Hybrydowa moc dla linii frontu

Siły Zbrojne USA są mocno obciążone finansowymi i taktycznymi kosztami transportu paliwa na pole bitwy. W lipcu tego roku, w celu rozwiązania tego problemu, Korpus Piechoty Morskiej Stanów Zjednoczonych rozmieści parę generatorów diesla w połączeniu z potężnymi bateriami dla oddziałów frontowych w Afganistanie. Hybrydowe systemy zasilania powinny zmniejszyć o 50 do 70 procent ilość paliwa potrzebnego do wytworzenia energii elektrycznej, według producenta, Hrabia energia z Portsmouth w Wirginii.

Elektrownia: Prototypowy hybrydowy generator elektryczny o mocy 10 kilowatów.

Generatory, z których obecnie korzystają amerykańskie obozy wojskowe, działają nieefektywnie, ponieważ muszą radzić sobie z okazjonalnymi szczytami popytu. Możesz mieć 10-kilowatowy generator, który w dowolnym momencie wytwarza tylko 1,5 kilowata energii, aby zaspokoić swoje obciążenie, mówi Doug Moorehead, prezes Earl Energy. Więc marnujesz 8,5 kilowata energii, której nie przechowujesz do późniejszego wykorzystania, mówi.

Opracowana przez firmę hybryda z baterią wysokoprężną napędza generatory na krótkie impulsy, aby zmaksymalizować wykorzystanie energii. Nie tylko zaspokaja to bezpośrednie zapotrzebowanie na energię w obozie, ale także ładuje bank akumulatorów litowo-jonowych. Gdy akumulatory są w pełni naładowane, generator wyłącza się, a system zaczyna pobierać energię z akumulatorów. Generatory mogą pracować od 24 godzin na dobę do trzech do czterech godzin dziennie – w niektórych przypadkach jest to tak dobre, mówi Moorehead.

Systemy hybrydowe, które mają zostać wdrożone w lipcu, będą łączyć 18-kilowatowy generator diesla, podobny do tych stosowanych obecnie na polu bitwy, z 40-kilowatogodzinnym zestawem akumulatorów litowo-jonowych. System będzie również zawierał 10-kilowatowy układ fotowoltaicznych paneli słonecznych, który jeszcze bardziej obniży zużycie paliwa.

Cały system, w tym fotowoltaika, kosztuje ponad 100 000 USD, w porównaniu z 80 000 do 100 000 USD za konwencjonalny generator o podobnej wielkości, mówi Moorehead. Koszt dla Earl Energy za same baterie – które mają wbudowane zabezpieczenia przed wysokimi temperaturami i zapylonym terenem w Afganistanie – wynosi od 750 do 1500 USD za kilowatogodzinę przechowywania.

Moorehead szacuje, że system zwróci się w ciągu siedmiu do 12 miesięcy, w zależności od kosztów paliwa. Większe oszczędności przyniosłyby korzystanie z systemu hybrydowego bez fotowoltaiki, która jest droga, a firma opracowuje teraz samodzielny generator bez dodatkowej energii słonecznej, mówi.

Maksymalizacja wydajności energetycznej urządzenia wymaga wielokrotnych głębokich cykli ładowania akumulatorów — rozładowania ich do pełnej pojemności przed ponownym naładowaniem. Konwencjonalne akumulatory kwasowo-ołowiowe i niklowo-kadmowe szybko tracą pojemność w przypadku wielokrotnego głębokiego cyklu. Według firmy zaawansowana technologia litowo-jonowa w akumulatorach Earl Energy pozwala im na prawie 4000 cykli, czyli od 18 do 24 miesięcy. Moorehead opracował technologię akumulatorów litowo-jonowych dla producentów akumulatorów Systemy A123 przed dołączeniem do Earl Energy.

Hybrydowy system zasilania wykorzystuje również oprogramowanie do zarządzania energią, które wykorzystuje złożone algorytmy w celu maksymalizacji wydajności generatora. Steven Minnihan, analityk w Badania Lux mówi, że to zarządzanie energią, wraz z elektroniką mocy, która pozwala systemowi na szybkie przełączanie między zasilaniem generatora a baterią, jest bardzo ważne. Firmy będą dość swobodnie mówić o składzie chemicznym baterii, których używają, ale są bardzo małomówne w kwestii systemów zarządzania energią i energoelektroniki – mówi. Staje się coraz ważniejszym elementem własności intelektualnej.

Technologia ta jest konkurencyjna na polu bitwy, ponieważ transport oleju napędowego na linię frontu w silnie uzbrojonych konwojach jest bardzo kosztowny. Moorehead, były Navy SEAL, twierdzi, że koszty dostawy paliwa przewożonego na linię frontu w Afganistanie zwykle wahają się od 20 do 40 dolarów za galon.

Zmniejszenie zużycia paliwa na pierwszej linii pozwala zaoszczędzić więcej niż pieniądze. Ray Mabus, Sekretarz Marynarki Wojennej, mówił o całkowitym obciążeniu kosztem paliwa na ostatnim DOE Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych ds. Energii Konferencja (ARPA-E) w Waszyngtonie. Na każde 24 konwoje [paliwowe] tracimy żołnierza lub marine [który] zostaje zabity lub ranny pilnujący tego konwoju, powiedział Mabus. To wysoka cena za paliwo.

Earl Energy ma nadzieję rozpocząć zwiększanie produkcji swoich wysokowydajnych systemów generatorów. Według firmy liczba konwojów paliwowych mogłaby zostać zmniejszona o połowę, gdyby jej urządzenia były szeroko stosowane.

ukryć