Neoversum | E-Mobility Mit dem Bamboo Solar Car auf Tour

Der Prototyp im »Safari-Design« entstand während des 1. Smart Green Botswana Makeathons.

In dem Education-4.0-Programm von ITQ können Werkstudenten an ihren eigenen Projekten arbeiten. Benedikt, Robin und Timo haben ein Bambusauto mit Solardach gebaut. Das Bamboo Solar Car sollen sich Menschen in ärmeren Ländern leisten und selbst zusammenbauen können.

Der Fachkräftemangel hat den deutschen Arbeitsmarkt weiterhin fest im Griff. Unternehmen können ihre Stellen nicht mehr besetzen, da qualifizierte und begeisterungsfähige Interessenten fehlen. Mit dem Education-4.0-Ansatz geht ITQ Studenten einen Schritt entgegen und bietet ihnen die Möglichkeit, sich abseits des Studiums technisch auszuprobieren. Mit dem Innovationsprojekt »Smart & Green« möchte ITQ, der Dienstleister für Software- und Systems-Engineering, seine Werkstudenten auf das Berufsleben vorbereiten und nachhaltige Technik vorantreiben.

Studenten sind die kreativen Manager

Benedikt Soballa studiert Mechatronik und Robotik an der Technischen Universität München, Robin Nedella und Timo Freilinger Luft und Raumfahrttechnik an der Hochschule für angewandte Wissenschaften München. Die klassischen Werkstudententätigkeiten der drei Studenten haben sich stark ausgeweitet. Mit dem Bamboo Solar Car haben sie ihr eigenes Projekt, mit dem sie auf internationaler Bühne Erfahrungen sammeln können.

Angefangen hat alles mit einer Idee des ITQ-Geschäftsführers Dr. Rainer Stetter, der auf dem »Smart Green Island Makeathon« im Februar 2019 auf Gran Canaria zum Bau eines Solarautos für Afrika aufgerufen hat: »Lasst uns ein Auto entwickeln, das jeder zusammenbauen kann – aus einfachen, recycelten Materialien. Ein Auto, das sich auch Menschen in ärmeren Ländern leisten und nachbauen können«. Aus der Idee wurde ein neues Smart-and-Green-Innovationsprojekt mit dem Ziel, Studenten im Bereich Projektmanagement und technische Umsetzung zu fördern.

Es formte sich ein internationales Team mit 20 Studenten aus Deutschland, Botswana, England, Niederlande, Polen, Spanien und Tunesien. Kernteam und Projektmanager sind die drei Münchner Werkstudenten. Das gesamte Team teilt sich in drei Subteams: Design und Marketing, IT und Electric sowie Mechanics.

»Es ist schon genial, als Student ein so großes, eigenes Projekt zu haben. Wir können uns an der Technik ausprobieren – vielmehr, als es uns über das Studium möglich wäre. Und wir kommen mit so vielen Menschen in Kontakt. Soft Skills und technisches Know-how sind hier eng verzahnt«, erzählt Benedikt, dem die Müdigkeit nach der Challenge allerdings auch im Gesicht steht: Er und sein Team kommen gerade erst aus Botswana zurück, wo sie gemeinsam mit Dr. Rainer Stetter und ITQ-eigenen Ingenieuren den mittlerweile vierten Prototyp des Solarautos in nur 78 Stunden beim ersten Smart Green Botswana Makeathon gebaut haben. Dieser Makeathon wurde von ITQ in Zusammenarbeit mit dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) initiiert und durchgeführt.

Makeathons – Maker für die Industrie

Auf mehrtägigen Makeathons finden Young Talents und Unternehmen zusammen, konzipieren und konstruieren in interdisziplinären Teams erste Prototypen für teilweise vorgegebene Industrie-Challenges der teilnehmenden Unternehmen und Sponsoren. Der Begriff Makeathon setzt sich aus den Worten »to make« für machen, und »Marathon« zusammen. ITQ wird vom 4. bis 7. März 2020 bereits zum fünften Mal in Folge den Smart Green Island Makeathon auf Gran Canaria durchführen. Anmeldungen sind noch über die ITQ-Website bis 3. März möglich. In Deutschland findet der nächste Makeathon auf der Automatica in München Mitte Juni statt.

Was steckt in einem Bamboo Solar Car?

Der erste Prototyp eines kostengünstigen, einfach aufzubauenden Konzeptfahrzeugs entstand zunächst ITQ-intern. Während des alljährlich stattfindenden Sommerevents bauten die Studententeams und Mitarbeiter innerhalb von 24 Stunden ein erstes fahrbereites, solarbetriebenes Modell. Dabei stand der Rohstoff Bambus im Vordergrund. Hierzu hatte sich das Bamboo-Solar-Car-Team Tobias Blank ins Team geholt, der mit seinem Unternehmen Bambusbewegung Workshops zum Bau von Fahrrädern aus Bambus anbietet.

Beim Bau des Bamboo Solar Cars vermittelte Blank den Mitarbeitern die Besonderheiten im Umgang mit dem Rohstoff und unterstützte bei der Verarbeitung: Der Rahmen des Autos sollte vollständig aus Bambusrohren bestehen, die anhand einer präzisen Anleitung zugeschnitten und verklebt werden mussten. Hinzu kamen Solarmodule auf dem Dach des Fahrzeuges sowie ein Gleichstrommotor als Antrieb. Jeder folgende Prototyp entstand nach einem ähnlichen Prinzip und wurde im Vergleich zum vorhergehenden Modell weiterentwickelt.

Der zweite Prototyp entstand während eines Makeathons auf der Fachmesse »Laser World of Photonics« in München. Innerhalb von 36 Stunden baute ein internationales Studententeam eine optimierte Version des ersten Prototyps. Hier konnte das Kernteam seine Erfahrungen im Aufbau mit einfließen lassen. Es entstand ein stabiles Alu-Chassis, das um eine serienmäßige Quad-Radaufhängung und eine Federung erweitert wurde.

Durch den bürstenlosen 3-Phasen-Motor mit 3000 W sowie einem Motorcontroller mit der Fähigkeit zur Energierückgewinnung – der Energieeinspeisung in die Batterie beim Bremsen oder Bergabfahren – konnten bereits Fahrgeschwindigkeiten bis zu 35 km/h erreicht werden. Als Energiespeicher, in Verbindung mit dem bürstenlosen Motor, dient ein Lithium-Ionen-Akkumulator mit einer Spannung von 48 V, der 1,2 kWh Energie speichern kann. Flexible Solarpanels mit einer Leistung von bis zu 400 Wladen die Batterie innerhalb von drei bis vier Stunden wieder auf. Das Auto hat eine Gesamtreichweite im Normalbetrieb und unter Sonneneinstrahlung von circa 45 km. Sämtliche Materialkosten sollen sich auf rund 5000 Euro belaufen.

Neue Prototypen entstehen

In einem ITQ-Summercamp auf Gran Canaria im August 2019 konnte nach nur fünf Monaten Entwicklungszeit der dritte Prototyp zusammengebaut werden. Innerhalb von fünf Tagen optimierte ein Studententeam die Achseinstellungen und ersetzten die Lithium-Batterien durch Autobatterien. Für die Lenkung kamen erstmalig Standardkomponenten eines ausgemusterten Golf 2 zum Einsatz.

Flexibilität zahlt sich aus

Das in Botswana Anfang November entstandene vierte Modell zeigt, wie wichtig Flexibilität innerhalb eines Projektes ist. Gleich zu Beginn des dreitägigen Makeathons wurde das Team um Dr. Rainer Stetter vor große Herausforderungen gestellt: Die Studenten haben die Materialien wie Elektronik und Autoteile nach Botswana eingeführt, der Rohstoff Bambus wurde im Vorfeld lokal geordert.

Zum Makeathon-Start stellte sich heraus, dass das zunächst als essenziell wichtig erachtete Bambus nicht besorgt werden konnte. So musste das Team kurzerhand die komplette Karosserie neu planen. Im Gespräch mit den einheimischen Makeathon-Teilnehmern und Firmen wurden lokale Ressourcen ausgemacht und wertvolle Tipps gesammelt, die das Solarauto für den afrikanischen Markt noch interessanter machen würden. Das Team erhielt von einem nahegelegenen Recyclinghof alte verrostete Stahlrohre für das Chassis, das sie unter hohem Zeitdruck zusammenschweißten und löteten.

Um das Auto an afrikanische Gegebenheiten anzupassen, entschloss sich das deutsche Team dazu, ein weiteres Feature – eine Schutzplane – für das Auto zu entwerfen. Durch die Vernetzung zu anderen Teams fanden sie eine Firma, die kurzerhand über Nacht eine Canvas-Zeltplane als wasserdichten Staub- und Schmutzschutz für das Solarauto anfertigte. So wurde aus dem Bamboo Solar Car ein stabiles, robustes Recycling Solar Car im »Safari-Design«. Auch der Motor, die Batterien und die Elektronik waren teils von lokalen Firmen gesponsert oder von alten Autoteilen recycelt. »Wir sind nun alle um einige Erfahrungen reicher. Unter so großem Zeitdruck zu arbeiten und das in einem fremden Land mit einer komplett anderen Mentalität, hat uns einiges an Fingerspitzengefühl abverlangt«, sagt Robin.

Prototyp-Rallye auf der Messe

Das Entwicklerteam darf die Prototypen nicht nur bauen, sondern auch direkt selbst präsentieren. Das Team stellte den aktuellen Prototyp auf der SPS 2019 in Nürnberg dem Fachpublikum vor und stand den neugierigen Messebesuchern Rede und Antwort. »Es ist wirklich cool, hier unser eigenes Projekt zu präsentieren. Fahren dürfen wir leider nicht damit. Aber gegen Abend, wenn die Gänge leerer werden und keiner hinschaut, steigen wir schon mal drauf und drehen eine Runde«, erzählt Timo aus dem Team. Der Spaß kommt bei dem Projekt eben doch immer noch an erster Stelle.

Ziel ist es, bereits auf dem kommenden Makeathon im März 2020 auf Gran Canaria drei voll funktionsfähige Bamboo Solar Cars auszustellen, die dann Teilnehmer und Gäste auf dem Eventgelände transportieren.