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El ejército móvil requiere soldados solares
Los soldados de hoy tienen más hambre de energía que nunca, y el ejército cree que las células solares flexibles pueden proporcionar el jugo extra. El ejército está probando materiales livianos que aprovechan los rayos del sol y alimentan dispositivos electrónicos dondequiera que viajen los guerreros móviles.
Mantener la energía para los soldados, que dependen de gafas de visión nocturna, computadoras portátiles, dispositivos de comunicación y unidades de GPS, requiere 150 toneladas de baterías por año, según Lynn Samuelson, química investigadora del Centro de Sistemas de Soldados del Ejército de EE. UU., En Natick, Massachusetts.
Con frecuencia, las baterías se transportan por avión a tropas remotas y se distribuyen a los soldados, que llevan dos docenas de repuestos y también deben asegurarse de que no se descarten para poder rastrear sus movimientos. El Ejército está haciendo la transición a baterías recargables que pueden cobrar nueva vida con cargadores que funcionan con energía solar, según Samuelson.
El uso de energía fotovoltaica puede ofrecer enormes ventajas en logística, dice Samuelson.
El Ejército ahora está probando sobre el terreno cargadores de baterías portátiles, carpas y sistemas de sensores que contienen materiales de células solares flexibles que se pueden enrollar o doblar para un fácil almacenamiento. Los nuevos materiales permiten a alguien ir más lejos, quedarse más tiempo y ser más autosuficiente, dice Samuelson.
A principios de este mes, Konarka Technologies de Lowell, Massachusetts, anunció que suministrará al Ejército cargadores de baterías alimentados por energía solar como parte de un contrato de 1,6 millones de dólares. Los dispositivos prototipo utilizan plástico fotovoltaico polimérico que se puede extender para absorber los rayos del sol y generar aproximadamente seis vatios de electricidad, según Dan McGahn, vicepresidente ejecutivo de Konarka.
McGahn dice que, a diferencia de los paneles fotovoltaicos rígidos tradicionales que se fabrican a partir de capas de material semiconductor, el material solar de base nano de Konarka se imprime en un rollo de plástico polimérico similar a la forma en que se crea la película fotográfica. Los plásticos se inyectan con sustancias químicas que se activan cuando se exponen a la luz solar o la luz interior, y los electrodos convierten la energía química en electricidad.
Estamos fabricando materiales solares similares a los procesos tradicionales de impresión y recubrimiento, dice McGahn. El objetivo es llegar a la mitad o un tercio del precio de los materiales solares tradicionales, dice. Las células fotovoltaicas cuestan alrededor de $ 5 por vatio de energía generada, según la consultora solar Solarbuzz.
Konarka también está desarrollando un dispositivo que integra su material solar con sensores que podrían permitir a los soldados monitorear ubicaciones sin estar en peligro. Una alfombra de plástico de material solar alimentaría los sensores de detección de movimiento o sonido y transmitiría de forma inalámbrica los datos a los soldados, dice McGahn.
Buscamos ampliar la capacidad de los sensores para operar sin supervisión para que [los soldados] puedan ir a lugares donde antes no podían y quedarse más tiempo, dice.
En el futuro, es posible que los soldados también se estén cargando con sus uniformes. McGahn, de Konarka, dice que el material solar se puede colorear para que coincida con el uniforme y tejerlo en tela.
La próxima generación de computación portátil tendrá generación de energía proveniente de la propia prenda, dice.
De hecho, los guerreros modernos requieren aproximadamente 240 vatios-hora por día de energía para cargar todos sus dispositivos electrónicos, una carga demasiado pesada para las baterías disponibles en la actualidad, dice Rupert Pengelley, editor técnico de grupo de la firma de analistas militares Jane’s Information Group.
Pengelley dice que la tecnología de energía solar portátil es más útil para producir una carga lenta para completar las baterías, pero no es tan potente para recargar baterías vacías.
La energía solar tiene su lugar para aplicaciones estáticas, como ser utilizada [por soldados] en la cima de una montaña o integrarse en uniformes o pieles de vehículos, dice.
El Ejército también está probando refugios hechos de paneles solares que pueden proporcionar electricidad para recargar computadoras portátiles, teléfonos satelitales, luces y equipos de ventilación, según Mike Coon, director de operaciones de Iowa Thin Film Technologies.
Coon dice que su compañía entregará cientos de tiendas de campaña al Ejército como parte de un contrato de $ 3.2 millones anunciado el 13 de mayo. Iowa Thin Film ha desarrollado refugios en tres tamaños, proporcionando de 190 vatios a 2 kilovatios de energía, dice Coon. Por ejemplo, una hora de pleno sol para el refugio más pequeño (cuadrante) sería suficiente para alimentar una computadora portátil durante cinco horas o un teléfono celular durante 24 horas.
Además, los refugios solares no dejan una señal de calor, lo que dificulta que un enemigo rastree los movimientos de las tropas, y también reducen la cola logística de entregar generadores a ubicaciones remotas, dice Coon.
Coon dice que Iowa Thin Film también ha desarrollado un proceso de trazado láser patentado para integrar las células solares en un sustrato de plástico flexible. Los avances en el proceso permiten ahora laminar el material 24 veces más rápido que hace un año.
El Ejército también está evaluando un cargador de batería solar de Iowa Thin Film como parte de un enfoque uno-dos para implementar fuentes de energía fotovoltaica, según el químico del Ejército Samuelson.
Se buscará lo que se ajuste a la aplicación, dice Samuelson.
Según Samuelson, el objetivo del proyecto de cuatro años es desarrollar materiales que puedan generar energía por menos de $ 1 por vatio-hora pico.
Hemos recorrido un largo camino desde los grandes paneles rígidos hasta los materiales ligeros y flexibles.
Tanto Iowa Thin Film como Konarka tienen la intención de comercializar sus tecnologías después de producir productos en cantidad para el ejército. McGahn de Konarka dice que los materiales solares podrían recubrirse en computadoras portátiles o teléfonos celulares, o que la ropa del iPod podría recargar los reproductores de música.