Getest Mobiliteit Wetenschap

Een fiets als auto: de velomobiel

Delen magShare on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterPin on PinterestEmail this to someone

Dit is een gastbijdrage van Kris De Decker van Lowtech Magazine. Op zijn website staat een uitgebreider stuk over de velomobiel.

velomobiel1Met de fiets op een uurtje van Antwerpen naar Gent? De elektrische velomobiel is bijna even snel als de auto, maar tachtig keer zuiniger.

De velomobiel en de elektrische fiets zijn twee technologieën die de beperkte actieradius van de fietser vergroten – de eerste door het optimaliseren van de aerodynamica en de ergonomie, de tweede door de ondersteunende trapkracht van een elektrische motor. De elektrische velomobiel combineert beide benaderingen en drijft daarmee de actieradius van de fietser naar het toppunt.

Weinig mensen zien de fiets als een alternatief voor de auto op wat langere afstand. Zelfs in Nederland, het meest fietsvriendelijke land in de westerse wereld, is 77 procent van de verplaatsingen per fiets een rit van minder dan 5 kilometer. Slechts één procent van de verplaatsingen per fiets in Nederland betreft een rit langer dan 15 kilometer.

Het is duidelijk dat de fiets geen volwaardig alternatief vormt voor de auto op wat langere afstand. Afhankelijk van de conditie haalt een fietser een kruissnelheid van 10 tot 25 kilometer per uur, zodat de gemiddelde rit naar het werk (18,8 km in Vlaanderen, 22 km in Nederland) heen en weer zo’n twee tot vier uur in beslag zou nemen. Bij regenweer wordt de fietser nat en bij koud weer bevriezen handen en voeten. Het ondernemen van langere trips belast bovendien de polsen, de schouders, de rug en het zitvlak.

Een fiets met trapondersteuning van een elektrische motor lost een aantal van deze problemen op, maar niet allemaal. De fietser blijft onbeschermd tegen wind en regen en langere ritten zullen het lichaam nog steeds belasten. Bovendien is de actieradius van de elektrische fiets met ongeveer 25 km maar net groot genoeg voor de gemiddelde – enkele – rit naar het werk.

Aerodynamisch koetswerk

velomobielDe velomobiel, een ligfiets met een aerodynamisch koetswerk, biedt een interessanter alternatief voor langere afstanden. Het koetswerk beschermt de rijder tegen weer en wind, terwijl het comfortabele zitje de druk op het lichaam beter verdeelt, zodat er lange ritten kunnen worden ondernomen zonder lichamelijk ongemak. Daarbij is de velomobiel een stuk sneller dan de gewone fiets.

Bij snelheden onder10 km/u vormt de rolweerstand de grootste weerstand voor de fietser. De luchtweerstand wordt steeds belangrijker naarmate de snelheid toeneemt, en wordt de dominerende factor bij snelheden boven 25 km/u. Dat komt omdat de rolweerstand proportioneel stijgt met de snelheid, terwijl de luchtweerstand toeneemt met het kwadraat van de snelheid. Omdat een velomobilist veel aerodynamischer is dan een gewone fietser kan hij of zij hogere snelheden halen van zodra lucht de belangrijkste weerstand vormt.

hobbelig klinkerweggetje met tegenwindLangs de andere kant is een velomobiel zwaarder dan een fiets, wat betekent dat het meer energie kost om te versnellen en om te klimmen. Versnelling is omgekeerd evenredig met de massa, zodat een velomobiel anderhalf tot twee keer zoveel energie nodig heeft om op gang te komen dan een gewone fiets.

Eens uitgerust met een elektrische motor, worden de zwakke eigenschappen van de velomobiel geëlimineerd. Tegelijkertijd zorgt de motor ervoor dat de voordelen van de velomobiel verder worden versterkt. Daarbij komt dat dezelfde batterij een veel betere actieradius oplevert in een velomobiel dan op een elektrische fiets, omwille van de betere aerodynamica van het voertuig.

Testrit

Eind augustus maakte ik een testrit met de eWAW, een snelle velomobiel met een elektrische hulpmotor van 250 watt. De WAW velomobiel (zonder elektrische trapondersteuning) werd oorspronkelijk ontwikkeld voor het winnen van races. De gestroomlijnde driewieler die door het Gentse bedrijf Fietser.be wordt verkocht, is daar een afgeleide versie van, geschikt voor het dagelijkse verkeer.

De eWAW is alles wat de WAW is, plus een elektrische motor van 250 watt, gevoed door een verrassend kleine batterij van 288 Wh. Batterij en motor brengen het gewicht van de eWAW op 33 kg, vergelijkbaar met het gewicht van andere velomobielen zonder elektrische trapondersteuning.

velomobiel4Zonder hulpmotor haalt een WAW een kruissnelheid van 35 tot 50 km/u, afhankelijk van het vermogen dat de bestuurder kan leveren. De hulpmotor geeft een velomobilist met een gemiddelde conditie het vermogen van een topatleet. Het eerste wat ik probeerde van zodra ik me op een mooi stuk rechte weg bevond, was vol gas geven en tegelijk ook als een gek beginnen trappen. Met meer dan 350 watt totaal vermogen tot mijn beschikking, zo rekende ik uit, moest ik zeker een snelheid kunnen halen van 70 of 80 km/u. Maar ik raakte niet boven de 50 kilometer per uur: de eWAW beschikt niet over de versnellingen om hogere snelheden mogelijk te maken.

Maximale efficiëntie

Waarom niet? Omdat de eWAW ontworpen is met het oog op maximale efficiëntie. De elektrische motor is alleen maar bedoeld om te worden gebruikt tijdens de acceleratie (en bij het klimmen). Van zodra de velomobilist een kruissnelheid van 40 tot 50 km/u behaalt, schakelt hij of zij voor 100 procent over op trapkracht. Dat is een ander concept dan dat van de elektrische fiets, waar de trapondersteuning continu is bij een normale kruissnelheid. Het concept van de eWAW is echter zinvol, omdat fietsen en velomobielen zo verschillend zijn.

een hele rij moet straks over

Een gewone fietser heeft tijdens het accelereren minder energie nodig dan een velomobilist (omdat de fiets lichter is), maar heeft meer energie nodig om op snelheid te blijven (omwille van de slechte aerodynamica). Een continue ondersteuning van de motor bij kruissnelheid is dus aangewezen. Een velomobilist heeft tijdens het accelereren meer energie nodig dan een fietser, maar heeft minder energie nodig om op snelheid te blijven. Een ondersteuning van de motor bij kruissnelheid is dus minder belangrijk.

velomobiel3De keuze om de bestuurder alleen maar te assisteren tijdens de acceleratie verhoogt de actieradius van zowel de rijder als de batterij. De elektrische motor helpt de rijder tijdens piekinspanningen, zoals acceleraties, waardoor het uithoudingsvermogen van de bestuurder spectaculair stijgt. Omdat de elektrische motor wordt uitgeschakeld eens de velomobiel op kruissnelheid is, vergroot de actieradius van de batterij al even spectaculair. Met de eWAW raak je 130 km ver, en de actieradius kan in optie worden verdrievoudigd, wat slechts 6 kg extra gewicht introduceert.

80 keer zuiniger dan een elektrische auto

De elektrische velomobiel is alles wat de elektrische auto wil zijn, maar niet is: een duurzaam alternatief voor de auto met verbrandingsmotor. Een elektrische velomobiel zoals een eWAW verbruikt 50 tot 80 keer minder energie dan een elektrische auto zoals de Nissan Leaf, terwijl de actieradius minstens even groot is.

Als alle 5 miljoen Vlamingen met een elektrische velomobiel zoals de eWAW zouden rijden en die allemaal tegelijk zouden opladen, dan is daar 1,44 gigawattuur elektriciteit voor nodig. De elektriciteitsopbrengst van windturbines in Vlaanderen bedraagt gemiddeld 1,8 gigawattuur per dag.

Het hele wagenpark van eWAW’s zou dus kunnen worden opgeladen met de nu reeds gebouwde windturbines, en Vlaanderen is geen koploper op het gebied van windenergie. Voor het opladen van 5 miljoen Nissan Leafs zou de elektriciteitsproductie door windturbines daarentegen 66 keer groter moeten zijn dan ze vandaag is.velomobiel2

Kortom: scenario 1 is realistisch, scenario 2 is dat niet. Zelfs als we volop aan carpooling zouden doen, en er dus vijf mensen in elke elektrische auto zouden zitten, blijft het verschil in energieverbruik groot. Het opladen van 1 miljoen Nissans vraagt nog altijd 16,6 keer meer energie dan het opladen van 5 miljoen eWAWs.

Bijna even snel als de auto

Een elektrische velomobiel zoals de eWAW maakt van fietsen een snelle en comfortabele optie voor langere afstanden. Zelfs interstedelijk verkeer wordt haalbaar. Op ongeveer een uur tijd kan je bijvoorbeeld van Antwerpen naar Brussel fietsen (55 km langs de E19), of van Brussel naar Gent (58 km via de E40). Dit zijn routes waar zowel treinreizigers als autobestuurders meer dan eens langer dan een uur over hebben gedaan. Omdat een velomobiel ongeveer vier keer minder plaats inneemt dan een auto, zou de capaciteit van onze wegen en parkeerplaatsen bovendien verviervoudigen als we auto’s vervangen door velomobielen.

Dit is een gastbijdrage van Kris De Decker van Lowtech Magazine. Op zijn website staat een uitgebreider stuk over de velomobiel.

Delen magShare on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterPin on PinterestEmail this to someone
  • Pingback: Zo fiets je sneller zonder extra moeite()

  • Pingback: Te land, ter zee en in de lucht: records op de fiets()

  • “Op ongeveer een uur tijd kan je bijvoorbeeld van Antwerpen naar Brussel fietsen (55 km langs de E19), of van Brussel naar Gent (58 km via de E40)”

    “Met meer dan 350 watt totaal vermogen tot mijn beschikking, zo rekende ik uit, moest ik zeker een snelheid kunnen halen van 70 of 80 km/u. Maar ik raakte niet boven de 50 kilometer per uur: de eWAW beschikt niet over de versnellingen om hogere snelheden mogelijk te maken”

    Succes op die E40 zou ik zeggen! 🙂

    • Kim

      De velomobielen zouden uiteraard niet op de autosnelweg rijden, maar op fietssnelwegen.