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World Solar Car Challenge: Die Zukunft wird mit Solarenergie angetrieben

Ein aus 17 Studenten bestehendes All-Star-Team der University of Michigan bestritt 2015 mit einem solarbetriebenen Auto ein Fünf-Tage-Wettrennen in der brütenden Hitze des australischen Outbacks. Bei der Bridgestone World Solar Car Challenge messen sich seit 1987 im Turnus von zwei Jahre energieeffiziente Autos aus aller Welt in einem Rennen, das ihnen auf einer Strecke von etwas über 3.000 Kilometern alles abverlangt. Dieser Wettkampf ist gewissermaßen die Weltmeisterschaft der Solarautos – und die University of Michigan war ganz vorne mit dabei. Letztes Jahr belegte das Team unter 42 Teilnehmern aus 20 Ländern den vierten Platz.

„Ich finde es faszinierend, an einem so großen Rennen mit Technikern aus der ganzen Welt teilzunehmen“, erklärt Pavan Naik, ein Student des Department of Industrial and Operations Engineering. Als Manager des Teams ist er unter anderem für das Budget, die Auswahl der Mitarbeiter, den Einkauf und die für die Überstellung des Solarautos nach Australien nötigen logistischen Maßnahmen verantwortlich. Das Team überquerte mit seinem auf den Namen Aurum getauften Wagen nach zwei niederländischen Mannschaften und einer japanischen Crew die Ziellinie. Doch es gab noch mehr zu feiern: „Von allen Teams der University of Michigan haben wir das schnellste Auto gebaut“, sagt Naik. Die im Rennen erzielten Ergebnisse verheißen sowohl für die Zukunft von Solarautorennen als auch für die Förderung von Forschungsarbeiten im Bereich energieeffizienter Fahrzeuge eine positive Aussicht.

Zwei Jahre Vorbereitung

Sechs Versorgungsautos und ein Sattelzug als Begleitung

Zwei Jahre lang verbrachte ein 70-köpfiges Team der University of Michigan unzählige Stunden damit, das Solarauto zu bauen. Die Studenten kommen dabei aus den verschiedensten Fachbereichen, darunter Informatik, Wirtschaftswissenschaften, Marketing, Luft- und Raumfahrt sowie Maschinenbau und Elektrotechnik. Der aerodynamische, leichte und von Solarenergie angetriebene Wagen, in dem jede Menge hochentwickelte Computer- und Tracking-Technik steckt, erreicht Spitzengeschwindigkeiten von bis zu 160 Kilomtern pro Stunde. Jede Radumdrehung verschaffte dem Team unzählige Echtzeitdaten, auf deren Basis Entscheidungen bezüglich der Effizienz getroffen und an den Fahrer weitergeleitet wurden.

Beim Rennen wurde Aurum von sechs Versorgungswagen und einem Sattelzug begleitet. Das Wetterauto, in dem sich der Meteorologe des Teams und seine Ausrüstung befanden, fuhr etwa eine Stunde vor Aurum und dem Rest der Crew, um die Windrichtung und ‑geschwindigkeit, Wolkenbildung und andere Bedingungen zu beobachten. Dahinter sorgte ein Späherteam dafür, dass die Straße frei von Unrat war. In einem anderen Versorgungsfahrzeug fuhr das Medienteam und in einem weiteren hatten die Techniker alles Nötige dabei, um direkt vor Ort Reparaturen durchführen zu können. Am Ende der Fahrzeugkarawane beförderte der riesige Sattelzug Werkzeug, verschiedene Ausrüstungsgegenstände, Essen und Campingzubehör.

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Strapaziöse Fahrt im engen Cockpit

Intel-Technik hilft beim Treffen von Entscheidungen

Der im Cockpit des Aurum eingezwängte Fahrer wurde alle paar Stunden von einem Teammitglied abgelöst. „Das Solarauto fährt sich wie ein Porsche. Es ist sehr klein, leicht und wendig“, erklärt Clayton Dailey. Für den Fahrer ist das Rennen strapaziös, da sich der Wagen mit sehr hoher Geschwindigkeit fortbewegt und nur von der Sonne mit Energie versorgt wird. Unmittelbar hinter dem Aurum fährt ein weiteres Fahrzeug, das die Sensordaten des Solarautos sammelt und verarbeitet. Dank neuester Technik lassen sich Entscheidungen in Echtzeit treffen, was beachtliche Zeitvorteile bringen kann.

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„So gut wie alle strategischen Entscheidungen finden in dem hinterherfahrenden Wagen statt“, sagt die Informatikstudentin und strategische Leiterin des Teams, Leda Daehler. „Auch bei einem großartigen Solarauto entscheidet letztlich das, was im Fahrzeug dahinter stattfindet, über Sieg oder Niederlage.“ Ein im hinterherfahrenden Wagen untergebrachter Server, der mit Intel-Technik ausgestattet ist, hilft dem Team dabei, riesige Datenmengen aus verschiedenen Blickwinkeln zu analysieren – vom Energiebedarf des Autos beim Bergauffahren oder bei kurvigen Streckenabschnitten bis hin zur Auswirkung der Windgeschwindigkeit auf den Verbrauch.

Auf wechselnde Bedingungen vorbereitet sein

Arbeit an Strategien und Optimierungen bis in die Nacht

Das Rennen ist äußerst anstrengend und das Team muss auf wechselnde Bedingungen vorbereitet sein. Denn das karge australische Outback kann gnadenlos sein. Tagsüber ist es heiß und in der Nacht sinken die Temperaturen stark ab. Es gibt kein Mobilfunknetz und kein Internet. „Unsere gesamte Fahrzeugkarawane brauchte ein extrem zuverlässiges Netzwerk“, sagt Daehler, die auf das Funknetzwerk des hinterherfahrenden Autos angewiesen war, um in Verbindung zu bleiben. „Wir haben unser eigenes Internet of Things dabei.“

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„Einer der interessantesten Aspekte der Zusammenarbeit zwischen der University of Michigan und Intel ist der Teil, den Intel im Bereich Pervasive Computing und Kommunikationstechnik beisteuert“, erklärt David Mellers, Leiter der Intel Solutions Group in Australien. Jeder Renntag endete um 17.00 Uhr . Das Team richtete dann die Solarmodule aus, um den letzten Rest an Sonnenschein für die Ladung der Autobatterie zu nutzen und noch ein wenig Energie zu gewinnen, bevor die Sonne am nächsten Tag wieder mit ihrer ganzen Kraft die Versorgung übernahm.

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Das Team schlief in Zelten und arbeitete bis spät in die Nacht. Strategien wurden ausgearbeitet, Optimierungen am Auto durchgeführt und der nächste Renntag vorbereitet. Kurze Nächte und lange Tage in brütender Hitze verlangten sowohl dem Team als auch der Technik alles ab. „Bei diesem Projekt gab es keinen einfachen Weg“, so Daehler. „Es gibt immer Verbesserungsmöglichkeiten. Die Mannschaft muss versuchen, den anderen Teams stets voraus zu sein – bevor diese eine bestimmte Technik nutzen.“

 Motorausfall am letzten Tag

Studenten bereiten die nächste Generation auf das Rennen vor

Es kann alles Mögliche passieren. 2015 sorgten ein Energieversorgungsproblem und Wolken am Ende des Rennens dafür, dass das Auto kaum noch vorwärts kam. „Einer unserer Motoren fiel am letzten Tag aus“, sagt Daehler und fügt hinzu, dass der Wagen dadurch deutlich mehr Strom verbrauchte. Laut Daehler kann das Auto bei ungetrübtem Sonnenschein 1.100 Watt Leistung erbringen. Sobald aber am Himmel Wolken auftauchen, sinkt das Energiegewinnungspotenzial auf nur 300 Watt. „Obwohl all dies passierte, hielten wir zusammen, blieben positiv gestimmt und enthusiastisch“, lacht Daehler.

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Vor ihrem Abschluss an der University of Michigan wollen die Studenten noch die nächste Generation für die Bridgestone World Solar Car Challenge 2017 vorbereiten. Für Daehler und Naik, die beide im Sommer bei Ford ein Praktikum machen, sind Solarautorennen erst der Anfang ihrer Arbeit auf dem Gebiet energieeffizienter und selbstfahrender Fahrzeuge. „Was die Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Bereich dieser Techniken anbelangt, spielt das universitäre Umfeld seit jeher eine äußerst wichtige Rolle“, hebt Mellers hervor. „Es ist Teil der bahnbrechenden Neuerungen, die das Leben vieler Menschen rund um den Globus verändern wird.“

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