211service.com
Mobil armé kräver solsoldater
Dagens soldater är mer makthungriga än någonsin, och armén tror att flexibla solceller kan ge den extra juicen. Militären testar lättviktsmaterial som utnyttjar solens strålar och matar elektroniska enheter vart än mobila krigare reser.
Att hålla strömmen påslagen för soldater – som förlitar sig på mörkerseende, bärbara datorer, kommunikationsenheter och GPS-enheter – kräver 150 ton batterier per år, enligt Lynn Samuelson, en forskningskemist vid US Army Soldier Systems Center, i Natick, Massachusetts.
Batterier flygs ofta till avlägsna trupper och distribueras till soldater, som bär två dussin reservdelar och som också måste se till att de inte kasseras så att deras rörelser kan spåras. Armén går över till laddningsbara batterier som kan få nytt liv från solcellsdrivna laddare, enligt Samuelson.
Att använda solceller kan erbjuda enorma fördelar inom logistiken, säger Samuelson.
Armén testar nu bärbara batteriladdare, tält och sensorsystem som innehåller flexibla solcellsmaterial som kan rullas ihop eller vikas för enkel förvaring. De nya materialen gör att någon kan gå längre, stanna längre och vara mer självförsörjande, säger Samuelson.
Tidigare denna månad meddelade Konarka Technologies i Lowell, Massachusetts, att de förser armén med soldrivna batteriladdare som en del av ett kontrakt på 1,6 miljoner dollar. Prototypenheterna använder polymer fotovoltaisk plast som kan rullas ut för att suga upp solens strålar och generera cirka sex watt elektricitet, enligt Dan McGahn, Konarkas vicepresident.
McGahn säger att till skillnad från traditionella stela solcellspaneler som är tillverkade av lager av halvledarmaterial, är Konarkas nanobaserade solcellsmaterial tryckt på en rulle av polymerplast som liknar det sätt på vilket fotografisk film skapas. Plasten injiceras med kemikalier som blir aktiva när de utsätts för solljus eller inomhusljus, och elektroder omvandlar den kemiska energin till elektricitet.
Vi tillverkar solenergimaterial som liknar traditionella tryck- och beläggningsprocesser, säger McGahn. Målet är att komma till en halv eller en tredjedel av priset för traditionella solmaterial, säger han. Solceller drivs med cirka 5 USD per genererad watt ström, enligt solcellskonsultföretaget Solarbuzz.
Konarka utvecklar också en enhet som integrerar sitt solmaterial med sensorer som kan göra det möjligt för soldater att övervaka platser utan att komma till skada. En plastmatta av solmaterial skulle driva rörelse- eller ljuddetekteringssensorer och skulle trådlöst sända data till soldaterna, säger McGahn.
Vi vill utöka sensorernas förmåga att fungera obevakat så att [soldater] kan gå till platser de inte kunde förut och stanna längre, säger han.
I framtiden kan soldater också få en laddning ur sina uniformer. Konarkas McGahn säger att solmaterialet kan färgas för att matcha utmattning och vävas in i tyg.
Nästa generation av bärbara datorer kommer att generera energi från själva plagget, säger han.
Faktum är att moderna krigare kräver cirka 240 wattimmar per dag för att ladda alla sina elektroniska enheter – för tung belastning för alla batterier som finns tillgängliga idag, säger Rupert Pengelley, gruppteknisk redaktör på militäranalytikerföretaget Jane’s Information Group.
Pengelley säger att bärbar solenergiteknik är mest användbar för att producera en underhållsladdning för att fylla på batterier, men den är inte lika potent för att ladda tomma batterier.
Solar har sin plats för statiska applikationer, som att användas [av soldater] på en bergstopp eller integreras i uniformer eller skinn på fordon, säger han.
Armén testar också skyddsrum gjorda av solpaneler som kan ge elektricitet för att ladda bärbara datorer, satellittelefoner, lampor och ventilationsutrustning, enligt Mike Coon, operativ chef för Iowa Thin Film Technologies.
Coon säger att hans företag kommer att leverera hundratals tält till armén som en del av ett kontrakt på 3,2 miljoner dollar som tillkännagavs den 13 maj. Iowa Thin Film har utvecklat skyddsrum i tre storlekar, som ger från 190 watt till 2 kilowatt effekt, säger Coon. Till exempel skulle en timmes full sol för det minsta skyddet (Quadrant) vara tillräckligt för att driva en bärbar dator i fem timmar eller en mobiltelefon i 24 timmar.
Dessutom lämnar solskydden ingen värmesignatur, vilket gör det svårare för en fiende att spåra truppernas rörelser, och de minskar också den logistiska svansen av att leverera generatorer till avlägsna platser, säger Coon.
Coon säger att Iowa Thin Film också har utvecklat en patenterad laserritningsprocess för att integrera solcellerna på ett flexibelt plastsubstrat. Framsteg i processen kan nu laminera materialet 24 gånger snabbare än för ett år sedan.
Armén utvärderar också en solbatteriladdare från Iowa Thin Film som en del av en en-två-strategi för att distribuera fotovoltaiska kraftkällor, enligt arméns kemist Samuelson.
Vad som än passar applikationen kommer att drivas vidare, säger Samuelson.
Enligt Samuelson är målet med det fyraåriga projektet att utveckla material som kan generera ström för under 1 dollar per peak wattimme.
Vi har kommit långt från stora styva paneler till lätta flexibla material.
Både Iowa Thin Film och Konarka avser att kommersialisera sina teknologier efter att de producerat produkter i mängd för militären. Konarkas McGahn säger att solmaterial kan beläggas på bärbara datorer eller mobiltelefoner, eller så kan iPod-kläder ladda musikspelare.