Mobile Army kræver solsoldater

Nutidens soldater er mere strømhungrende end nogensinde, og hæren mener, at fleksible solceller kan give den ekstra saft. Militæret tester letvægtsmaterialer, der udnytter solens stråler og fodrer elektroniske enheder, uanset hvor mobile krigere rejser.

At holde strømmen tændt for soldater – som er afhængige af nattesynsbriller, bærbare computere, kommunikationsenheder og GPS-enheder – kræver 150 tons batterier om året, ifølge Lynn Samuelson, en forskningskemiker ved US Army Soldier Systems Center i Natick, Massachusetts.

Batterier flyves ofte til fjerntliggende tropper og distribueres til soldater, som bærer to dusin reservedele og også skal sørge for, at de ikke kasseres, så deres bevægelser kan spores. Hæren går over til genopladelige batterier, der kan få nyt liv fra solcelledrevne opladere, ifølge Samuelson.

Brug af solceller kan give enorme fordele inden for logistik, siger Samuelson.

Hæren er nu i gang med at teste bærbare batteriopladere, telte og sensorsystemer, der indeholder fleksible solcellematerialer, der kan rulles sammen eller foldes sammen for nem opbevaring. De nye materialer giver nogen mulighed for at gå længere, blive længere og være mere selvforsynende, siger Samuelson.

Tidligere på måneden annoncerede Konarka Technologies fra Lowell, Massachusetts, at de forsyner hæren med solcelledrevne batteriopladere som en del af en kontrakt på $1,6 millioner. Prototype-enhederne bruger polymer fotovoltaisk plast, der kan rulles ud for at opsuge solens stråler og generere cirka seks watt elektricitet, ifølge Dan McGahn, Konarkas executive vice president.

McGahn siger, at i modsætning til traditionelle stive fotovoltaiske paneler, der er fremstillet af lag af halvledermateriale, er Konarkas nano-baserede solmateriale trykt på en rulle polymerplast, der ligner den måde, fotografisk film skabes på. Plasten injiceres med kemikalier, der bliver aktive, når de udsættes for sollys eller indendørs lys, og elektroder omdanner den kemiske energi til elektricitet.

Vi fremstiller solenergimaterialer, der ligner traditionelle print- og belægningsprocesser, siger McGahn. Målet er at komme op på en halv eller en tredjedel af prisen på traditionelle solmaterialer, siger han. Fotovoltaiske celler kører omkring $5 pr. watt genereret strøm, ifølge solcellekonsulentfirmaet Solarbuzz.

Konarka er også ved at udvikle en enhed, der integrerer sit solmateriale med sensorer, der kan gøre det muligt for soldater at overvåge steder uden at være i fare. En plastmåtte af solmateriale ville drive bevægelses- eller lyddetektionssensorer og ville trådløst udsende dataene til soldaterne, siger McGahn.

Vi søger at udvide sensorernes evne til at fungere uden opsyn, så [soldater] kan gå steder, de ikke kunne før, og blive længere, siger han.

I fremtiden kan soldater muligvis også få en ladning ud af deres uniformer. Konarkas McGahn siger, at solcellematerialet kan farves, så det passer til trætheder og væves ind i stof.

Den næste generation af bærbare computere vil have strømproduktion fra selve beklædningen, siger han.

Faktisk kræver moderne krigere cirka 240 watt-timers strøm om dagen for at oplade alle deres elektroniske enheder - for tung belastning for alle batterier, der er tilgængelige i dag, siger Rupert Pengelley, gruppeteknisk redaktør hos militæranalytikerfirmaet Jane's Information Group.

Pengelley siger, at bærbar solenergiteknologi er mest nyttig til at producere en vedligeholdelsesladning for at toppe batterier, men den er ikke så potent til at genoplade tomme batterier.

Solar har sin plads til statiske applikationer, såsom at blive brugt [af soldater] på en bjergtop eller at blive integreret i uniformer eller skind af køretøjer, siger han.

Hæren tester også shelters lavet af solpaneler, der kan levere elektricitet til opladning af bærbare computere, satellittelefoner, lys og ventilationsudstyr, ifølge Mike Coon, Chief Operation Officer for Iowa Thin Film Technologies.

Coon siger, at hans firma vil levere hundredvis af telte til hæren som en del af en kontrakt på $3,2 millioner, der blev annonceret den 13. maj. Iowa Thin Film har udviklet shelters i tre størrelser, der leverer fra 190 watt til 2 kilowatt strøm, siger Coon. For eksempel ville en times fuld sol for det mindste husly (kvadrant) være nok til at drive en bærbar computer i fem timer eller en mobiltelefon i 24 timer.

Desuden efterlader solfangerne ikke en varmesignatur, hvilket gør det sværere for en fjende at spore troppebevægelser, og de reducerer også den logistiske hale ved at levere generatorer til fjerntliggende steder, siger Coon.

Coon siger, at Iowa Thin Film også har udviklet en proprietær laserskriveproces til at integrere solcellerne på et fleksibelt plastiksubstrat. Fremskridt i processen kan nu laminere materialet 24 gange hurtigere end for et år siden.

Hæren vurderer også en solcellebatterioplader fra Iowa Thin Film som en del af en en-to-tilgang til at implementere fotovoltaiske strømkilder, ifølge hærens kemiker Samuelson.

Uanset hvad der passer til ansøgningen, vil der blive forfulgt, siger Samuelson.

Ifølge Samuelson er målet med det fire-årige projekt at udvikle materialer, der kan generere strøm for under $1 per peak watt-time.

Vi er kommet langt fra store stive paneler til lette fleksible materialer.

Både Iowa Thin Film og Konarka har til hensigt at kommercialisere deres teknologier, efter at de har produceret produkter i mængde til militæret. Konarkas McGahn siger, at solmaterialer kan overtrækkes på bærbare computere eller mobiltelefoner, eller iPod-tøj kan genoplade musikafspillere.

skjule