L'armée mobile a besoin de soldats solaires

Les soldats d'aujourd'hui sont plus énergivores que jamais, et l'armée pense que les cellules solaires flexibles peuvent fournir le jus supplémentaire. L'armée teste des matériaux légers qui exploitent les rayons du soleil et alimentent les appareils électroniques partout où les guerriers mobiles voyagent.

Selon Lynn Samuelson, chimiste de recherche au US Army Soldier Systems Center, à Natick, garder le courant pour les soldats – qui comptent sur des lunettes de vision nocturne, des ordinateurs portables, des appareils de communication et des unités GPS – nécessite 150 tonnes de batteries par an, Massachusetts.

Les batteries sont fréquemment transportées par avion vers des troupes éloignées et distribuées aux soldats, qui transportent deux douzaines de pièces de rechange et doivent également s'assurer qu'elles ne sont pas jetées afin que leurs mouvements puissent être suivis. L'armée est en train de passer aux batteries rechargeables qui peuvent gagner une nouvelle vie grâce aux chargeurs solaires, selon Samuelson.

L'utilisation du photovoltaïque peut offrir d'énormes avantages en logistique, déclare Samuelson.

L'armée teste actuellement sur le terrain des chargeurs de batterie portables, des tentes et des systèmes de capteurs contenant des matériaux de cellules solaires flexibles qui peuvent être enroulés ou pliés pour un rangement facile. Les nouveaux matériaux permettent à quelqu'un d'aller plus loin, de rester plus longtemps et d'être plus autonome, dit Samuelson.

Plus tôt ce mois-ci, Konarka Technologies de Lowell, Massachusetts, a annoncé qu'elle fournissait à l'armée des chargeurs de batterie à énergie solaire dans le cadre d'un contrat de 1,6 million de dollars. Selon Dan McGahn, vice-président exécutif de Konarka, les prototypes de dispositifs utilisent du plastique photovoltaïque polymère qui peut être déployé pour absorber les rayons du soleil et générer environ six watts d'électricité.

McGahn dit que contrairement aux panneaux photovoltaïques rigides traditionnels fabriqués à partir de couches de matériau semi-conducteur, le matériau solaire à base de nano de Konarka est imprimé sur un rouleau de plastique polymère de la même manière que le film photographique est créé. Les plastiques sont injectés de produits chimiques qui deviennent actifs lorsqu'ils sont exposés au soleil ou à la lumière intérieure, et les électrodes convertissent l'énergie chimique en électricité.

Nous fabriquons des matériaux solaires similaires aux procédés d'impression et de revêtement traditionnels, explique McGahn. L'objectif est d'atteindre la moitié ou le tiers du prix des matériaux solaires traditionnels, dit-il. Les cellules photovoltaïques coûtent environ 5 $ par watt d'électricité produite, selon le cabinet de conseil solaire Solarbuzz.

Konarka développe également un appareil qui intègre son matériel solaire avec des capteurs qui pourraient permettre aux soldats de surveiller les emplacements sans être en danger. Un tapis en plastique de matériau solaire alimenterait des capteurs de détection de mouvement ou de son et diffuserait sans fil les données aux soldats, dit McGahn.

Nous cherchons à étendre la capacité des capteurs à fonctionner sans surveillance afin que [les soldats] puissent aller là où ils ne pouvaient pas auparavant et rester plus longtemps, dit-il.

À l'avenir, les soldats pourraient également retirer une charge de leurs uniformes. McGahn de Konarka dit que le matériau solaire peut être coloré pour correspondre aux fatigues et tissé dans le tissu.

La prochaine génération d'ordinateurs portables aura une production d'électricité provenant du vêtement lui-même, dit-il.

En fait, les guerriers modernes ont besoin d'environ 240 watts-heures par jour pour charger tous leurs appareils électroniques - une charge trop lourde pour toutes les batteries disponibles aujourd'hui, explique Rupert Pengelley, rédacteur technique de groupe au cabinet d'analystes militaires Jane's Information Group.

Pengelley dit que la technologie de l'énergie solaire portable est la plus utile pour produire une charge d'entretien pour compléter les batteries, mais elle n'est pas aussi puissante pour recharger les batteries vides.

Le solaire a sa place pour les applications statiques, comme être utilisé [par des soldats] au sommet d'une montagne ou être intégré dans des uniformes ou des peaux de véhicules, dit-il.

L'armée teste également des abris constitués de panneaux solaires pouvant fournir de l'électricité pour recharger des ordinateurs portables, des téléphones satellites, des lumières et des équipements de ventilation, selon Mike Coon, directeur des opérations d'Iowa Thin Film Technologies.

Coon dit que son entreprise livrera des centaines de tentes à l'armée dans le cadre d'un contrat de 3,2 millions de dollars annoncé le 13 mai. Iowa Thin Film a développé des abris en trois tailles, fournissant de 190 watts à 2 kilowatts de puissance, dit Coon. Par exemple, une heure de plein soleil pour le plus petit abri (Quadrant) suffirait à alimenter un ordinateur portable pendant cinq heures ou un téléphone portable pendant 24 heures.

De plus, les abris solaires ne laissent pas de signature thermique, ce qui rend plus difficile pour un ennemi de suivre les mouvements de troupes, et ils réduisent également la queue logistique de la livraison de générateurs dans des endroits éloignés, explique Coon.

Coon dit que l'Iowa Thin Film a également développé un processus de traçage laser exclusif pour intégrer les cellules solaires sur un substrat en plastique flexible. Les progrès réalisés dans le processus permettent désormais de plastifier le matériau 24 fois plus rapidement qu'il y a un an.

L'armée évalue également un chargeur de batterie solaire de l'Iowa Thin Film dans le cadre d'une approche à deux pour déployer des sources d'énergie photovoltaïque, selon le chimiste de l'armée Samuelson.

Tout ce qui correspond à l'application sera poursuivi, dit Samuelson.

Selon Samuelson, l'objectif du projet de quatre ans est de développer des matériaux capables de générer de l'électricité pour moins de 1 $ par watt-heure de pointe.

Nous avons parcouru un long chemin depuis les grands panneaux rigides jusqu'aux matériaux souples légers.

Iowa Thin Film et Konarka ont tous deux l'intention de commercialiser leurs technologies après avoir produit des produits en grande quantité pour l'armée. McGahn de Konarka dit que les matériaux solaires pourraient être enduits sur les ordinateurs portables ou les téléphones portables, ou que les vêtements pour iPod pourraient recharger les lecteurs de musique.

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