die een auto in de toekomst kan rijden voordat er een serieuze reparatie nodig is. “Als je kijkt naar de kosten van een auto, dan zitten die naast de aanschafprijs, de belasting en verzekeringen vooral in het energieverbruik en het onderhoud. Energie is in het geval van de One uiteraard sowieso gratis, maar je bespaart ook heel veel op het onderhoud.”
Een andere factor die meespeelt in het gewicht van de auto is het gebruik van koolstofvezel als bouwmateriaal, maar Van der Ham geeft toe dat dat de prijs van het model wel behoorlijk opschroeft. “Dat is de concessie die we doen, al verwachten we wel dat er in de nabije toekomst belangrijke ontwikkelingen op dat gebied zijn en dat we daarmee de prijs iets kunnen drukken.”
Updates
Opvallend is dat in de eerste prototypen van de Lightyear One een hoop features ontbreken die in veel nieuwe auto’s inmiddels gemeengoed zijn. Automatic lane changing, automatisch inparkeren, adaptive cruise control ... In de eerste exemplaren moet je nog gewoon met de hand (en voet) rijden, maar daar zit Van der Ham niet zo mee. “Dat kunnen we in latere versies van de auto altijd nog toevoegen. Bovendien hebben we bij andere auto’s al gezien dat zulke features met software-updates kunnen worden doorgevoerd.” Zulke updates kunnen gewoon over-the-air worden verstuurd.
Van der Ham ziet opvallend weinig beren op de weg voor Lightyear, al is de groei van het bedrijf een belangrijke uitdaging. “We hebben veel meer mensen nodig”, vertelt hij. “We breiden nu eenmaal snel uit. Financiën zijn inmiddels niet meer onze belangrijkste zorg.” Ook is de veiligheid van de auto nog iets waaraan moet worden gewerkt, maar dat is volgens Van der Ham geen obstakel. “We werken samen met mensen uit de industrie om daar oplossingen voor te verzinnen. Omdat de One zo licht is, moeten we met andere veiligheidsmaatregelen komen.”
Zonnepanelen op het dak
De meest opvallende feature van de Lightyear One is het dak waar de zonnepanelen op komen te liggen. Door die positie wordt de auto een soort luxe hybridevorm van sportauto en Solar Challenge-voertuig. “Het is uiteraard logisch om de zonnepanelen boven op de auto te leggen”, vertelt Van der Ham. “Maar dat levert ook de nodige uitdagingen op. Niet in de minste plaats wat betreft de esthetiek, dus hebben we daar wat aan gesleuteld om de cellen aantrekkelijker te maken.”
Door de panelen over de gehele lengte van de auto te plaatsen en om het oppervlak van de wagen te optimaliseren, wordt de achterruit vervangen door zonnecellen. “Dat is niet zo’n probleem, omdat we uiteindelijk toch gebruikmaken van een achteruitkijkcamera.”
©PXimport
Maar er is een grotere uitdaging, en dat is het feit dat het dak niet helemaal plat ligt. Dat betekent dat een bepaald deel van de cellen tijdens het parkeren minder zonlicht opvangt. Bij een conventionele configuratie van zonnecellen zou dat dus een probleem kunnen zijn, omdat zonnepanelen die allemaal aan elkaar geschakeld zijn alleen het maximumvermogen van de zwakste cel pakken.
Zonnepanelen bestaan oorspronkelijk uit grote groepen van aan elkaar geschakelde cellen, maar de gebogen vorm van het dak zorgt er in zo’n samenstelling normaal gesproken voor dat de minst belichte zonnecel (de zwakste) de maximale stroomtoevoer naar de accu bepaalt. Als de rijen alle drie een over vermogen van een bepaald aantal watt per stuk beschikken, maar de ‘schuine’ rij cellen (aan de achterkant van de auto) dusdanig slecht belicht wordt dat die maar een derde van dat vermogen levert, dan kunnen de overige cellen ook maximaal dat lage aantal leveren.
In die configuratie zou de auto (te) veel inleveren op verbruik, en juist dat wil Lightyear voorkomen. “De Stella en Stella Lux waarmee we de Solar Challenge wonnen hadden wel zo’n plat dak – daar ga je immers voor optimale efficiëntie. Maar in een commerciële auto wil je het ook mooi houden en moet je de panelen zo goed mogelijk in het design verwerken.”
De perfecte configuratie
Lightyear heeft daar echter een aparte oplossing voor bedacht. In plaats van het installeren van één converter voor alle cellen gebruikt de auto kleinere groepjes cellen die allemaal lokaal geschakeld zijn. Dat betekent wel dat er voor elk groepje een aparte kleinere converter nodig is. Die verdeelt de energie vervolgens over de andere groepen, zodat ze alle drie een gelijkwaardig wattage leveren.
Ook daarbij levert de auto wel iets in aan vermogen, maar volgens Van der Ham is dat marginaal. Het systeem werkt op dit moment nog niet perfect, aldus Van der Ham. “We zijn nog hard op zoek naar de perfecte configuratie en wat de ideale hoeveelheid cellen op een groep is, zodat de auto daar optimaal van kan profiteren. Zodra we dat hebben, kunnen we verder.”
Het is misschien te kort door de bocht om Lightyear met bedrijven als Tesla te vergelijken, maar het businessmodel van de start-up heeft erg veel weg van de Amerikaanse autofabrikant. Door een klein aantal luxemodellen voor een relatief hoge prijs te verkopen, moeten toekomstige modellen goedkoper en toegankelijker worden. Voorlopig is dat echter nog toekomstmuziek. Eerst moet Lightyear zijn eerste model op de markt brengen.
