Hybride technologie in de Formule 1 bestaat uit een combinatie van een verbrandingsmotor en elektrische componenten. De huidige F1-auto’s gebruiken een 1.6L V6 hybride powerunit, waarbij 50% van het vermogen uit elektrische bronnen komt. Deze powerunit bevat verschillende belangrijke onderdelen die samenwerken om de efficiëntie te maximaliseren.
De Motor Generator Unit-Kinetic zet remenergie om in elektriciteit. Deze unit kan tot 160 pk extra vermogen leveren wanneer nodig. De energie wordt opgeslagen in de Energy Store voor later gebruik.
De Motor Generator Unit-Heat benut de warmte van uitlaatgassen om elektriciteit te genereren. Dit systeem draagt bij aan het verminderen van turbolag en verbetert de algehele efficiëntie van de powerunit.
| Aspect | Traditionele Motor | Hybride Powerunit |
|---|---|---|
| Thermische Efficiëntie | ~30% | >50% |
| Brandstofverbruik per race | ~160 kg | ~100 kg |
| CO2-uitstoot per km | ~1.5 kg | ~0.9 kg |
| Vermogen | ~750 pk | ~1000 pk (incl. elektrisch) |
Het Energy Recovery System combineert de functies van de MGU-K en MGU-H. Dit systeem kan energie opslaan en hergebruiken, wat resulteert in een vermogenstoename van 120 kW tijdens korte periodes.
De integratie van deze systemen maakt de F1-auto’s niet alleen sneller, maar ook aanzienlijk efficiënter dan hun voorgangers.
“Weinig mensen weten dat de huidige Formule 1 hybride-krachtbron de meest efficiënte motor ter wereld is, deze levert meer vermogen met minder brandstof en dus stoot deze minder CO2 uit dan welke auto dan ook,” aldus Formule 1-CEO Chase Carey.
Efficiëntie en emissiereductie door hybride systemen
De combinatie van verbrandingsmotoren en elektrische componenten zorgt voor een optimaal gebruik van energie tijdens races. Tijdens het remmen worden enorme hoeveelheden warmte geproduceerd, met temperaturen die zo hoog oplopen dat remblokken roodgloeiend worden.
De MGU-K werkt bij ongeveer 1000 graden Fahrenheit en zet deze warmte-energie om in elektriciteit. Deze energie wordt vervolgens opgeslagen in de Energy Store voor later gebruik.
De MGU-H benut de warmte van uitlaatgassen om extra elektriciteit te genereren. Dit systeem draagt niet alleen bij aan de energieterugwinning, maar helpt ook bij het verminderen van turbolag.
“Wij geloven dat de Formule 1 nog steeds een leider kan zijn in de auto-industrie en samen kan werken met de auto- en energiesector om ’s wereld eerste klimaatneutrale hybride verbrandingsmotor te ontwikkelen om CO2-uitstoot over de hele wereld te verminderen,” verklaarde Chase Carey, CEO van de Formule 1.
Door de turbo te ondersteunen wanneer er onvoldoende uitlaatgasdruk is, zorgt de MGU-H voor een constantere en efficiëntere motorprestatie.
Het totale hybride systeem in F1-auto’s kan tot 120 kW extra vermogen leveren. Dit vermogen wordt strategisch ingezet tijdens races, wat resulteert in verbeterde prestaties zonder extra brandstofverbruik. De efficiëntie van deze systemen heeft geleid tot een significante vermindering van het brandstofverbruik tijdens races.
Vergelijking van brandstofverbruik en emissies:
| Jaar | Motortype | Brandstofverbruik per race | CO2-uitstoot per race |
|---|---|---|---|
| 2013 | V8 2.4L | Ongeveer 160 kg | Ongeveer 480 kg |
| 2024 | V6 1.6L Hybride | Ongeveer 100 kg | Ongeveer 300 kg |
Dit toont de aanzienlijke verbetering in brandstofefficiëntie en emissiereductie sinds de introductie van hybride technologie. De moderne hybride powerunits verbruiken ongeveer 37% minder brandstof en stoten ongeveer 37% minder CO2 uit per race vergeleken met de oudere V8-motoren.
De rol van MGU-K en MGU-H in energie-efficiëntie
De Motor Generator Unit-Kinetic en Motor Generator Unit-Heat vormen samen het hart van het Energy Recovery System. De MGU-K is verantwoordelijk voor het terugwinnen van kinetische energie tijdens het remmen.
Wanneer een auto afremt, zet de MGU-K de bewegingsenergie om in elektriciteit. Deze energie wordt vervolgens opgeslagen in de Energy Store of direct gebruikt om de auto extra vermogen te geven.
De MGU-K kan tot 160 pk extra vermogen leveren, wat coureurs strategisch kunnen inzetten voor inhaalacties of verdediging van hun positie. De MGU-H, daarentegen, benut de thermische energie van de uitlaatgassen.
Dit onderdeel is geïntegreerd in de turbocompressor van de motor. De MGU-H zet de warmte-energie van de uitlaatgassen om in elektriciteit, die ook kan worden opgeslagen of direct gebruikt. Bovendien helpt de MGU-H bij het verminderen van turbolag door de turbo te ondersteunen bij lage motortoerentallen.
Samen zorgen deze systemen voor een significante verbetering in de algehele efficiëntie van de powerunit:
- Energieterugwinning: Tot 120 kW aan extra vermogen beschikbaar
- Brandstofbesparing: Ongeveer 37% minder brandstofverbruik vergeleken met pre-hybride era
- Emissiereductie: Ongeveer 37% minder CO2-uitstoot per race
Het samenspel van de MGU-K en MGU-H stelt teams in staat om energie te recyclen die anders verloren zou gaan. Dit resulteert niet alleen in verbeterde prestaties, maar draagt ook bij aan de duurzaamheidsdoelstellingen van de sport.
“De MGU-H is een gebied van de regelgeving dat niet zwaar is vastgelegd. Het moet minimaal vier kilogram wegen, maar wat betreft de energie en het vermogen mag het zoveel hebben als de teams kunnen extraheren. De FIA liet deze vrijheid om fabrikanten aan te moedigen het goed te gebruiken en de efficiëntie van de powerunit te verbeteren,” legt Hywel Thomas, managing director van Mercedes AMG HPP, uit.
Hybride F1-motoren versus oudere motoren
Een vergelijking tussen de moderne hybride powerunits en de oudere, conventionele motoren laat duidelijke verschillen zien in efficiëntie en milieu-impact. Prestaties en efficiëntie:
- Oude V8 2.4L motoren (tot 2013): Leverden ongeveer 750 pk
- Moderne V6 1.6L hybride powerunits: Leveren meer dan 1000 pk
Ondanks de kleinere cilinderinhoud produceren de hybride powerunits aanzienlijk meer vermogen. Dit is te danken aan de geavanceerde energieterugwinningssystemen en de hoge thermische efficiëntie van de moderne motoren. Brandstofverbruik:
- V8-era: Ongeveer 160 kg brandstof per race
- Hybride-era: Ongeveer 100 kg brandstof per race
Dit betekent een brandstofbesparing van ongeveer 37% per race, wat niet alleen de duurzaamheid ten goede komt, maar ook strategische voordelen biedt tijdens races. Emissies:
- V8-motoren: Ongeveer 480 kg CO2 per race
- Hybride powerunits: Ongeveer 300 kg CO2 per race
De reductie in CO2-uitstoot van ongeveer 37% per race is een significant resultaat van de overstap naar hybride technologie. Thermische efficiëntie:
- Oude F1-motoren: Ongeveer 30% thermische efficiëntie
- Moderne hybride powerunits: Meer dan 50% thermische efficiëntie
De verbeterde thermische efficiëntie betekent dat een groter deel van de energie uit de brandstof wordt omgezet in nuttig vermogen, wat resulteert in betere prestaties en minder verspilling.
Duurzaamheidsinitiatieven van de FIA
De introductie van hybride technologie past binnen een bredere strategie om de CO2-voetafdruk van de Formule 1 te verkleinen en innovatie in duurzame technologieën te stimuleren.
Belangrijke doelstellingen en initiatieven:
- Klimaatneutraliteit in 2030: De Formule 1 streeft ernaar om in 2030 een klimaatneutrale sport te zijn.
- Duurzame brandstoffen: Vanaf 2026 zullen auto’s volledig op synthetische, niet-fossiele brandstoffen rijden.
- Efficiëntere logistiek: De sport werkt aan het verminderen van de CO2-uitstoot door verbeterde logistiek en minder reizen.
- Duurzame evenementen: Vanaf 2025 moeten alle Grands Prix duurzaam zijn, met een verbod op eenmalig plastic gebruik en verbeterde afvalrecycling.
- Innovatie stimuleren: De Formule 1 fungeert als een laboratorium voor duurzame technologieën die kunnen worden toegepast in de bredere auto-industrie.
Deze initiatieven worden ondersteund door concrete acties:
- Gebruik van hernieuwbare energie in fabrieken en kantoren
- Ontwikkeling van efficiëntere transportmethoden voor apparatuur
- Samenwerking met partners om duurzame oplossingen te ontwikkelen
“Wij geloven dat de Formule 1 nog steeds een leider kan zijn in de auto-industrie en samen kan werken met de auto- en energiesector om ’s wereld eerste klimaatneutrale hybride verbrandingsmotor te ontwikkelen om CO2-uitstoot over de hele wereld te verminderen,” stelt Chase Carey, CEO van de Formule 1.
De FIA en Formule 1 zien deze duurzaamheidsinitiatieven niet alleen als een verantwoordelijkheid, maar ook als een kans om de sport te innoveren en relevant te houden in een wereld die steeds meer focust op milieubewustzijn.
