Brunel Solar Team wint achtste wereldtitel zonneracen met aerodynamische innovaties

Het Brunel Solar Team van de TU Delft heeft in Australië de Bridgestone World Solar Challenge 2025 gewonnen. De Nuna 13 reed de ruim 3.000 kilometer lange route van Darwin naar Adelaide het snelst en schonk de studenten hun achtste wereldtitel in het 25-jarig bestaan van het team. Het Delftse succes was het resultaat van een combinatie van aerodynamische verfijning, lichtgewicht constructie en nauwkeurig energiebeheer.

Solar Team Twente en Innoptus Solar Team werden respectievelijk 2 en 3.

Een opvallende innovatie van Brunel was de canopy-vin, een verticale vin geïntegreerd in de cockpitkap. Deze vin had meerdere functies:

• Verlaging van de luchtweerstand door het verminderen van turbulentie rond de cockpitkoepel.
• Extra koersstabiliteit bij zijwind, cruciaal op de lange rechte outbackwegen.
• Betere luchtstroomgeleiding richting de achterzijde, wat de algehele stroomlijn verbeterde.

Volgens teamleden leverde deze vin niet alleen winst op bij harde wind, maar ook een stabieler energieverbruik doordat minder bijgestuurd hoefde te worden.

Constructie en materialen

De carrosserie van de Nuna 13 is volledig opgebouwd uit koolstofvezelcomposieten, waarbij high-modulus carbon is gecombineerd met een honingraatkern voor maximale stijfheid bij minimaal gewicht. Het totale voertuiggewicht kwam uit op circa 180 kilogram inclusief batterij, elektronica en aandrijving. Speciale aandacht ging uit naar het minimaliseren van trillingen en weerstand in de wielophanging.

Zonnecellen en energieopbrengst

Brunel maakte gebruik van monokristallijne siliciumzonnecellen met een rendement boven de 24 procent, conform de reglementen die het gebruik van de nog efficiëntere galliumarsenidecellen verbieden. De panelen zijn voorzien van antireflectielaag en ingekapseld in een ultradunne, transparante beschermlaag om gewicht en verliezen te beperken.

Bij volle zonopbrengst kan het systeem circa 2,5 kW genereren, genoeg om de auto met kruissnelheden van 80 tot 90 km/h te laten rijden. De uitdaging ligt in schommelende omstandigheden: tijdens bewolking of regen moet de energie uit de batterij komen.

Batterij en energiebeheer

Het batterijpakket bestond uit lithium-ioncellen met een totale capaciteit van circa 5 kWh, de maximum toegestane capaciteit volgens de racevoorschriften. Door een geavanceerd batterijmanagementsysteem (BMS) kon de energiestroom nauwkeurig worden geregeld. Belangrijke functies waren:

• Balanceren van de afzonderlijke cellen om capaciteitsverlies te voorkomen.
• Temperatuurregeling om thermische runaway te vermijden.
• Strategisch laden en ontladen tijdens verschillende racefases, in samenspel met weersvoorspellingen.

Aandrijflijn

De achterwielmotor is speciaal ontwikkeld voor hoog rendement en lage verliezen. Het gaat om een direct-drive elektromotor met een piekrendement boven 97 procent. De motor is geïntegreerd in het achterwiel om mechanische transmissieverliezen te vermijden.

Strategische racevoering

Het technische ontwerp ging hand in hand met een uitgekiende strategie. Het team verzamelde continu data over zonne-instraling, windsnelheid, wegdek en energieverbruik. Op basis van simulaties en realtime berekeningen werd de snelheid per segment aangepast. De canopy-vin gaf hier een belangrijk voordeel: bij zijwind kon de Nuna langer op koers blijven met een lager energieverbruik.

Eindklassering Bridgestone World Solar Challenge 2025

1. Brunel Solar Team (TU Delft)

2. Solar Team Twente (Universiteit Twente en Saxion)

3. Innoptus Solar Team (België)

Hieronder wat spec’s van de nummer 2 en 3:

Solar Team Twente – RED X / RED Discover

Ontwerpfilosofie en technische opzet

Solar Team Twente blijft trouw aan hun kernprincipe: eenvoud en betrouwbaarheid leiden tot maximale efficiëntie. Elk component is met de hand vervaardigd en integraal in huis ontwikkeld, van motorcontroller tot batterijmanagementsysteem (BMS). Voor 2025 reden ze met ‘RED X’, hun tiende zonneauto en eerste monohull-ontwerp, eerder overgaand van catamaran naar één rompconstructie. Dit ontwerppad biedt betere aerodynamische mogelijkheden en een strakke carrosserievorm.

Zonnedek en prestaties

Ze gebruiken high-performance back contact z­onnecellen van Aiko. Deze cellen hebben een verhoogd omzettingsrendement en leveren meer energie per oppervlak, wat cruciaal is binnen de maximum limiet van 6 m². Hoewel geen vin-ontwerp dit jaar, wordt hun carrosserievorm en fijn tuned energiebeheer geprezen voor de solide racevoering tot vlak voor de finish.

Innoptus Solar Team – Infinite

Aerodynamica en zelf stabilisatievin

De Belgische winnaar van 2023 keerde terug met de Infinite, een ontwerp dat focust op optimale balans tussen aerodynamica en energiegebruik. Hun onderscheidende kenmerk: een dubbel vin-systeem dat actief reageert op zijwind en significant energieverlies tegengaat.

Simulatietools en ontwerpverfijning

Het team gebruikte uitgebreide Ansys-simulaties (CFD, FEA, elektromagnetische analyse) om luchtstromen, mechanische sterkte en motorontwerp optimaal af te stemmen. De vin is gebaseerd op een NACA-luchtomlijsting en verbetert hun stabiliteit bij dwarswind met factor vier in efficiëntieverlies.

Technische specificaties

• Formaat: 5 m lang, 1,2 m breed, 1 m hoog zonder vin; vin voegt ~0,4 m toe
• Vin roterend bestuurbaar, voor verschillende windhoeken
• Zonnedek: zeer efficiënte back-contact cellen van Longi (~27 %)
• Batterijsysteem: zelfgeproduceerd, met een actieradius tot 900 km zonder zonnelading.

Strategische edge

Hoewel Innoptus deze editie niet won, behielden ze hun kenmerkende strategie van crosswind-voordeel via de vin. Ze moesten extra tijd investeren in opladen maar hielden serieus concurrentievoordeel tot in de slotfase.