باتری های جدیدتر (بالا) و مدیریت بهتر سیستم هایی مانند ژنراتورهای تلفن همراه (پایین) به استفاده کارآمد از انرژی کمک می کند
از آنجا که سوختهای فسیلی کمیاب و پرهزینه هستند ، ارتش به دنبال جایگزینی برای روشهای فعلی تامین نیرو به پایگاهها و تجهیزات تئاتر عملیات (TMD) است. بیایید ببینیم صنعت چگونه نوآوری را در این زمینه پیش می برد
آمارهای وزارت دفاع آمریکا می گوید: "از سال 2001 ، بیش از 3000 سرباز و پیمانکار آمریکایی در عراق و افغانستان در حمله به کاروان های تامین سوخت و آب جان خود را از دست داده یا زخمی شده اند."
با این حال ، کاهش 10 درصدی مصرف سوخت طی پنج سال ، جان و سلامتی 35 سرباز را از کاروان های حمل و نقل در مدت مشابه نجات می دهد. این داده ها از مطالعه شرکت حسابرسی Deloitte که در سال 2009 منتشر شده است ، گرفته شده است. در حال حاضر ، هیچ اطلاعاتی برای دوره 2009-2014 در مورد تلفات مربوط به ستون های تامین آب و سوخت ارائه نشده است.
پیش از این تخمین زده می شد که در هر 24 کاروان سوخت یک نفر زخمی یا کشته شده باشد. به عنوان مثال ، در سال 2007 ، تنها در عراق و افغانستان ، ارتش ایالات متحده 6030 کاروان سوخت رسانی انجام داد. این امر منجر به ارائه لایحه جدیدی در سال جاری به مجلس سنا شد ، قانون امنیت انرژی وزارت دفاع 2014 ، که هدف آن کمک به عملیات نظامی برای کارآمدتر شدن انرژی و اتکای کمتر به سوخت های فسیلی است.
هدف نه تنها صرفه جویی در بودجه پنتاگون ، بلکه کاهش نیاز به کاروان های سوخت و در نهایت کاهش خطرات برای پرسنل نظامی است.
وزارت دفاع ایالات متحده در حال حاضر تنها مصرف کننده بزرگ سوخت است که به حدود 90 میلیون بشکه نفت با هزینه تقریبا 15 میلیارد دلار در سال نیاز دارد. 75 درصد از این مقدار برای رفع نیازهای نیروهای فعال است و تا سال 2025 برنامه ریزی شده است که آن را 11 درصد افزایش دهد.
همکاری
نه تنها ایالات متحده نه تنها به بهره وری سوخت ، بلکه به اصطلاح "انرژی هوشمند" توجه جدی کرده است. در سال 2012 ، ناتو یک گروه کاری ایجاد کرد تا امیدوار کننده ترین راه حل های صرفه جویی در انرژی را شناسایی کرده و پروژه های چندملیتی را برای هماهنگی آنها آغاز کند. ناتو همچنین امکان ادغام مفهوم انرژی هوشمند در اسناد تعیین کننده استراتژی و استانداردهای اتحاد را در نظر گرفت.
پس از جلسه ای در مه 2012 ، SENT (تیم انرژی هوشمند) تأسیس شد و تحت برنامه علم برای صلح و امنیت ناتو تأمین مالی می شود. این گروه توسط مرکز امنیت انرژی لیتوانیایی و اداره محیط زیست مشترک نیروهای مسلح سوئد اداره می شود. این تیم متشکل از کارشناسان هشت کشور از جمله شش متحد (کانادا ، آلمان ، لیتوانی ، هلند ، انگلستان و ایالات متحده) و دو شریک (استرالیا و سوئد) است.
سوزان مایکلیس ، افسر انرژی هوشمند در مقر ناتو می گوید: "ما می خواهیم سربازان و فرماندهان بفهمند که صرفه جویی در انرژی تأثیر مستقیمی بر ایمنی و جان سربازان دارد." این منابع را برای مأموریت اصلی ناتو ، که در حال حاضر بر حفاظت از کاروان های سوخت متمرکز است ، آزاد می کند."
او افزود که SENT در حال بررسی توافقنامه های استانداردسازی ناتو در مورد "انرژی هوشمند است که باید شامل نصب کنتورهای هوشمند در اردوگاه های نظامی موجود باشد." طراحی کلی اردوهای آینده ؛ آموزش و مشارکت کارشناسان ؛ آموزش عمومی شامل آموزش نظامی عمومی ؛ و یک طرح پاداش برای افسران که موفق به کاهش مصرف سوخت شده اند."
سربار کامل
ارتش ایالات متحده و ناتو محاسباتی را انجام داده اند که تمام عوامل عملیاتی در زنجیره تامین انرژی ، از جمله حمل و نقل ، زیرساخت ها ، منابع انسانی ، نگهداری ، امنیت و ذخیره انرژی را در نظر می گیرد.
بنابراین ، یک گالن (3.785 لیتر) سوخت تا 3.50 دلار برای هر گالن (77 سنت برای هر لیتر) در چاه ایالات متحده (77 سنت در لیتر) می تواند پس از تحویل به بیش از 100 دلار در هر گالن (22 دلار در لیتر) برسد. خط مقدم شمال شرقی افغانستان
بر اساس این محاسبات ، منابع انرژی جایگزین و راه حل های هوشمند انرژی ، که به دلیل هزینه های اولیه اولیه بالا نمی توانند از نظر مالی در زندگی روزمره قابل رقابت باشند ، به طور فزاینده ای در میدان جنگ توجیه می شوند.
داگ مورهد ، رئیس ارل انرژی ، گفت: "صادقانه بگویم ، وقتی شروع به پرداخت 15 دلار برای هر گالن می کنید ، بسیاری از فناوری های جدید منطقی به نظر می رسند."
در واقع ، اگر یک سیستم ذخیره انرژی خورشیدی و ذخیره پشتیبان برای خانه و زندگی روزمره غیر اقتصادی باشد ، در صورت استقرار در ارتش ، بسیار ارزشمند است ، به ویژه وقتی با تمام اجزای FBCF به آن نگاه کنید.
در ژوئن 2013 ، در رزمایش ناتو Capable Logistician 2013 در اسلواکی ، ارتش هلند چادر پوشیده از سلول های خورشیدی را به نمایش گذاشت. ارتش در حال حاضر 480 متر مربع پنل خورشیدی در مزارشریف در افغانستان نصب کرده است که در حال حاضر 200 کیلووات ساعت در ساعت تولید می کند. به گفته کارشناس انرژی در ارتش هلند ، سرهنگ هارم رنس ، "سرمایه گذاری قبلاً به ثمر رسیده است."
مطابق با روندها
وزارت دفاع ایالات متحده سالانه از چالش فناوری انرژی دفاعی (DETC) میزبانی می کند تا در جریان آخرین روندهای انرژی هوشمند قرار گیرد و مواردی را انتخاب کند که می تواند به جلو حرکت کند تا به میزان قابل توجهی وابستگی خود به سوخت های فسیلی را کاهش دهد. پنتاگون 9 میلیارد دلار برای برنامه های بهره وری انرژی برای 2013-2017 اختصاص داده است.
در نوامبر 2013 ، Sierra Energy با نیروگاه FastOx خود به عنوان برنده مسابقه DETC 2013 که به عنوان بخشی از نشست سالانه انرژی دفاعی برگزار شد ، انتخاب شد.
مایک هارت ، رییس انرژی سیرا ، گفت: "ارتش ایالات متحده دارای یک اداره کل است که با مدیریت پسماند و کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی برخورد می کند زیرا آنها را از نظر استراتژیک آسیب پذیر می کند. راه حلی که بتواند انرژی خود را تولید کند ، بر جنبه های مختلف ، از جمله افزایش ایمنی ، استقلال و پایداری محیطی ، تأثیر بسزایی دارد."
وی گفت: "فناوری هدر دادن سوخت ما در سال 2009 به عنوان یک فناوری کلیدی شناخته شد و بنابراین مرکز آزمایش انرژی تجدیدپذیر وزارت دفاع آن را در لیست اولویت های خود قرار داد. در برخی موارد ، هنگام پردازش 10 تن زباله ، ما می توانیم حدود 500 کیلووات ساعت برق تولید کنیم بدون اینکه در تامین آن اختلال ایجاد کنیم."
کارخانه FastOx از سیرا انرژی
سرباره بدون آبشویی
این فناوری به طور خلاصه. اکسیژن و بخار تزریق می شود ، زباله را تا 2200 درجه سانتی گراد (بدون احتراق) گرم می کند. این اجازه می دهد تا هر ماده ای تا زمانی که حاوی کربن باشد استفاده شود. هرگونه فلزات باقیمانده ، خاکستر یا مواد معدنی در یک مایع ذوب می شوند ، که به کف تخلیه شده و باعث بازیابی فلزات می شود.باقیمانده به صورت سرباره بدون ماده سفید می شود که می تواند برای سنگ فرش استفاده شود. دو گاز تولید شده (70 mon مونوکسید کربن و 30 hyd هیدروژن) به سلول های سوختی می روند ، که فقط گرما و آب آزاد می کنند.
هارت گفت: "این سیستم مدولار را می توان در هر منطقه ای رها کرد." در حال حاضر سیستم در حال پالایش است تا در شش تا هفت ظرف استاندارد ISO برای استقرار سریع و آسان بسته بندی شود.
به نظر می رسد فناوری پیل سوختی گزینه ترجیحی برای جایگزینی دیزل ژنراتورها در میدان ، به ویژه در واحدهای کوچکتر باشد. م Instituteسسه فناوری شیمیایی آلمان Fraunhofer در حال توسعه پیل سوختی هیدروژنی قابل حمل برای نیروهای مسلح آلمان است که در سکوت قادر به تولید 2 کیلووات برق است. این سیستم از انرژی خورشیدی برای تقسیم آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده می کند.
با این حال ، کریس اندروز ، مدیر پروژه در شرکت تولید برق مستقل استرالیایی Eniquest ، در مورد علاقه گسترده به سیستم های سوخت جایگزین و افزایش استفاده از انرژی های تجدیدپذیر اظهار داشت: قدرت و قابلیت پیش بینی عرضه از مزایای کاهش استفاده از سوخت های فسیلی بیشتر است."
Eniquest انواع مختلف دینام خاموش و ایستگاه های توزیع برق AC و DC را برای ارتش افغانستان تأمین می کند. اندروز خاطرنشان کرد: "پیشرفت فناوری ، به ویژه در ذخیره سازی انرژی / فناوری باتری که می تواند با انرژی ویژه سوخت های فسیلی رقابت کند ، در دور شدن از مصرف سوخت های فسیلی در کاربردهای نظامی مهم خواهد بود."
اهداف فوری
در حالی که تمرکز بر حذف تدریجی وابستگی به سوخت های فسیلی در میان مدت و بلند مدت است ، هدف فوری این است که میزان استفاده از آن را به طرز چشمگیری کاهش دهیم.
یکی از رویکردها افزایش کارایی ژنراتورهای موجود در سینماها است. Earl Energy به تازگی قراردادی را با وزارت دفاع برای برنامه سیستم های قدرت ترکیبی الکتریکی ترکیبی (MEHPS) خود به دست آورد که می تواند منجر به خرید حدود 50 واحد FlexGen شود. فناوری سیستم قبلاً توسط نیروی دریایی پذیرفته شده بود ، که نمونه اولیه 6 کیلو وات را در سال 2010 آزمایش کرد. سپس اعلام شد که این فناوری مصرف سوخت را در میدان جنگ بیش از 80 درصد کاهش می دهد.
در طول آزمایش در افغانستان ، سیستم Earl Energy FlexGen به ژنراتورها اجازه داد تا به جای 24 ساعته در روز سه تا شش ساعت در روز کار کنند.
مورهد می گوید: "این بازتابی از این بود که چگونه تولید ناکارآمد انرژی در میدان جنگ با تمام فناوری هایی که در اختیار داریم مطابقت دارد." "شبکه ها برای حداکثر تولید برق طراحی شده اند زیرا هرگز نباید به ارتش اجازه داده شود که از قدرت لازم برای پشتیبانی از عملیات خود بی بهره باشد. و متأسفانه همین امر در مورد سیستمی مانند ژنراتور نیز صدق می کند. آنها بدون توجه به اینکه به انرژی نیاز دارند یا خیر ، 365 روز در سال به صورت شبانه روزی در این فضای عملیاتی کار می کنند. این مانند یک ماشین است که هرگز آن را خاموش نمی کنید ، حتی زمانی که از آن استفاده نمی کنید."
سیستم ترکیبی FlexGen از یک دیزل ژنراتور خودکار با قابلیت شروع به کار استفاده می کند که با منابع انرژی تجدیدپذیر و یک دستگاه ذخیره انرژی بزرگ ترکیب شده است. ژنراتور با ظرفیت کامل کار می کند و در صورت توان زیاد ، باتری ها را شارژ می کند. اگر باتری ها به اندازه کافی برای مقابله با مصرف برق شارژ شوند ، ژنراتور خاموش می شود.در حین آزمایش در افغانستان ، این سیستم به ژنراتورها اجازه داد تا سه تا شش ساعت در روز با متوسط مصرف سوخت بیش از 50 درصد کار کنند.
Earl Energy در حال حاضر پیمانکار اصلی نیروی دریایی است و در حال توسعه نسل بعدی سیستم قدرت 10 کیلووات قابل حمل است. این شرکت 12 سیستم آزمایشی فروخت. در آینده ، در قراردادهای جدید خرید حداکثر 50 سیستم FlexGen پیش بینی شده است.
تامین انرژی رو به بهبود است
وزارت دفاع بریتانیا دارای Power FOB است ، یک سیستم ذخیره و مدیریت انرژی هوشمند که امکان معرفی منابع تجدیدپذیر و فناوری های صرفه جویی در انرژی را فراهم می کند. این سیستم به شما امکان می دهد تا 30 درصد سوخت را به دلیل تجمع انرژی تولید شده توسط دیزل ژنراتورها و پنل های خورشیدی ذخیره کنید و آن را در زمان مناسب بین مصرف کنندگان مناسب توزیع کنید.
همه این فناوری ها به راه حل های پیشرفته باتری برای ذخیره انرژی متکی هستند. در این حالت ، منابع انرژی تجدیدپذیر می تواند واقعاً قابل استفاده باشد.
مورهد اضافه کرد: "نیاز روزانه سرباز به کیلووات ساعت به طور مداوم در حال افزایش است زیرا او بیش از هر زمان دیگری مصرف کننده انرژی مصرف می کند. سرباز مدرن 10 برابر بیشتر از 15 سال پیش به انرژی نیاز دارد."
شرکت انگلیسی Lincad خط تولید باتری های هوشمند منبع انرژی لیتیوم یون (LIPS) را تولید می کند. مدل LIPS 5 آن موفق ترین مدل کاتالوگ شرکت شد. بیش از 17،500 واحد به وزارت دفاع بریتانیا و سایر مشتریان در سراسر جهان ارائه شده است. همانطور که یکی از مدیران شرکت اظهار داشت: "اولین باتری LIPS در سال 2000 عرضه شد ، وزن آن تقریبا 3.5 کیلوگرم بود و ظرفیت آن 12 آهان بود. جدیدترین LIPS 10 دارای وزن یکسانی است اما ظرفیت آن 23 آه است و بار تدارکات را به طور چشمگیری بر دوش سرباز کاهش می دهد."
Lincad علاوه بر تأمین باتری های قابل شارژ با دوام ، یک خط شارژر باتری نیز تولید می کند. سخنگوی شرکت گفت: "در سال های اخیر ، فناوری ذخیره انرژی خورشیدی به سرعت توسعه یافته است و از این رو راه حل های Solar Charger و Power Scavenger از Lincad بوجود آمده است. همچنین نیاز به شارژ موبایل از خودروها هنگام رانندگی وجود داشت. خودروها در حال حاضر از ژنراتورهای خود نیرو تولید می کنند و این در شارژر خودرو Lincad DC اجرا می شود. ظهور این شارژرها به این معنی است که کاربران نیازی به حمل باتری زیاد ندارند."
گاهی اوقات سربازان تا 10 کیلوگرم باتری را که نیاز به شارژ مجدد دارند حمل می کنند و ظرفیت زیاد باتری ها و راه حل های انعطاف پذیر شارژ ، نیاز به بازگشت به پایگاه را کاهش می دهد ، که می تواند بر انجام ماموریت رزمی تأثیر مثبت بگذارد.
