Sonnenwagen Aachen

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Sonnenwagen Aachen auf dem Stuart Highway, 8. Oktober 2017
Die Route für das Team Sonnenwagen Aachen und seiner Konkurrenten bei der World Solar Challenge 2017 in Australien

Sonnenwagen Aachen ist ein Projekt von Aachener Studenten zur Entwicklung und zum Bau eines Solarautomobils, mit dem das Team Sonnenwagen Aachen an der World Solar Challenge 2017 in Australien teilnahm. Rechtsträger hinter dem Projekt ist der eingetragene Verein Sonnenwagen Aachen e. V. mit Sitz in der nordrhein-westfälischen Universitätsstadt Aachen. Wegen des chinesischen Hauptsponsors Huawei Technologies Co., Ltd. heißt der allein durch Sonnenenergie angetriebene Rennwagen offiziell Huawei Sonnenwagen. Das Rennen über 3022 Kilometer von Darwin im Northern Territory nach Adelaide im Bundesstaat South Australia fand 2017 vom 8. bis 15. Oktober statt.

Hintergründe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

World Solar Challenge 2015: Parade der solargetriebenen Rennwagen am Zielort Victoria Square in Adelaide

Die World Solar Challenge gilt als das härteste Rennen für Solarfahrzeuge; sie wird bereits seit 1987 im sonnenreichen Australien ausgetragen, bis 1999 alle drei, seitdem alle zwei Jahre. Das Rennen findet tagsüber auf öffentlichen, nicht abgesperrten Straßen statt. Die Route führt im Wesentlichen durch das australische Outback und nutzt weitgehend den Stuart Highway.

Schon bei der ersten Austragung 1987 war eines von 13 Teams deutschsprachig; es kam aus der Schweiz. In den Jahren 1990 sowie von 1996 bis 2007 trat ein privates deutsches Team an, ohne vordere Plätze zu erreichen. Ab 2003 nahm die Hochschule Bochum regelmäßig teil; größte Erfolge waren ein zweiter Platz 2013 sowie ein dritter Platz 2015 jeweils in der dünner besetzten, etwas praxistauglicheren „Cruiser“-Klasse. Sowohl 2013 als auch 2015 gewannen niederländische Teams die beiden wichtigsten Klassen. Seit 2013 trägt das Rennen die offizielle Bezeichnung Bridgestone World Solar Challenge, benannt nach dem Reifenhersteller und Hauptsponsor Bridgestone.

Im Jahr 2017 feierte die Veranstaltung mit der vierzehnten Austragung ihr dreißigjähriges Jubiläum. Dabei startete erstmals eine Mannschaft aus Aachen; im über vierzigköpfigen Starterfeld war sie das einzige deutsche Team in der stark besetzten extremen „Challenger“-Klasse.[1][2][3][4][5]

Der Verein Sonnenwagen Aachen e. V.[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Hauptgebäude der RWTH Aachen, Studienort der meisten Mitglieder des Vereins Sonnenwagen Aachen e. V.

Um rechtsgeschäftlich eigenständig als juristische Person auftreten zu können, gründeten Studenten am 21. September 2015 in Aachen den Verein Sonnenwagen Aachen e. V., der am 26. Januar 2016 unter der Vereinsregister-Nummer VR 5554 beim Amtsgericht Aachen eingetragen wurde. Nach dem Stand Juni 2017 hat er 40 aktive Mitglieder, überwiegend männliche und wenige weibliche Studenten der RWTH Aachen (Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen) sowie der Fachhochschule Aachen (FH Aachen – University of Applied Sciences).

Erster Vorsitzender im dreiköpfigen Vorstand ist der Student Hendrik Löbberding.[6][7]

Das Team Sonnenwagen Aachen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Team Sonnenwagen Aachen hat das Rennfahrzeug konstruiert und gebaut und setzte es als Mannschaft in der Bridgestone World Solar Challenge 2017 in Australien ein. Nach dem Stand von Anfang Oktober 2017 umfasste es 45 Aachener Studenten aus verschiedenen Fachbereichen sowie zusätzliche Hilfskräfte im Rennen vor Ort.

Mit der Mechanik befassten sich elf angehende Ingenieure, davon fünf mit der Tragstruktur und sechs mit dem Fahrwerk. Zwölf angehende Ingenieure arbeiteten in dem Bereich Elektrotechnik mit Spezialisierungen auf die Solarzellen, die Batterie, den Elektromotor und das Cockpit. Um die Aerodynamik kümmerten sich sieben Kräfte aus den Fachbereichen Luftfahrt-, Produktions- und Energietechnik sowie Computational Engineering Science. Zwei Teammitglieder befassten sich mit der Fahrstrategie einschließlich der Wettervorhersage. Die nicht-technische Abteilung umfasste zehn Personen für das Projektmanagement und die Informationstechnik, das Sponsoring und Marketing sowie die Logistik und Reiseplanung. Hinzu kommt der dreiköpfige Vereinsvorstand zur Koordinierung und Repräsentation. Der Frauenanteil des Teams lag bei rund 10 %, darunter eine Aerodynamikerin und die Abteilungsleiterin Elektrotechnik.[8]

Das Solarauto Huawei Sonnenwagen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Huawei Sonnenwagen nach einer Testfahrt in Australien

Das Solarauto des Teams Sonnenwagen Aachen ist als reinrassiger Rennwagen speziell für die „Challenger“-Klasse der Bridgestone World Solar Challenge 2017 konzipiert und gebaut. Das Reglement umfasste insgesamt 45 Seiten. Entsprechend den Vorgaben ist das Fahrzeug vierrädrig. Als geschlossener Monoposto bietet es nur einen einzelnen Sitzplatz für den Fahrer, um die Fahrzeugmasse möglichst niedrig halten und die Form besonders aerodynamisch gestalten zu können. Ausgehend von den Ergebnissen der beiden vorausgegangenen Veranstaltungen der Jahre 2013 und 2015, in denen erstmals vierrädrige Fahrzeuge vorgeschrieben waren, entschied sich auch das Team Sonnenwagen Aachen für ein Konzept, das an einen Katamaran erinnert: In den beiden Längsrümpfen befinden sich die nahezu vollständig abgedeckten Räder; auf der Oberseite sind beide Rümpfe durch eine in etwa rechteckige, leicht wellenförmig geschwungene Platte verbunden, auf denen sich die Solarzellen befinden; auf der rechten Seite ragt eine verglaste Cockpitkanzel nach oben, unter der der Fahrer, geschützt durch einen Überrollbügel und dem Reglement entsprechend, vergleichsweise aufrecht sitzt.

Das selbst konstruierte Fahrzeugchassis ist aus Gewichtsgründen eine Leichtbaukonstruktion mit Teilen aus Faserverbundwerkstoff. Luft- und Rollwiderstand sind möglichst gering, um bei gleicher Leistung höhere Geschwindigkeiten zu ermöglichen. Die Photovoltaikanlage erzeugt den Strom, der im Elektromotor unmittelbar für den Antrieb sorgt; ein Batteriespeichersystem mit Lithium-Ionen-Zellen von 20 kg Gesamtmasse dient als ständige Energiereserve. Der Sonnenwagen hielt sich an die Vorgaben des Reglements, das eine maximale Länge von 5 Metern vorsah, eine maximale Breite von 2,2 Metern und eine maximale Solarfläche von 4,0 Quadratmetern. Die gegenüber früheren Veranstaltungen reduzierte Solarfläche trug erwartungsgemäß dazu bei, dass die Durchschnittsgeschwindigkeiten nicht weiter anstiegen und Überschreitungen der zulässigen Höchstgeschwindigkeit möglichst vermieden wurden.

Auf der Karosserieoberseite befinden sich 260 Silizium-Solarzellen. Der selbst entwickelte 135-Volt-Radnabenmotor erreicht eine Leistung von 1,4 Kilowatt (etwa 1,9 PS). Bei einem Leergewicht von weniger als 200 Kilogramm reicht dies für eine Höchstgeschwindigkeit von 135 Kilometer pro Stunde. Dies ist jedoch im Hinblick auf die Reichweite und die in Australien geltenden Geschwindigkeitsbegrenzungen ein eher theoretischer Wert. Bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 70 bis 80 km/h reicht eine Akkuladung vier Stunden lang und gut 300 Kilometer weit.[9] Angestrebt war eine durchschnittliche Geschwindigkeit bei problemlosem Betrieb und abhängig von der Intensität der Sonnenstrahlung sowie des Streckenprofils von 80 bis 90 km/h. Die umgewandelte Sonnenenergie ist dabei mit „der Leistung eines Föns“[10] vergleichbar.

Mit dem Einstieg des Hauptsponsors Huawei erhielt der zunächst Sonnenwagen Aachen genannte Rennwagen die endgültige Bezeichnung Huawei Sonnenwagen, die bisherige Teambezeichnung wurde hingegen beibehalten. Im Rennen trug das Fahrzeug die Startnummer „70“.[11][12]

Der Name[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Benannt ist das Projekt – neben dem gemeinsamen Studienort der Vereins- und Teammitglieder – nach der wörtlichen deutschsprachigen Übersetzung des englischsprachigen Begriffs „solar car“; der deutschsprachige Begriff schafft einen Bezug zu der international hoch angesehenen deutschen Ingenieurskunst. Zugleich werden Verbindungen zu dem Sonnenwagen als wagenartiger mythologischer Darstellung geschaffen, die die Fahrt der Sonne über den Himmel verbildlicht. Bekannt ist vor allem die Skulptur des Sonnenwagens von Trundholm aus der Zeit um 1400 v. Chr.

Die Partner[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Budget des Projekts für 2017 stellten zahlreiche Partnerunternehmen zur Verfügung, teils in Form von Fertigungszuschüssen, ferner durch die Bereitstellung von Infrastruktur für die Planung, Entwicklung und Produktion.

Hauptsponsor für 2017 war das 1987 gegründete chinesische Telekommunikationsunternehmen Huawei mit Sitz in Shenzhen und Europazentrale in Düsseldorf, ein Konzern mit rund 170.000 Mitarbeitern weltweit und einem Gewinn 2015 von rund 5 Milliarden Euro. Als sogenannter „Gold“-Sponsor trat zum einen der deutsche Werkstoffproduzent Covestro AG aus Leverkusen auf, ein Tochterunternehmen der Bayer AG, vormals bekannt als Bayer MaterialScience AG; zweiter „Gold“-Sponsor war der Automobilhersteller Porsche AG aus Stuttgart-Zuffenhausen.

„Silber“-Partner waren der Schweizer Wettervorhersagedienst und Spezialist für Solarstromprognose Meteoblue sowie die US-amerikanischen Softwareentwickler ANSYS, Inc., Entwickler der Finite-Elemente-Software ANSYS, und Autodesk, Inc., Entwickler der Design-Software Autodesk Fusion 360. Hinzu kamen elf weitere „Bronze“-Partner, 21 sonstige Partner und zusätzliche Abteilungspaten, vielfach aus dem Aachener Umland, insbesondere Forschungsunternehmen und Hochschulinstitute in beratender Funktion.[13]

Die Entstehungsgeschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Idee zum Team Sonnenwagen hatten mehrere Studenten in einer Aachener Wohngemeinschaft im Sommer 2015. Schnell konkretisierte sich der Wunsch, ein eigenes Solarauto zu bauen und damit 2017 an der World Solar Challenge in Australien teilzunehmen. Bereits im September 2015 gründeten erste Mitglieder den eingetragenen Verein Sonnenwagen Aachen e. V. und begannen mit computergestützten Entwürfen für das Fahrzeug sowie dem Aufbau organisatorischer Strukturen vor allem zur Finanzierung des Projekts. Seit August 2016 betreiben sie einen eigenen Blog, in dem oft mehrfach monatlich der aktuelle Entwicklungsstand dokumentiert wurde.[14][15]

Erste Erfahrungen mit Elektromobilen in Wettbewerben sammelten vier Mitglieder des Vereins bei der Veranstaltung e-CROSS Germany, die vom 1. bis 4. September 2016 im Stil einer emissionsfreien Rallye und Geschicklichkeitsfahrt von Bielefeld über Düsseldorf nach Aachen führte. Unter 34 Business- und 19 Privatteams siegte eine Zweiermannschaft des Teams Sonnenwagen auf einem Twike 3; eine zweite Mannschaft nahm in einem elektrisch getriebenen Kia Soul EV teil.[16]

Am 18. November 2016 präsentierte das Team das Projekt öffentlich in der Aula des Hauptgebäudes der RWTH Aachen. Im Beisein der damaligen nordrhein-westfälischen Wissenschaftsministerin Svenja Schulze und Professor Jörg Feldhusen, Dekan der Fakultät für Maschinenwesen, wurde das Fahrzeugkonzept enthüllt und Huawei als Hauptsponsor vorgestellt.[17] Seit Juni 2017 unterstützte die Covestro AG das Projekt, seit Juli 2017 auch die Porsche AG. Das fertige Fahrzeug wurde schließlich am 20. Juli 2017 im Beisein von Bundesumweltministerin Barbara Hendricks in Berlin vorgestellt.[18]

Die Rennteilnahme[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Typische Rennszene: Der Huawei Sonnenwagen südlich von Darwin mit zwei Begleitfahrzeugen
Vorbereitungen des Teams Sonnenwagen Aachen zur Übernachtung im australischen Outback (neben dem Stuart Highway)

Die Rennvorbereitung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Am 4. August 2017 verschickte das Team große Teile der Ausrüstung in einem 40-Fuß-Container per Seefracht nach Australien, darunter einen 6-Meter-Anhänger, Werkzeug, Campingausrüstung und Ersatzteile. Ebenfalls dabei war die aufwendige Batterie, da Vorschriften deren Luftfracht de facto ausschlossen. Um das Fahrzeug weiter testen zu können, verschickte die Mannschaft den Huawei Sonnenwagen erst am 30. August per Luftfracht von Amsterdam über Kuala Lumpur, Sydney und Adelaide nach Darwin. Das Team Sonnenwagen Aachen ist mit 38 Personen in Australien vertreten. Sie reisten in vier Gruppen zwischen dem 7. September und 2. Oktober 2017 an.[19]

Seit dem 28. September hat der Huawei Sonnenwagen eine temporäre australische Straßenzulassung. Das Team nutzt sie zu ausführlichen Testfahrten auf dem Hidden Valley Racetrack in Darwin sowie der Cox Peninsula. Am 4. Oktober 2017 bestand der Wagen die offizielle technische sowie den ersten Teil der praktischen Fahrzeugabnahme. Letzter Teil des „Dynamic Scrutineerings“, der Testfahrten zur Rennabnahme, war das Qualifying auf der kurvigen Hidden-Valley-Rennstrecke am 7. Oktober 2017. Die Aachener Mannschaft absolvierte die gezeitete Runde mit der fünftbesten Zeit von 38 teilnehmenden Teams; mit einer Rundenzeit von 2′15,9″ und einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 76,0 km/h lag es direkt hinter dem Mitfavoriten und Vorjahressieger Nuon Solar Team aus den Niederlanden mit dem Fahrzeug Nuna 9.[19][20][21]

Das Rennen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das eigentliche Rennen wurde am Sonntag, dem 8. Oktober vormittags gestartet und führte offiziell über 3022 Kilometer. Ungefähr auf halber Strecke wurde der höchste Punkt mit fast 750 Meter über dem Meeresspiegel erreicht. Um in die Wertung zu kommen, mussten die Fahrzeuge spätestens am Sonntag, dem 15. Oktober nachmittags in Adelaide eintreffen. Fahrzeuge der „Challenger“-Klasse wie der Huawei Sonnenwagen durften nur den Strom nutzen, der aktuell über die Sonneneinstrahlung erzeugt beziehungsweise der vor, während und nach dem Tagesabschnitt in der mitgeführten, reglementierten Batterie gespeichert werden konnte. Im Gegensatz dazu durften die praxistauglicheren mehrsitzigen Fahrzeuge der „Cruiser“-Klasse unterwegs über externe Kollektoren nachgeladen werden.[19][20]

Am ersten Renntag legte das Team Sonnenwagen Aachen 493 Kilometer zurück, obwohl es als Neuling in der WSC bewusst vorsichtig gestartet war. Ein technisches Problem sorgte vorübergehend für einen ungewöhnlich niedrigen Batteriestand, so dass auch der zweite Renntag mit Platz 14 in der „Challenger Class“ abgeschlossen wurde. Im Verlauf des dritten Renntages geriet der Huawei Sonnenwagen wie auch viele Konkurrenten in eine großräumige Schlechtwetterzone mit starker Bewölkung, während sich eine fünfköpfige Spitzengruppe davor noch weiter absetzen konnte. Die für 2017 um 20 Prozent verkleinerte Solarfläche ließ nur noch geringe Geschwindigkeiten zu, ohne die Batterie weiter aufladen zu können. Nachdem bereits bis zum Ende des zweiten Tages neun Teams ausgefallen waren, schieden am dritten Tag weitere sechs aus. Das Aachener Team war zu dieser Zeit bereits der einzig verbliebene „Newcomer“.[19]

In der Nacht zum vierten Renntag zog im australischen Outback vor Alice Springs eine große Gewitterfront mit Sturm und zeitweiligem Regen auf, die weite Teile des Renntags bestimmte. Alice Springs konnte mit letzten Batteriereserven noch innerhalb des von der Rennleitung verlängerten Zeitkorridors erreicht werden. Weiter südlich klarte es wieder auf und ließ kontinuierlich hohe Geschwindigkeiten zu. Am Nachmittag des fünften Renntags musste bei Kilometer 2187 der Checkpoint in Coober Pedy erreicht werden. Durch die ausgedehnte Schlechtwetterzone hatte das Team Sonnenwagen Aachen allerdings zuviel Zeit verloren, um sie noch bis Coober Pedy aufholen zu können: Die Kontrollzeit wurde um wenige Minuten überschritten, was zum Ausscheiden aus der „Challenger Class“ führte. Von da ab konnte das Aachener Team das Rennen „nur noch“ in der „Adventure Class“ fortsetzen. Am Nachmittag des sechsten Renntags erreichte der Huawei Sonnenwagen Port Augusta, am Vormittag des siebten Tages Adelaide.[19]

In der dreißigjährigen Geschichte war es die World Solar Challenge mit dem geringsten Sonnen- sowie höchsten Wolken- und Regenanteil. Der Sonnenwagen Aachen bewältigte die volle Distanz von 3022 Kilometern, womit das Team einer der besten „Newcomer“ in der WSC-Geschichte ist; trotz der Schlechtwetterzonen lag die Durchschnittsgeschwindigkeit des Aachener Wagens bei 60 km/h.[19]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Team Sonnenwagen Aachen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Die Geschichte der World Solar Challenge auf dem offiziellen Webportal des Veranstalters, abgerufen am 5. Oktober 2017 (englisch).
  2. Übersicht über die bisherigen Veranstaltungen und die Podestplatzierungen bei der World Solar Challenge auf dem offiziellen Webportal des Veranstalters, abgerufen am 5. Oktober 2017 (englisch).
  3. Übersicht über die an der Bridgestone World Solar Challenge 2017 teilnehmenden Teams auf dem offiziellen Webportal des Veranstalters, abgerufen am 5. Oktober 2017 (englisch).
  4. Vorstellung des Projekts Sonnenwagen Aachen mit Hintergründen zur World Solar Challenge auf deren Webportal sonnenwagen.org, abgerufen am 5. Oktober 2017.
  5. Das Team Sonnenwagen Aachen und der Huawei Sonnenwagen auf dem offiziellen Webportal des Veranstalters worldsolarchallenge.org, abgerufen am 7. Oktober 2017 (englisch).
  6. Stammdaten des eingetragenen Vereins Sonnenwagen Aachen e. V. auf dem Webportal online-handelsregister.de, abgerufen am 5. Oktober 2017.
  7. Offizielle Vorstellung des Projekts Sonnenwagen Aachen e. V. vom 18. November 2016 auf dem Webportal sonnenwagen.org, abgerufen am 5. Oktober 2017.
  8. Übersicht über die Mitglieder des Teams Sonnenwagen Aachen auf dem Webportal sonnenwagen.org, abgerufen am 5. Oktober 2017.
  9. Klaus-Achim Peitzmeier: „Sonnenwagen“, Bericht zum Sonnenwagen Aachen und der Kooperation mit Porsche einschließlich technischen Details vom 29. September 2017, erschienen im Porsche-Kundenmagazin Christophorus Nr. 383, abgerufen am 7. Oktober 2017.
  10. „So kraftvoll wie ein Fön – Dieses Solarauto soll ein 3000-Kilometer-Rennen schaffen“, Bericht der Hamburger Morgenpost vom 18. November 2016 zum Huawei Sonnenwagen, abgerufen am 5. Oktober 2017.
  11. Hintergründe zum Huawei Sonnenwagen auf dem Webportal sonnenwagen.org, abgerufen am 5. Oktober 2017.
  12. Informationen zur „Challenger“-Klasse der World Solar Challenge 2017 auf dem Webportal des Veranstalters, abgerufen am 5. Oktober 2017 (englisch).
  13. Übersicht über die Partner des Teams Sonnenwagen Aachen auf deren Webportal, abgerufen am 5. Oktober 2017.
  14. Zu den Anfängen des Projekts auf dem Webportal sonnenwagen.org, abgerufen am 5. Oktober 2017.
  15. Neuigkeiten-Rubrik des Webportals sonnenwagen.org mit umfangreichem Archiv, abgerufen am 5. Oktober 2017.
  16. Veranstaltungsbericht zum e-Cross Germany auf dem Webportal sonnenwagen.org, abgerufen am 5. Oktober 2017.
  17. „Von Aachen nach Australien – Studenten bauen Solar-Rennwagen für WM im Outback“, Bericht von RP-online vom 18. November 2016 zur Präsentation des Projekts Sonnenwagen Aachen, abgerufen am 5. Oktober 2017.
  18. „Bundesumweltministerin Dr. Barbara Hendricks verabschiedet Huawei Sonnenwagen zum Rennen nach Australien“, Bericht zum Huawei Sonnenwagen auf dem Webportal tagesspiegel.de vom 20. Juli 2017, abgerufen am 5. Oktober 2017.
  19. a b c d e f Informationen zum Rennverlauf und der Vorbereitung auf dem Webportal sonnenwagen.org, abgerufen am 7. Oktober 2017.
  20. a b Übersichtsseite des Veranstalters zur Rennveranstaltung 2017 auf dem Webportal worldsolarchallenge.org, abgerufen am 7. Oktober 2017 (englisch).
  21. Rundenzeiten und weiteres zum „Scutineering“ (technische Abnahme/Testfahrt) 2017 auf dem offiziellen Webportal des Veranstalters worldsolarchallenge.org, abgerufen am 7. Oktober 2017 (englisch).