211service.com
Mobiel leger vereist zonnesoldaten
De soldaten van vandaag hebben meer macht dan ooit, en het leger gelooft dat flexibele zonnecellen voor het extra sap kunnen zorgen. Het leger test lichtgewicht materialen die de zonnestralen opvangen en elektronische apparaten voeden waar mobiele krijgers ook reizen.
Om de stroom voor soldaten aan te houden - die afhankelijk zijn van nachtkijkers, laptops, communicatieapparatuur en GPS-eenheden - is 150 ton batterijen per jaar nodig, volgens Lynn Samuelson, een onderzoekschemicus bij het US Army Soldier Systems Center, in Natick, Massachusetts.
Batterijen worden vaak overgevlogen naar afgelegen troepen en uitgedeeld aan soldaten, die twee dozijn reserveonderdelen bij zich hebben en er ook voor moeten zorgen dat ze niet worden weggegooid, zodat hun bewegingen kunnen worden gevolgd. Volgens Samuelson stapt het leger over op oplaadbare batterijen die een nieuw leven kunnen krijgen door opladers op zonne-energie.
Het gebruik van fotovoltaïsche energie kan enorme voordelen bieden in de logistiek, zegt Samuelson.
Het leger test nu draagbare batterijladers, tenten en sensorsystemen met flexibele zonnecelmaterialen die kunnen worden opgerold of opgevouwen voor eenvoudige opslag. Met de nieuwe materialen kan iemand verder gaan, langer blijven en meer zelfvoorzienend zijn, zegt Samuelson.
Eerder deze maand kondigde Konarka Technologies uit Lowell, Massachusetts, aan dat het het leger gaat voorzien van batterijladers op zonne-energie als onderdeel van een contract van $ 1,6 miljoen. De prototype-apparaten maken gebruik van fotovoltaïsch plastic van polymeer dat kan worden uitgerold om zonnestralen op te nemen en ongeveer zes watt elektriciteit te genereren, volgens Dan McGahn, uitvoerend vice-president van Konarka.
McGahn zegt dat, in tegenstelling tot traditionele stijve fotovoltaïsche panelen die zijn vervaardigd uit lagen halfgeleidermateriaal, het op nano-gebaseerde materiaal van Konarka wordt afgedrukt op een rol polymeerplastic, vergelijkbaar met de manier waarop fotografische film wordt gemaakt. De kunststoffen worden geïnjecteerd met chemicaliën die actief worden bij blootstelling aan zonlicht of binnenlicht, en elektroden zetten de chemische energie om in elektriciteit.
We produceren materialen op zonne-energie die vergelijkbaar zijn met traditionele print- en coatingprocessen, zegt McGahn. Het doel is om tot de helft of een derde van de prijs van traditionele zonnematerialen te komen, zegt hij. Fotovoltaïsche cellen verbruiken ongeveer $ 5 per watt opgewekte stroom, volgens zonne-adviesbureau Solarbuzz.
Konarka ontwikkelt ook een apparaat dat zijn zonnemateriaal integreert met sensoren waarmee soldaten locaties kunnen bewaken zonder gevaar te lopen. Een plastic mat van zonnemateriaal zou bewegings- of geluidsdetectiesensoren aandrijven en de gegevens draadloos naar de soldaten sturen, zegt McGahn.
We willen het vermogen van de sensoren om zonder toezicht te werken uitbreiden, zodat [soldaten] naar plaatsen kunnen gaan waar ze voorheen niet konden komen en langer kunnen blijven, zegt hij.
In de toekomst kunnen soldaten ook een lading uit hun uniformen krijgen. Konarka's McGahn zegt dat het zonnemateriaal kan worden gekleurd om te passen bij vermoeienissen en in stof kan worden geweven.
De volgende generatie draagbare computers zal de stroom opwekken uit het kledingstuk zelf, zegt hij.
In feite hebben moderne krijgers ongeveer 240 wattuur per dag nodig om al hun elektronische apparaten op te laden - een te zware belasting voor alle batterijen die tegenwoordig beschikbaar zijn, zegt Rupert Pengelley, technisch groepsredacteur bij het militaire analistenbureau Jane's Information Group.
Pengelley zegt dat draagbare zonne-energietechnologie het nuttigst is bij het produceren van een druppellading om batterijen te vullen, maar niet zo krachtig is voor het opladen van lege batterijen.
Zonne-energie heeft zijn plaats voor statische toepassingen, zoals gebruikt worden [door soldaten] op een bergtop of geïntegreerd worden in uniformen of de huiden van voertuigen, zegt hij.
Het leger test ook onderkomens gemaakt van zonnepanelen die elektriciteit kunnen leveren voor het opladen van laptops, satelliettelefoons, verlichting en ventilatieapparatuur, volgens Mike Coon, chief operations officer voor Iowa Thin Film Technologies.
Coon zegt dat zijn bedrijf honderden tenten aan het leger zal leveren als onderdeel van een contract van $ 3,2 miljoen dat op 13 mei werd aangekondigd. Iowa Thin Film heeft onderdaken ontwikkeld in drie maten, met een vermogen van 190 watt tot 2 kilowatt, zegt Coon. Een uur volle zon voor de kleinste beschutting (kwadrant) zou bijvoorbeeld voldoende zijn om een laptop vijf uur van stroom te voorzien of een mobiele telefoon 24 uur.
Bovendien laten de zonneschuilplaatsen geen hittesignatuur achter, waardoor het moeilijker wordt voor een vijand om troepenbewegingen te volgen, en ze verminderen ook de logistieke staart van het leveren van generatoren aan afgelegen locaties, zegt Coon.
Coon zegt dat Iowa Thin Film ook een eigen lasergraveerproces heeft ontwikkeld om de zonnecellen op een flexibel plastic substraat te integreren. Vooruitgang in het proces kan het materiaal nu 24 keer sneller lamineren dan een jaar geleden.
Het leger evalueert ook een zonne-acculader van Iowa Thin Film als onderdeel van een een-twee-benadering voor het inzetten van fotovoltaïsche energiebronnen, volgens legerchemicus Samuelson.
Wat past bij de toepassing zal worden nagestreefd, zegt Samuelson.
Volgens Samuelson is het doel van het vierjarige project om materialen te ontwikkelen die stroom kunnen opwekken voor minder dan $ 1 per piekwattuur.
We hebben een lange weg afgelegd van grote stijve panelen tot lichtgewicht flexibele materialen.
Zowel Iowa Thin Film als Konarka zijn van plan hun technologieën te commercialiseren nadat ze producten in grote hoeveelheden voor het leger hebben geproduceerd. McGahn van Konarka zegt dat zonnematerialen op laptops of mobiele telefoons kunnen worden aangebracht, of dat iPod-kleding muziekspelers kan opladen.