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L'esercito mobile richiede soldati solari
I soldati di oggi sono più affamati di energia che mai e l'esercito crede che le celle solari flessibili possano fornire il succo in più. I militari stanno testando materiali leggeri che sfruttano i raggi del sole e alimentano i dispositivi elettronici ovunque viaggino i guerrieri mobili.
Secondo Lynn Samuelson, ricercatore chimico presso l'US Army Soldier Systems Center, a Natick, per mantenere l'alimentazione accesa i soldati, che si affidano a occhiali per la visione notturna, laptop, dispositivi di comunicazione e unità GPS, sono necessarie 150 tonnellate di batterie all'anno. Massachusetts.
Le batterie vengono spesso trasportate in aereo a truppe remote e distribuite ai soldati, che trasportano due dozzine di pezzi di ricambio e devono anche assicurarsi che non vengano scartate in modo che i loro movimenti possano essere monitorati. L'esercito sta passando alle batterie ricaricabili che possono guadagnare nuova vita dai caricabatterie a energia solare, secondo Samuelson.
L'utilizzo del fotovoltaico può offrire enormi vantaggi nella logistica, afferma Samuelson.
L'esercito sta ora testando sul campo caricabatterie portatili, tende e sistemi di sensori contenenti materiali flessibili per celle solari che possono essere arrotolati o piegati per una facile conservazione. I nuovi materiali consentono a qualcuno di andare più lontano, rimanere più a lungo ed essere più autosufficiente, afferma Samuelson.
All'inizio di questo mese, Konarka Technologies di Lowell, nel Massachusetts, ha annunciato che fornirà all'esercito caricabatterie a energia solare come parte di un contratto da 1,6 milioni di dollari. I prototipi di dispositivi utilizzano plastica fotovoltaica polimerica che può essere stesa per assorbire i raggi del sole e generare circa sei watt di elettricità, secondo Dan McGahn, vicepresidente esecutivo di Konarka.
McGahn afferma che, a differenza dei tradizionali pannelli fotovoltaici rigidi fabbricati da strati di materiale semiconduttore, il materiale solare a base nanometrica di Konarka viene stampato su un rotolo di plastica polimerica in modo simile al modo in cui viene creata la pellicola fotografica. Le plastiche vengono iniettate con sostanze chimiche che diventano attive se esposte alla luce solare o alla luce interna e gli elettrodi convertono l'energia chimica in elettricità.
Produciamo materiali solari simili ai tradizionali processi di stampa e rivestimento, afferma McGahn. L'obiettivo è raggiungere la metà o un terzo del prezzo dei materiali solari tradizionali, afferma. Le celle fotovoltaiche gestiscono circa $ 5 per watt di energia generata, secondo la società di consulenza solare Solarbuzz.
Konarka sta anche sviluppando un dispositivo che integra il suo materiale solare con sensori che potrebbero consentire ai soldati di monitorare le posizioni senza essere in pericolo. Un tappetino di plastica di materiale solare alimenterebbe i sensori di rilevamento del movimento o del suono e trasmetterebbe i dati in modalità wireless ai soldati, dice McGahn.
Stiamo cercando di estendere la capacità dei sensori di funzionare incustoditi in modo che [i soldati] possano andare dove prima non potevano e rimanere più a lungo, dice.
In futuro, anche i soldati potrebbero ricevere una carica dalle loro uniformi. McGahn di Konarka afferma che il materiale solare può essere colorato per abbinarsi alle tute e intrecciato in tessuto.
La prossima generazione di computer indossabili avrà la generazione di energia proveniente dall'indumento stesso, afferma.
In effetti, i guerrieri moderni richiedono circa 240 wattora al giorno di energia per caricare tutti i loro dispositivi elettronici, un carico troppo pesante per qualsiasi batteria disponibile oggi, afferma Rupert Pengelley, redattore tecnico del gruppo presso la società di analisi militare Jane's Information Group.
Pengelley afferma che la tecnologia dell'energia solare portatile è molto utile per produrre una carica di mantenimento per riempire le batterie, ma non è così potente per ricaricare le batterie scariche.
Il solare ha il suo posto per applicazioni statiche, come essere usato [dai soldati] sulla cima di una montagna o essere integrato nelle uniformi o nelle pelli dei veicoli, dice.
L'esercito sta anche testando rifugi fatti di pannelli solari in grado di fornire elettricità per ricaricare laptop, telefoni satellitari, luci e apparecchiature di ventilazione, secondo Mike Coon, direttore operativo di Iowa Thin Film Technologies.
Coon afferma che la sua azienda consegnerà centinaia di tende all'esercito come parte di un contratto da 3,2 milioni di dollari annunciato il 13 maggio. L'Iowa Thin Film ha sviluppato rifugi in tre dimensioni, fornendo da 190 watt a 2 kilowatt di potenza, afferma Coon. Ad esempio, un'ora di pieno sole per il rifugio più piccolo (Quadrant) sarebbe sufficiente per alimentare un laptop per cinque ore o un telefono cellulare per 24 ore.
Inoltre, i rifugi solari non lasciano una traccia di calore, rendendo più difficile per un nemico seguire i movimenti delle truppe e riducono anche la coda logistica della consegna dei generatori in luoghi remoti, afferma Coon.
Coon afferma che l'Iowa Thin Film ha anche sviluppato un processo di incisione laser proprietario per l'integrazione delle celle solari su un substrato di plastica flessibile. I progressi nel processo possono ora laminare il materiale 24 volte più velocemente di un anno fa.
Secondo il chimico dell'esercito Samuelson, l'esercito sta anche valutando un caricabatterie solare dell'Iowa Thin Film come parte di un approccio uno-due per l'implementazione di fonti di energia fotovoltaica.
Qualunque cosa si adatti all'applicazione verrà perseguita, dice Samuelson.
Secondo Samuelson, l'obiettivo del progetto quadriennale è sviluppare materiali in grado di generare energia per meno di $ 1 per wattora di picco.
Abbiamo fatto molta strada dai grandi pannelli rigidi ai materiali flessibili leggeri.
Sia Iowa Thin Film che Konarka intendono commercializzare le loro tecnologie dopo aver prodotto prodotti in quantità per l'esercito. McGahn di Konarka afferma che i materiali solari potrebbero essere rivestiti su laptop o telefoni cellulari o che i vestiti dell'iPod potrebbero ricaricare i lettori musicali.