Lightyear One, de eerste gezinsauto op zonne-energie

In de showroom van Lightyear in Helmond doet technisch directeur Arjo van der Ham een en ander uit de doeken over de ontwikkeling van Lightyear. „Ik werd in 2012 opgebeld door Lex Hoefsloot, de huidige algemeen directeur van Lightyear. Hij had een of ander cool project en vroeg of ik wilde langskomen om te praten.”

Zo rolde masterstudent Van der Ham in het Solar Team Eindhoven, dat met de Stellazonneauto’s de zonneraces in Australië zou gaan winnen. Na de race in Australië reisden de twintig studenten van de TU Eindhoven met hun vierpersoons zonneauto de hele wereld over. „Met onze sponsors bezochten we evenementen en beurzen. En overal kregen we de vraag: Wanneer komt er zo’n auto op de markt? Wanneer gaan jullie zoiets bouwen? Maar dat was onze bedoeling helemaal niet.”

Het team uit Eindhoven wilde alleen maar laten zien dat het mogelijk is om een efficiënte gezinsauto te bouwen die op zonne-energie rijdt, vervolgt Van der Ham. „Dat idee sloeg echter helemaal niet aan in de auto-industrie. Geen enkele autofabrikant pakte het op. Achteraf zeg ik: logisch, daar zijn ze ook helemaal niet op ingericht.”

In augustus 2016 kwam vijf man van het originele Eindhovense zonneteam bij elkaar, aan de keukentafel bij Lex Hoefsloot thuis. „We wilden samen een bedrijf beginnen waarmee we de wereld een stukje mooier konden maken. Hoe? Dat wisten we nog niet precies. We zijn aan allerlei dingen gaan rekenen. Aan zonneparken op zee, het elektrificeren van containerschepen. Ten slotte concludeerden we dat vooral de zonneauto de wereld een stukje verder helpt. De beste manier om te laten zien aan de wereld dat een gezinsauto op zonne-energie echt mogelijk is, is er zelf een ontwikkelen. We hebben elkaar eens diep in de ogen gekeken, en gezegd: laten we het proberen.” Lightyear was geboren.

Avonduren

Niemand wordt echter in één dag autofabrikant. Vier maanden lang schreef het team aan een businessplan. „Hoe moet die auto technisch in elkaar steken? Is er een markt voor? Zo vogelden we de langetermijnstrategie in de avonduren uit”, schetst Van der Ham de gang van zaken.

De auto die de bedenkers voor ogen staat, is een exclusieve vijfpersoons elektrische gezinsauto. De richtprijs van 119.000 euro exclusief belastingen is vrij fors. Vergelijkbaar met die van een dure BMW of Audi. „Dat komt vooral door de kleinschaligheid.”

Al 85 belangstellenden hebben zich gemeld bij Lightyear voor het eerste model, de One. Zij krijgen volgens Van der Ham „state of the art technologie”, een auto die hen niet opzadelt met ”range anxiety”, de angst voor een lege accu. „Met een volle accu van 85 kW heeft de auto een theoretisch bereik van 817 kilometer. In Nederlandse omstandigheden kan er elk jaar zo’n 8000 kilometer op zonne-energie worden afgelegd.”

Iemand die 20.000 kilometer per jaar rijdt, hoeft de Lightyear One daardoor maar 25 keer aan de laadpaal te hangen. „Een Tesla Model S moet voor dezelfde afstand 55 keer worden opgeladen.”

Zwarte coupé

Hoe heeft Lightyear dat allemaal voor elkaar gekregen? Van der Ham trekt met een ferme zwaai de zwarte doek van het op ware grootte gebouwde model van de One af. Het forse, zwarte, coupéachtige schaalmodel van 5 meter lang staat plots in volle glorie te pronken. Foto’s maken mag niet, kijken wel.

Hij staat vrij hoog op zijn wielen, met een twee keer zo grote bodemvrijheid als een normale auto. „In elk van de wielen zit een elektromotor. Bijkomend voordeel is dat de auto daardoor vierwielaandrijving heeft. Je kunt er gewoon het terrein mee in, net als met een SUV. De auto kan hoger of lager op zijn wielen worden gezet. Hoe we dat gaan doen, weten we nog niet. Wellicht met luchtvering. Maar daarover hebben we de knoop nog niet doorgehakt.”

Voor de ontwerpers was de Lightyear One een erg lastige opdracht, verklapt Van der Ham. „Ze hadden geen bestaand model dat ze als uitgangspunt konden gebruiken. Maar ze kregen de volledige vrijheid. Onze eisen waren heel simpel: we moeten er 5 vierkante meter aan zonnecellen op kwijt kunnen, de auto mag niet te hoog worden, hij moet allroad-capaciteiten krijgen en de luchtweerstandscoëfficiënt moet zo laag mogelijk worden. En daar is dit dus uitgekomen.”

Lightyear heeft er alles aan gedaan om de auto zo zuinig mogelijk te maken. Deels zit hem dat in de coupévorm van de auto. De luchtweerstandscoëfficiënt van 0,20 is ontstellend laag; de meeste auto’s hebben een Cw-waarde van ergens tussen de 0,25 en de 0,35. Ook zijn er lichte materialen gebruikt zoals aluminium en koolstofvezel. Hij heeft bovendien camera’s gekregen in plaats van zijspiegels, en de achterwielen zijn deels afgedekt.

Vliegtuigindustrie

Voor een elektrische auto is de Lightyear met 1200 tot 1300 kilogram erg licht; een Tesla weegt algauw het dubbele. „De clou zit hem in het energieverbruik. We hebben een aerodynamische auto ontworpen. Die verbruikt weinig energie, dus kunnen de accu’s kleiner worden. Dat maakt de auto lichter, waardoor de batterij nog kleiner kan worden. Hoe lichter de auto, hoe kleiner de motoren kunnen zijn; kleinere motoren maken de auto ook weer lichter, zodat een nog kleinere accu voldoet. Deze zogeheten negatieve terugkoppeling is bekend uit de vliegtuigindustrie. In de praktijk betekent het dat elke kilogram die je bespaart, 1,5 kilogram scheelt in het gewicht van de auto.”

Van der Ham merkt op dat dit ook andersom geldt. „Stel, ik wil dat mijn auto een grote actieradius krijgt. Daarvoor heb ik grote accu’s nodig. De auto wordt daar flink zwaarder van, waardoor de accu’s en de motoren ook weer groter moeten worden. Dat heeft Tesla dus gedaan.”

Lightyear doet duidelijk niet mee met de trend naar snelle acceleratiecijfers en een hoge topsnelheid. De sprint van 0 tot 100 kilometer per uur duurt 9 seconden, vrij lang voor een elektrische auto. Dat is een bewuste keus geweest, verklaart Van der Ham: „Aanvankelijk had een elektrische auto een erg duf imago. Daaraan heeft Tesla een eind gemaakt met de Roadster, een snelle elektrische sportauto. Elektrisch rijden werd cool. Inmiddels zie je de focus van fabrikanten steeds meer verschuiven van snel naar zuinig. Een Tesla gebruikt 22 kilowattuur per 100 kilometer, een Nissan LEAF 15, een Hyundai Ioniq 12, en de Lightyear One 10. Om die getallen in perspectief te plaatsen: onze zonneauto Stella had 3,5 kilowattuur nodig om 100 kilometer af te leggen.”

Ereplek

De Lightyear One moet uiteraard veel steviger in elkaar zitten dan de Stella, die een ereplek heeft in de fabriekshal. Wanneer Van der Ham een deur van de Stella opent, valt die vervolgens bijna uit elkaar. „Geen wonder. Deze auto was gebouwd voor 3000 kilometer zonnerace in Australië. Deze heeft er overigens al 20.000 kilometer op zitten.”

Lightyear doet er alles aan om de veiligheid van de One naar een hoog niveau te tillen. „Dat is ook de reden dat hij bijna drie keer zo veel energie verbruikt als de Stella”, verklaart Van der Ham. In de werkplaats staat een in elkaar geklonken aluminium bodemplaat van de auto. „Door de gestrekte vorm hebben we een lange crashstructuur. Hoe langer de auto tijdens een botsing kan opfrommelen, hoe minder kracht er wordt uitgeoefend op de personen in de auto.” Ook krijgt de auto allerlei systemen die aanrijdingen moeten helpen voorkomen.

En daaraan wordt gerekend door 120 knappe koppen in het kantoor van Lightyear op de autocampus in Helmond. „Sommigen komen bij Tesla vandaan, andere bij Jaguar Land Rover, of bij PAL-V, een kleine fabrikant van vliegende auto’s. En de specifieke kennis kopen we in bij ontwikkelings- en ontwerpbureaus”, licht Van der Ham toe.

„We kunnen niet ineens grote aantallen auto’s in de markt zetten. Daarvoor hebben we de capaciteit nog niet. Wel kunnen we laten zien dat de techniek bestaat, en dat het mogelijk is om op zonne-energie te rijden. Ons prototype hopen we voor de zomervakantie te presenteren.”

Met het eerste model zijn de plannen van de fabrikant niet opgedroogd. Van der Ham: „Onze missie blijft: schone mobiliteit voor iedereen. In 2023 willen we met een volgend model komen. We verwachten dat de deelauto dan meer gemeengoed is geworden. Vooral de gebruikskosten tikken bij deelauto’s flink aan. Het is ons streven om de totale kosten over de levensduur verder omlaag te krijgen.”

Of dat ook in de aanschaf goedkopere auto’s oplevert, is wat de technisch directeur betreft geen relevante vraag. „De eerste auto van Lightyear –de One– is nu wel duurder in aanschaf, doordat we heel veel ontwikkelings- en validatiekosten moeten terugverdienen met een beperkt aantal auto’s.”

Lightyear One, de eerste gezinsauto op zonne-energie

Wetenschap & techniek

RD.nl in uw mailbox?