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Ejecución de una unidad marina con energía solar y diésel
Los investigadores militares están explorando si la combinación de energía solar y combustibles convencionales puede reducir la vulnerabilidad de los combatientes en el campo.
Un motor Stirling puede funcionar con el calor de la luz solar concentrada o quemando combustible, pero para uso militar no puede ser tan grande como este plato para la generación de energía a gran escala. Crédito: Infinia
Un proyecto de la Oficina de Investigación Naval llamado programa Energía expedicionaria sostenible renovable (RSEP) ha establecido el objetivo de reducir el consumo de combustible en un 40 por ciento para las unidades militares móviles al depender más de la energía solar. (Ver descripción del video aquí .) La investigación pondrá en práctica nuevos conceptos y podría conducir a productos comerciales, en particular para la generación de energía fuera de la red.
Raytheon anunció ayer que se le adjudicó un contrato para desarrollar una fase del programa. Ninguna de las tres empresas que participan en el programa de investigación utilizará paneles solares fotovoltaicos convencionales en un esfuerzo por impulsar el rendimiento del sistema.
Existe un fuerte deseo en el ejército de los EE. UU. De reducir el uso de combustible en las zonas de batalla, como Afganistán, porque los convoyes de combustible son vulnerables a los ataques. Los infantes de marina han estado usando paneles fotovoltaicos solares tradicionales en Afganistán, pero el programa RSEP está orientado a ahorros de combustible más dramáticos y combina la energía solar con otros generadores de energía para una operación las 24 horas.
El objetivo del diseño es reducir el combustible necesario para una base de operaciones avanzada, o una pequeña unidad de marines lejos de una base más grande durante aproximadamente 15 días, según David Altman, ingeniero mecánico principal senior de tecnología avanzada en el negocio de Sistemas de Defensa Integrados de Raytheon. . El hardware tiene que ser lo suficientemente pequeño para que pueda ser remolcado detrás de un Humvee, de la misma manera que lo son ahora los generadores diésel móviles.
Raytheon y la empresa de investigación Battelle están diseñando sus sistemas alrededor de un motor Stirling alimentado por energía solar. Un plato concentrará la luz en un cilindro lleno de helio para producir calor. La diferencia entre el calor y el aire exterior entrante más frío hace que el helio en el cilindro del motor se contraiga y mueva el pistón para generar electricidad.
Los motores Stirling son relativamente eficientes, más silenciosos que los generadores diésel y ocupan menos espacio que los paneles solares fotovoltaicos. Otra ventaja clave es que pueden funcionar con cualquier fuente de calor. Altman de Raytheon no proporcionó muchos detalles sobre la propuesta de la compañía, pero dijo que el sistema consumirá combustible para hacer funcionar el motor Stirling por la noche, por ejemplo, y tendrá algo de almacenamiento de energía, como una batería.
Uno de los desafíos más difíciles es colocar un plato parabólico y un quemador en un remolque, dijo Altman. El fabricante de motores Stirling Infinia fabrica un plato solar para la generación de energía, pero tiene más de 20 pies de altura.
El tamaño del plato y la construcción de la configuración del concentrador son fundamentales para que este sea un concepto viable y exitoso, dijo.
Emcore, otra compañía involucrada en el proyecto, diseñará un sistema listo para uso marino en torno a su tecnología fotovoltaica de concentración, donde las lentes enfocan la luz en celdas solares muy eficientes, combinadas con celdas de combustible y baterías para energía bajo demanda. La tecnología fotovoltaica de concentración, normalmente utilizada por las empresas de servicios públicos, ocupa menos espacio que los paneles solares planos.
El programa pide a los participantes que estudien cómo los componentes pueden cumplir con la meta de eficiencia del 40 por ciento y tener un costo razonable. Una próxima fase, prevista para el próximo año, conducirá a prototipos de dispositivos.