4x4electric Off-grid oplaadtechniek

Een tijd terug hebben wij met trots gedeeld dat wij partner zijn van 4x4electric. Renske Cox en Maarten van Pel gaan meer dan 40.000 km rijden met een reguliere elektrische auto die opgeladen wordt met een mobiel zonnepanelen pakket. Wij vertellen jullie graag meer over deze vernieuwende laadtechniek. Een techniek die nog niet eerder op deze manier is toegepast!

De duurzame wereldreis die Renske en Maarten gaan maken, begint in hun woonplaats Helvoirt (Noord-Brabant). Vanuit hier rijden ze naar Zuid-Afrika en weer terug. Het doel is om volledig elektrisch te rijden zonder gebruik te maken van laadstations.

Ze hebben de auto volledig gestript en voorzien van systemen om de auto op te laden en van een aparte accu om te koken en elektronica op te laden. Het ene systeem bestaat uit 7 zonnepanelen die op de auto zijn geïnstalleerd, het andere systeem bestaat uit 60 zonnepanelen die tijdens het rijden achter in de auto worden opgeborgen. Ook is de auto voorzien van terreinbanden en een daktent waar ze in zullen slapen.

De auto wordt opgeladen met 60 zonnepanelen die in de achterkant van de auto zijn opgeslagen. Om de zonnepanelen om te slaan, heeft Tilbox een op maat gemaakt ladesysteem ontwikkelt. Dit systeem is gemaakt van aluminium en bevat 10 lades. In elke lade passen 6 flexibele, lichtgewicht zonnepanelen: 3 zonnepanelen op hun rug als cascade en 3 bovenop ook in cascade. Elke zonnepaneel weegt 3kg, het totaal gewicht komt uit op 180kg. De zwaarste bagage die zij meenemen, de auto zelf niet meegerekend.

DAS Energy zonnepanelen

Renske en Maarten hebben gekozen voor zonnepanelen van DAS Energy. Niet alleen omdat deze zeer efficiënt en licht van gewicht zijn, maar ook omdat ze gemaakt zijn van hoogwaardige materialen en in Europa geproduceerd zijn.

Het zijn flexibele panelen maar het is belangrijk om er voorzichtig mee om te gaan. Teveel buiging kan resulteren in microscheurtjes. Deze microscheurtjes zullen de efficiënte verminderen en dat willen ze zoveel mogelijk voorkomen.

Informatie over de zonnepanelen:

60 x 180 Watt piek per stuk
In totaal 11 kilowattpiek
Het rendement van het paneel is ~18%

De verwachte oplaadroutine

Van 20 september tot 16 oktober zijn Renske en Maarten op pre expeditie gegaan door Nederland. Het doel van de pre expeditie was het bezoeken van projecten die zich bezighouden met sustainability en natuurlijk om de auto en het laden te testen. De 60 zonnepanelen worden in twee strings van elk 30 panelen geplaatst en aangesloten op de laadunit. Na het testen verwachten ze 20 minuten nodig te hebben om de setup klaar te maken voor het opladen en 30 minuten voor het afbreken. Zodra ze dit vaker gedaan hebben, verwachten ze een efficiëntere en snellere manier te vinden voor de setup. Een volle auto accu geeft een actieradius tot 370 km (zo'n 85 km/u op de snelweg). Oorspronkelijk was dit 500 km, echter is de actieradius kleiner geworden omdat de auto door de daktent en de extra wrijving van de terreinbanden minder aerodynamisch is. De impact van het gewicht is beperkt is doordat ze tijdens het remmen energie kunnen regenereren. Renske en Maarten verwachten 150 km per dag te rijden. De volledig opgeladen auto-accu is dan ruim voldoende om 2 dagen achter elkaar te rijden.

Innovatieve DC-DC omvormer om de auto direct op te laden met zonne-energie

Alle opgewekte elektriciteit wordt gebruikt om de auto accu op te laden. Hiervoor gebruiken ze een speciaal gebouwde DC-DC oplader van Venema E-Mobility. Venema heeft veel ervaring met het bouwen van DC-DC (snel)laders om een auto off-grid op te laden met een accu.

Een auto opladen met zonnepanelen was nieuw voor hen. Sterker nog, we verwachten dat een dergelijk systeem niet eerder gebouwd is. Zonder Venema hadden Renske en Maarten het project niet kunnen realiseren.

De DC-DC-oplader gebruikt 12 volt die door de auto wordt geleverd om de elektronica en de computer van de oplader van stroom te voorzien om te controleren of de installatie correct is uitgevoerd. Alleen dan kunnen ze beginnen met het opladen van de auto met de energie die wordt geproduceerd door de 2 zonnepaneelstrings. Dit is een waardevolle veiligheidscontrole.

Ze laden de auto op met de gebruikelijke CCS-stekker. Dit is de bekende stekker op elektrische auto's voor snelladen. Tijdens het opladen communiceert de omvormer constant met de auto hoeveel energie de zonnepanelen produceren. Door de auto te waarschuwen hoeveel energie er komt, accepteert hij het geleverde wisselende vermogen. Dit vermogen zal veranderen door wolken en vogels die voorbij komen of andere schaduwen die op de zonnepanelen verschijnen

Optimalisatie tijdens de expeditie

Om het rendement van zonnepanelen te verhogen, is het altijd beter om ze direct op de zon te richten. Soms betekent dit dat de zonnepanelen een beetje moeten worden gekanteld. Het mooie is dat we dit minder vaak hoeven te doen als ze richting de evenaar rijden waar de optimale kanteling 0 graden is. Soms is het al de moeite waard om de panelen af te koelen door wat wind onder de panelen door te laten waaien. Hiervoor nemen ze speciale haringen mee.

Per paneel schroeven ze die in de aarde en laten ze een stuk uitsteken. Op deze manier kunnen ze de panelen richting de zon kantelen. Een lichtgewicht en gebruiksvriendelijke oplossing. Dezelfde haringen gebruiken ze om de panelen aan de grond vast te pinnen. Te veel wind is een te groot risico om te beginnen met opladen, maar vastpinnen kan de oplossing zijn.

Om de auto op te laden gaan Renske en Maarten op zoek naar locaties die niet te druk zijn, omdat ze niet kunnen verwachten dat iedereen weet dat de zonnepanelen kwetsbaar zijn. Daarnaast willen ze voorkomen dat mensen verleid worden om ze te stelen. Gelukkig hebben ze al een aantal mensen gevonden die graag een veilige plek willen bieden om op onze route op te laden.

Wat als ze panelen verliezen of ze breken?

Omdat de panelen intensief gebruikt zullen worden, kan het zijn dat ze de expeditie niet overleven. Renske en Maarten gaan er uiteraard alles aan doen om dat te voorkomen maar omdat het een experiment is, weet je het nooit. Gelukkig is het mogelijk om met de helft de zonnepanelen (3o stuks) de auto op te laden. Na de zonnepanelen meerdere keren gebruikt te hebben, is er een foto gemaakt om te zien of er microscheurtjes zichtbaar waren. Dit bleek gelukkig niet zo te zijn. Een bevestiging dat de manier waarop ze gebruikt worden echt werkt.

Opladen tijdens het rijden

Omdat Renske en Maarten een groot deel van de dag zullen rijden, heeft een andere partner zonnepanelen op de auto geplaatst. Mito Solar heeft deze panelen op de kap, daktent en dakkoffer geplaatst. Tot nu toe maakten zij panelen op maat voor zonneboten en auto's van studententeams. In totaal zorgen deze panelen voor 500 Watt piek en is het rendement 24%. Dit is een erg hoog rendement.

De zonnepanelen worden gebruikt om een accu op te laden. De accu is een 2000 Watt-batterij van LP Energy die een vermogen van 2000 Watt kan leveren. Renske en Maarten noemen dit hun huishoudaccu omdat ze de energie hieruit gebruiken voor de koelkast, inductiekookplaat en het opladen van elektronica. Daarnaast gebruiken ze wat energie om de 12 volt accu van de auto op te laden.

Het resultaat van dit aparte laadsysteem is dat de auto-accu alleen gebruikt wordt om mee te rijden. Zo kunnen ze van de maximale actieradius genieten.

Bekijk hier de video die gemaakt is over het produceren en installeren van de zonnepanelen.

Het ultieme experiment

Zoals eerder gezegd, is deze oplaadtechniek nog nooit eerder gebruikt. Daarom is het zowel voor Renske en Maarten als voor alle partners een ultiem experiment.

De reis zal ongeveer een jaar duren en gaat van start op vrijdag 4 november vanuit Haelen, de plaats waar hun hoofdsponsor Geelen Counterflow zit. Wij zijn uiteraard aanwezig om hen uit te zwaaien en een mooie reis te wensen.

Volg ons op LinkedIn op om de hoogte te blijven van dit avontuur!