Het idee om met een vlieger aan een kabel elektriciteit op te wekken leek jarenlang in hobbysferen te blijven hangen. In 2018 komt daar verandering in. Het Nederlandse Ampyx Power introduceert een energievliegtuig met een spanwijdte van 12 m, dat 250 kW piekvermogen kan leveren.
Wie wel eens heeft gevliegerd, weet dat de wind een flinke kracht kan uitoefenen op het touw. Kitesurfers kunnen er helemaal over meepraten. Die kracht is te gebruiken voor het opwekken van elektriciteit.
Het Nederlandse Ampyx Power bedacht daarvoor een nieuwe aanpak: laat een vliegtuigje aan een kabel een achtje door de lucht vliegen. De trekkracht van de wind brengt daarbij een generator in beweging. Op bepaalde momenten is het nodig de vlieger actief een beetje binnen te halen, maar dit kost veel minder stroom dan er wordt opgewekt. Het voordeel van deze aanpak boven traditionele windturbines is dat er veel minder materiaal nodig is voor het opwekken van energie. Bovendien zweeft het energievliegtuig in hogere luchtlagen, honderden meters van de grond, waar de wind harder waait.
Dat dit bijzondere idee kan werken, toonde Ampyx Power al aan met de AP2, een vliegtuig van 5,5 m breed en een piekvermogen van 25 kW. ‘Het stapje groter is belangrijk, omdat we willen aantonen dat de aansturing van het vliegtuig, via roer, flaps en sensoren, robuust en betrouwbaar werkt, zodat het toestel maandenlang in de lucht kan blijven’, zegt directeur dr. Richard Ruiterkamp.
Virtuele windtunnel
Voor het grotere toestel, de AP3, zijn de ingenieurs van Ampyx Power op zoek naar de ideale vorm voor het opwekken van zo veel mogelijk stroom. Het is dus zeker niet zo dat simpelweg een ‘verkeersvliegtuig op schaal’ aan de kabel is te hangen. ‘Nee, want dat is qua vorm helemaal geoptimaliseerd om op kruissnelheid net voldoende lift te leveren om toestel plus passagiers en lading in de lucht te houden – let wel, met een minimale luchtweerstand om het brandstofverbruik zo laag mogelijk te houden. Wij hebben een heel ander doel, want ons toestel moet zo veel mogelijk lift hebben om hard aan de kabel te trekken. Daarbij is de luchtweerstand van ondergeschikt belang’, legt Ruiterkamp uit.
Op zoek naar de ideale vorm deed Ampyx Power talloze berekeningen met computational fluid dynamics-software, een soort virtuele windtunnel waarmee luchtstromen rond een voorwerp worden berekend. Het ontwerpproces is allesbehalve rechttoe, rechtaan. ‘Voor het bouwen van een dergelijk vliegtuig bestaat geen handboek. Dat zijn wij nu aan het schrijven.’
Autopiloot
Ampyx Power bouwt het AP3-toestel met een bedrijf in Breda. Ze maken momenteel de mallen waarmee straks de onderdelen van de romp van het toestel worden vervaardigd uit licht en sterk composietmateriaal (zie foto).
Als het vliegtuig klaar is, breekt een belangrijke fase aan: het identificeren van de parameters van het toestel. Ruiterkamp: ‘We hebben natuurlijk het hele toestel al doorgerekend, maar in de praktijk zit je er altijd een paar procent naast. Hoe stabiel is het ding in de lucht? Hoe reageert het op snelle stuurbewegingen? Daarvoor gaan we een programma doorlopen. Eerst door op de grond heel snel te taxiën, daarna gaan we verder in de lucht. Met deze testvluchten genereren we input voor de autopiloot van het systeem. Die moet eigenlijk iets heel simpels gaan doen, namelijk aan een kabel het toestel rond een ideale lijn houden. Of het toestel daarbij achtjes of rondjes vliegt, is eigenlijk niet zo relevant.’
Beeldmateriaal Ampyx Power
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.