Drone werkt op zonne-energie

XSun ontwikkelt en produceert een drone die niet alleen energie-onafhankelijk is maar ook voor volledige geautomatiseerde missies zelfstandig beslissingen kan nemen. Om de SolarXOne te ontwerpen, heeft het bedrijf betrouwbare, hoogwaardige subeenheden nodig. Dit is de reden dat de start-up maxon heeft benaderd voor het aandrijfsysteem.

Benjamin David richtte het bedrijf XSun op, na een decennium ervaring bij Airbus Defense & Space, met een heel simpel idee: ruimtetechnologie aanpassen voor gebruik op lagere hoogte. Door deze benadering ontstond de SolarXOne: Een op zonne-energie werkende, elektrische, autonome drone met een tandemvleugelontwerp. Het ontwerp van de SolarXOne is te vergelijken met een libelle en biedt uitstekende aerodynamische eigenschappen en een groot oppervlak voor zonnepanelen, om zoveel mogelijk zonne-energie te kunnen produceren. Dit alles in een krachtige, volledig elektrische omgeving.

“We zijn ervan overtuigd dat een combinatie van nieuwe technologieën en duurzame energiebronnen de beste oplossing is voor de actuele uitdagingen als het gaat om het milieu, de economie en de maatschappij,” zegt Benjamin David. Hij wijst er ook op dat zonne-energie de levensduur van de batterij aan boord met een factor 3 verlengt.

Net als een satelliet zit de SolarXOne volgestopt technologie. Deze UAV, half vliegtuig en half drone, weegt 25 kg, heeft een spanwijdte van 4,50 m en is op verschillende manieren innovatief:

• Eenvoudig te gebruiken: SolarXOne is net zo eenvoudig te bedienen als een drone, maar beschikt over het prestatievermogen van een vliegtuig.
• Snel inzetbaar: Binnen 30 minuten klaar om te vliegen.
• Bereik: 12 uur non-stopvliegen.
• Stil: Omdat de drone volledig elektrisch is, maakt hij geen geluid bij het vliegen.
• Uitstekende handling: De aerodynamische configuratie in combinatie met de geïmplementeerde technische keuzes maken een eersteklashandling mogelijk.
• Betrouwbaar: Back-upsystemen zorgen voor een hoge mate van betrouwbaarheid voor gebruikers.
• Weinig onderhoud: Alle elektrische componenten vereisen weinig onderhoud.
• Zowel overdag als ’s nachts vliegen is mogelijk: dankzij boordbatterijen die worden opgeladen door zonne-energie.
• Exceptionele laadcapaciteit: gyroscopen, hoogwaardige camera’s, warmtebeeldcamera’s, LIDAR, etc.: De SolarXOne is geschikt voor een lading van 5 kg, inclusief moderne communicatie en veiligheidstechnologieën.
• Een systeem dat voldoet aan luchtvaartnormen: Dit betekent dat de UAV op het hoogste niveau kan worden gecertificeerd en op eenvoudige wijze wereldwijd een vergunning kan krijgen om te vliegen.

Een breed spectrum aan toepassingen

De SolarXOne, met een dagelijks vluchtbereik van 600 km, kan over duizenden hectaren vliegen en een beeldresolutie in cm nauwkeurig produceren. Hierdoor zijn veel sectoren geïnteresseerd in de drone, voor uiteenlopende taken:

• in kaart brengen en topografie van grote gebieden (zowel land als zee) zoals natuurgebieden,
• fotografisch onderzoek met zeer hoge resolutie voor grootschalige lineaire infrastructuur (pijpleidingen, elektriciteitskabels, wegen, rivieren, etc.),
• fotografisch onderzoek voor preciesielandbouw, bijvoorbeeld voor het in kaart brengen van bosgebieden,
• Monitoring- en inspectiemissies.

XSun brengt zijn drone op de markt, maar biedt ook SolarXOnediensten aan via het operatieteam. Het team voert dronevluchten uit in opdracht van klanten die alleen gegevens willen verzamelen.

"maxon is definitief de beste"

Efficiëntie, kwaliteit, betrouwbaarheid en duurzaamheid. Dat zijn de belangrijkste principes van het SolarXOne-ontwerp. “Door het volledig elektrische ontwerp, moesten we bij alle montageonderdelen letten op kosten- en energie-efficiëntie. Daarom was het essentieel om met de beste te werken. Bij aandrijfsystemen is dit maxon,” zegt de oprichter van XSun. Wat betreft de aandrijving wilden we de meest betrouwbare en kleinste systemen  hebben met de beste prestaties, met nagenoeg dezelfde eisen als in de lucht- en ruimtevaartsector. “maxon is definitief de beste als het om deze drie punten gaat. Het bedrijf levert niet voor niets robotmotoren aan NASA. Daar zijn goede redenen voor! Wij zijn blij dat maxon nu op de dronemarkt actief is en onze samenwerking kwam zeer snel tot stand,” voegt Benjamin David toe.

Elk aspect van de technologie moest tot de uiterste grens worden gedreven om de drone 12 uur compleet onafhankelijk te laten vliegen. XSun maakte dankbaar gebruik van de kennis van maxon op de volgende drie gebieden:

• Controller
• Motor
• Aandrijfsysteem

“Uit het oogpunt van energie was ons doel om het verbruik zo laag mogelijk te houden en tegelijkertijd zo licht mogelijk te blijven: een echte technologische uitdaging!”, herinnert zich Michael Niemaz, projectingenieur lucht- en ruimtevaart bij maxon, die sinds 2019  met XSun samenwerkt. Destijds had maxon net zijn eerste dronemotorserie op de markt gebracht. Om te voldoen aan XSun’s eisen, paste maxon een van zijn borstelloze dronemotoren, ECX 87 Flat aan.

Luise Löskow, projectmanager Aeronautics bij maxon, zegt: “Toen we met XSun begonnen samen te werken, stond het ontwerp van dit type motor nog in de kinderschoenen. Daarom moesten we een product dat nog in ontwikkeling was aanpassen, bijvoorbeeld door nieuwe eigenschappen te integreren, zoals sensoren. Ons ervaren team (ontwerpingenieurs, testingenieurs, kwaliteitsingenieurs, inkopers en productiemedewerkers) voerden diepgaande discussies omtrent de verschillende technische eisen en problemen om tot passende oplossingen te komen. Uiteindelijk verhoogden we het vermogen van de ECX87 Flat motor en paste de wikkelingen aan voor een optimale aandrijving. De SolarXOne is nu uitgerust met twee aangepaste ECX87 Flat motoren, die zich aan de voorkant van de drone bevinden.”

“Om de SolarXOne compleet veilig over steden te laten vliegen, wilde XSun de drone gecertificeerd hebben voor zover dit mogelijk was. Hierbij speelde de expertise van maxon een belangrijke rol, omdat we een bouwkwaliteit bieden die een voldoende betrouwbare motor waarborgt om in de toekomst gecertificeerd te kunnen worden,” aldus Michael Niemaz. De oprichter van XSun is het daarmee eens en voegt toe: “Het zou moeilijk zijn geweest om dezelfde kwaliteit te bereiken met een andere partner dan maxon. Er zijn maar weinig bedrijven die een zeer gedetailleerd 25 pagina’s lang testrapport kunnen leveren!”

Sinds de eerste ontmoeting bij de Paris Air Show in 2019 werken de teams van maxon en XSun nauw samen. In juli 2020, bij de eerste langeafstandsvlucht op zonne-energie, lukt het de SolarXOne 12 uur geruisloos te vliegen zonder CO2-emissies, en compleet onafhankelijk. Sindsdien heeft de drone operationele taken voor verschillende klanten in Frankrijk en andere delen van Europa uitgevoerd.

Ga voor meer informatie naar: XSun.fr