Faire fonctionner une unité marine au solaire et au diesel

Des chercheurs militaires étudient si la combinaison de l'énergie solaire et des combustibles conventionnels peut réduire la vulnérabilité des combattants sur le terrain.

Un moteur Stirling peut fonctionner à la chaleur de la lumière solaire concentrée ou en brûlant du carburant, mais pour un usage militaire, il ne peut pas être aussi gros que ce plat pour la production d'électricité à grande échelle. Crédit : Infinia

Un projet de l'Office of Naval Research appelé programme d'énergie expéditionnaire durable renouvelable (RSEP) s'est fixé pour objectif de réduire de 40 % la consommation de carburant des unités militaires mobiles en s'appuyant davantage sur l'énergie solaire. (Voir la description de la vidéo ici .) La recherche mettra en pratique de nouveaux concepts et pourrait déboucher sur des produits commerciaux, en particulier pour la production d'électricité hors réseau.

Raytheon a annoncé hier avoir obtenu un contrat pour développer une phase du programme. Aucune des trois sociétés participant au programme de recherche n'utilisera de panneaux solaires photovoltaïques conventionnels dans le but d'améliorer les performances du système.

L'armée américaine souhaite fortement réduire la consommation de carburant dans les zones de combat, comme l'Afghanistan, car les convois de carburant sont vulnérables aux attaques. Les Marines ont utilisé des panneaux solaires photovoltaïques traditionnels en Afghanistan, mais le programme RSEP vise à réaliser des économies de carburant plus importantes et à combiner l'énergie solaire avec d'autres générateurs d'électricité pour un fonctionnement 24 heures sur 24.

L'objectif de la conception est de réduire le carburant nécessaire pour une base d'opérations avancée, ou une petite unité de marines loin d'une base plus grande pendant environ 15 jours, selon David Altman, ingénieur principal en mécanique principal pour la technologie de pointe au sein de la division Integrated Defense Systems de Raytheon. . Le matériel doit être suffisamment petit pour pouvoir être remorqué derrière un Humvee, de la même manière que les générateurs diesel mobiles le sont maintenant.

Raytheon et la société de recherche Battelle conçoivent leurs systèmes autour d'un moteur Stirling alimenté par le soleil. Une parabole concentrera la lumière sur un cylindre rempli d'hélium pour produire de la chaleur. La différence entre la chaleur et l'air extérieur entrant plus frais fait que l'hélium dans le cylindre du moteur se contracte et déplace le piston pour générer de l'électricité.

Les moteurs Stirling sont relativement efficaces, plus silencieux que les générateurs diesel et prennent moins de place que les panneaux solaires photovoltaïques. Un autre avantage clé est qu'ils peuvent fonctionner avec n'importe quelle source de chaleur. Altman de Raytheon n'a pas fourni beaucoup de détails sur la proposition de l'entreprise, mais a déclaré que le système brûlera du carburant pour faire fonctionner le moteur Stirling la nuit, par exemple, et disposera d'un certain stockage d'énergie, comme une batterie.

L'un des défis les plus difficiles consiste à installer une parabole et un brûleur sur une remorque, a déclaré Altman. Le fabricant de moteurs Stirling Infinia fabrique une antenne solaire pour la production d'électricité, mais elle mesure plus de 20 pieds de haut.

Le dimensionnement de la parabole et la construction de la configuration du concentrateur sont essentiels pour que ce concept soit viable et réussi, a-t-il déclaré.

Emcore, une autre société impliquée dans le projet, concevra un système Marine-ready autour de sa technologie photovoltaïque à concentration, où les lentilles concentrent la lumière sur des cellules solaires très efficaces, combinées à des piles à combustible et des batteries pour une alimentation à la demande. La technologie photovoltaïque à concentration, normalement utilisée par les services publics, utilise moins d'espace que les panneaux solaires plats.

Le programme demande aux participants d'étudier comment les composants peuvent atteindre l'objectif d'efficacité de 40 pour cent et avoir un coût raisonnable. Une prochaine phase, attendue l'année prochaine, conduira à des prototypes de dispositifs.

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