Swiss Solar Boat: Út a fenntartható innováció felé

A Swiss Solar Boat nevű hallgatói csapatunkat 2019-ben alapítottuk az EPFL, Svájci Szövetségi Műszaki Főiskolán. Célunk nagy teljesítményű, fenntartható hajók tervezése és építése, amelyek olyan megújuló energiákkal működnek, mint a napenergia és a hidrogén. Minden a Dahu nevű, együléses napelemes hajónkkal kezdődött, amely nevét egy svájci mitológiai lényről kapta. Ezzel indultunk el a Monaco Energy Boat Challenge versenyen, ahol figyelemre méltó teljesítményt nyújtottunk. Határaink további feszegetése érdekében, úgy döntöttünk, hogy hajónkat kiegészítjük egy hidrogén-üzemanyagcellával is, létrehozva egy napenergiával és zöld hidrogénnel működő hibrid rendszert.

Ez az energiaszerkezet lehetővé tette számunkra, hogy Lausanne és Évian között átszeljük a Genfi tavat, bizonyítva, hogy a zöld hidrogén életképes energiaforrás lehet a vízi személyszállításban. Ez az átkelés szimbolikus jelentőségű is volt, hiszen a Genfi-tó forgalmának 40%-át a személyszállítás teszi ki.

Ezúttal pedig teljesen új szintre emeljük a projektet: egy vadonatúj, háromszemélyes foiler hajó tervezésén és építésén dolgozunk, amelyet egy napenergia és zöld hidrogén kombinációjával működő hibrid rendszer hajt. Egy teljes éven át tartó intenzív tervezési folyamat után jelenleg a gyártási fázisban tartunk. Egy nagy teljesítményű elektromos hajó esetében az elektronikai rendszerek éppoly meghatározó szerepet játszanak, mint maga a hajótest, a foilerek vagy a hajtómű. A hatékony energiagazdálkodás, a különböző rendszerek közötti zökkenőmentes kommunikáció, valamint a valós idejű adatfeldolgozás érdekében, saját tervezésű nyomtatott áramköri lapokat alkalmazunk.
Az első darabokat nemrégiben kaptuk kézhez az Eurocircuits-től. Igazán felemelő érzés volt kézben tartani azokat a nyomtatott áramköri lapokat, amelyek megtervezésének az elmúlt félévünket szenteltük. Az első darabok között szerepel az MPPT-rendszerünk két egysége, amelyek gondoskodnak arról, hogy a fotovoltaikus panelekből a lehető legtöbb energiát nyerjük ki. Emellett kifejlesztettünk egy interfészt is, amely lehetővé teszi a Raspberry Pi beágyazott számítógépünk és a hajó többi rendszerét összekötő CAN-busz közötti kommunikációt; valamint egy kis próba kártyát is, amely a későbbi tervekhez szánt chipek tesztelésére szolgál.

Miután megérkeztek a nyomtatott áramköri lapok, a beültetés következett, mely során a kártyák összetettségétől függően különféle technikákat alkalmaztunk. Az egyszerűbbek esetében, csapatunk precízen, csipesszel és forrasztópákával ültette be az apró alkatrészeket. Többen ekkor dolgoztak először felületszerelt alkatrészekkel, de a tapasztaltabb csapattársaink segítették és betanították őket. A komplexebb kártyákhoz pedig stencileket is rendeltünk, amelyek lehetővé tették, hogy a forrasztási felületekre pontosan a megfelelő mennyiségű forraszpaszta kerüljön. Az alkatrészek gondos elhelyezése után a nyomtatott áramköri lapokat kemencében forrasztottuk be, így biztosítva a magas minőségű forrasztási kötést. Most már csak a tesztelés van hátra, amely egy legalább ilyen izgalmas része az elektronikai tervezésnek.

Az Eurocircuits támogatásának köszönhetően egy héten belül kiváló minőségű nyomtatott áramköri lapokat kaptunk kézhez. Ez jelentősen felgyorsította a fejlesztési folyamatainkat, és lehetővé tette a gyors iterációt. Az, hogy az ellátási láncunkat Európán belül tartjuk, összhangban van fenntarthatósági törekvéseinkkel is, hiszen csökkenti a szállítással járó károsanyag-kibocsátást, miközben biztosítja a magas színvonalú gyártási szabványokat. Az Eurocircuits online tervellenőrző eszköze lehetővé tette számunkra, hogy a megrendelések véglegesítése előtt még egyszer alaposan átnézzük a PCB-terveinket. Ezzel minimálisra csökkenthettük a hibalehetőségeket, biztosítva, hogy pontosan azt kapjuk, amire szükségünk van.