Marc Seijlhouwer 21 augustus 2020, 14:39

Elektrisch vliegtuig van Nederlandse studenten staat in februari op de vertrekbaan

Een studententeam van de TU Eindhoven werkt aan een elektrisch vliegtuigje. Door de verbrandingsmotor uit een bestaand model te slopen en te vervangen door een elektromotor en batterijen worden kleinere vliegtuigen duurzamer en makkelijker te onderhouden. Door het systeem met waterstof te combineren, wordt de afstand die het vliegtuig vliegt nog groter dan bij kerosine ook.

Falcon tue vliegtuig batterij

Het team kreeg eind juli subsidie van de regio Eindhoven, de provincie en de universiteit, waarmee nu niets de bouw van het e-vliegtuig meer in de weg zit. De 17 studenten van allerhande nationaliteiten verbouwen een Cessna 150, zodat hij – als alles goed gaat – in februari vliegklaar is. “Het ombouwen is eigenlijk heel simpel”, vertelt Brandon van Schaik van het studententeam Falcon Electric Aviation. “Je haalt de brandstoftanks uit de vleugels en vervangt ze door batterijen. Hetzelfde doe je met de brandstofmotor, die vervang je met een elektromotor en nog meer batterijen.”

Lees ook: Het eerste hybride vliegtuig van Nederland

Hetzelfde vlieggedrag op batterijen

Het ombouwen kan heel snel, verzekert van Schaik. “En verder verandert er niets aan het vliegtuig. De gewichtsverdeling blijft hetzelfde, en we stellen de motor zo af dat de Cessna precies zo vliegt als de versie met een kerosinemotor.” Dat is het unieke aan dit project: door in feite niets te veranderen aan het vlieggedrag van het vliegtuig, is hij eerder klaar voor gebruikt. “Je hoeft piloten niet opnieuw op te leiden in een nieuw soort vliegtuig; elke piloot heeft wel eens in een Cessna gezeten. En daarnaast hoef je je bestaande vloot niet weg te gooien als er onherroepelijk een overstap naar duurzame luchtvaart nodig is.”

Een ander voordeel: net als bij auto's is een elektrische installatie veel goedkoper in onderhoud. En je hebt geen dure kerosine meer nodig; aan Innovation Origins vertelde het team dat een vliegschool de investering van 150.000 euro er binnen vier tot vijf jaar uit heeft.

Range van elektrisch vliegtuig

Natuurlijk zijn er ook nadelen. De Cessna op batterijen heeft maar 30 procent van de vliegtijd die het fossiele model heeft. “Dat is een groot verschil. Maar voor onze eerste markt maakt dat niet uit: we richten ons op vliegscholen. Die lessen vaak maar een uurtje, en daarvoor is de capaciteit van batterijen groot genoeg.” Volgens van Schaik wordt de range ook groter bij grotere vliegtuigen, omdat er meer batterijen in passen. “De sweet spot zit bij vliegtuigen voor 20 personen. Die kunnen op batterijen 50 procent van hun brandstofmotor-afstand afleggen.”

Van Schaik erkent dat dat nog steeds weinig is. Maar in de verre toekomst zal dat verschil wegvallen, dankzij waterstof. “Het is nu nog niet voldoende beschikbaar, maar in de toekomst kan je een groot deel van de batterijen vervangen door een waterstoftank en brandstofcellen. Dan verandert het verhaal: met een vliegtuig dat op batterijen en waterstof vliegt, is de range misschien zelfs groter dan bij een kerosinevliegtuig.”

Conversatieve luchtvaart

Voor het zover is, moeten de teamleden nog wel wat werk verzetten. “In februari moet het vliegtuig af zijn, en kunnen we het neerzetten bij Kempen Airport. Dan kan het echter niet zomaar opstijgen. “Dat is niet omdat het technisch onmogelijk is, maar omdat het juridisch niet mag”, vertelt van Schaik. “Er zijn een heleboel regels waar je aan moet voldoen voor een vliegtuig de lucht in mag. Een heleboel certificaten. En de luchtvaart is een conservatieve wereld, waar je als buitenstaander niet zomaar toegang toe krijgt.”

Het certificeren zou heel veel tijd en geld kosten. Daarom hoopt van Schaik dat er een gevestigde partij is die mee wil doen. “Wij kijken dan vooral naar het Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum en de Europese luchtvaartorganisatie EASA. Hopelijk kunnen zij ons helpen, zodat we het vliegtuig ook echt de lucht in kunnen sturen.”

Lees ook: Eerste elektrische (water)vliegtuig ter wereld stijgt op

Bron: Falcon Electric aviation

Succesvol getest: dubbelzijdig zonnepaneel met gelijke opbrengst per kant

Solliance testte voor het eerst dubbelzijdige panelen met dunnefilmzonnecellen. De panelen zijn in dit geval zo dun dat je er doorheen kan kijken. “Doordat het licht ook door het paneel zelf heengaat en vervolgens reflecteert op de andere kant, kunnen we een nagenoeg gelijke opbrengst realiseren”, vertelt Ron Andriessen van TNO aan de telefoon. “In het lab halen we nu voor beide kanten een opbrengst van 18 procent.”Direct en weerkaatst lichtDubbelzijdige zonnepanelen hebben aan twee kanten fotovoltaïsche cellen. Hierdoor kunnen de schermen gebruik maken van het albedo-effect: een maateenheid om weerkaatst, ofwel diffuus, licht uit te drukken. Een groot deel van het zonlicht wordt weerkaatst door gebouwen, planten, wegen en bossen. Met dubbelzijdige zonnecellen kan extra energie uit dit diffuse licht worden gehaald. Dit soort schermen kunnen in de toekomst bijvoorbeeld gebruikt worden voor geluidswallen langs snelwegen. Maar ook een hybride zonnepark waarbij landbouw of veeteelt tussen en onder de panelen plaatsvindt.Efficiënt en goedkoopVolgens Andriessen is het inmiddels ook mogelijk om de dubbelzijdige dunnefilm panelen betaalbaar en snel te maken. “We zijn in staat perovskiet als halfgeleider te gebruiken. De grondstoffen hiervoor zijn heel goedkoop en we hebben maar een heel dun laagje nodig, wat de materiaalkosten drukt.” Daarnaast kan perovskiet relatief eenvoudig worden aangebracht op een ondergrond, waardoor er geen dure machines nodig zijn. Bovendien wordt perovskiet bij lage tempraturen aangebracht, waardoor productiekosten laag zijn en minder energie nodig is.  Lees ook: Flinterdunne zonnecel van perovskiet evenaart siliciumOpbrengst kan nog hogerVoordat we massal overgaan op grootschalige productie moeten er nog veel tests gedaan worden. “Uiteindelijk willen we een energie-efficiëntie van 20 procent voor beide kanten behalen”, vertelt Andriessen. “In de praktijk kunnen we bijvoorbeeld het wegdek met kalk bedekken om licht nog beter te laten reflecteren.” Ook wil Solliance nog meer onderzoek doen naar het gedrag van elektriciteit tijdens het ‘spiegelen’, de omschakeling van de zon van oost naar west in de avond.Het paneel dat nu getest is, is met de hand in elkaar gezet. Nu is het werken aan een industriële manier van flexibele zonnecellen assembleren tot een zonnefolie, die zich eenvoudig laat produceren, verwerken en aansluiten. Het zal nog wel 2 tot 3 jaar duren voordat een productietechniek klaar is.Test langs de snelwegEind 2019 testte TNO, één van de partners van Solliance, al dubbelzijdige zonnepanelen naast de snelweg A50 de snelweg A50 in Uden. In het Solar Highways-project ontwikkelde TNO prototypes en monitorde ze de opbrengst. Hoewel het verschil in opbrengst van de zijden groot was, werd wel de potentie van bifacial panelen aangetoond.Lees ook: Beste zonnecellen ooit zetten 50 procent van de energie om in stroomBron: Solliance/TNO | Beeld: Adobe Stock