Pastila cu tehnologie: surse de energie

Trăim într-o epocă în care tehnologia schimbă realmente societatea umană la un nivel greu de imaginat la începutul anilor ’90. La nivel militar, din punctul meu de vedere, noua eră tehnologică a debutat cu succes în operațiunea Desert Storm. Noi tehnologii au fost folosite efectiv în luptă, pe scară largă: munițiile inteligente, sistemul GPS, noi sisteme de comandă și control, sisteme de război electronic, avioanele fără pilot (UAV), avioanele „stealth” sau sistemele aflate pe orbită, în spațiu.

Însă tehnologia are și slăbiciunile ei: funcționează cu energie electrică. Astăzi, suntem atât de obișnuiți cu accesul facil la electricitate încât tindem să ignorăm faptul, destul de evident de altfel, că prizele nu se găsesc chiar la orice colț de stradă. Bateriile, deși sunt din ce în ce mai performante, trebuie totuși încărcate. Vedem cât de tare sunt “împinse” mașinile electrice în Europa și nu numai. Doar că acestea au nevoie de o infrastructură bine pusă la punct pentru a putea înlocui mașinile cu motoare termice. Stațiile de realimentare cu energie electrică trebuie să ia locul clasicelor benzinării pentru ca revoluția mașinilor electrice să poată fi implementată.

Tehnica militară necesită și ea din ce în ce mai multă energie electrică pentru a putea utiliza cele mai noi tehnologii. Iar această energie trebuie „produsă” pentru că pe câmpul de luptă prizele sunt destul de greu de găsit.

#1banalulgenerator

Unul dintre mijloacele tehnice folosite pentru a produce energie electrică în locuri izolate sau fără acces facil la o rețea electrică este banalul generator. Iar în acest context voi vorbi despre noul motor al celor de la Liquid Pistons, o firmă americană care construiește motoare. Produsul lor, X-Engine a fost suficient de convingător astfel încât US Army i-a ales pe cei de la Liquid Pistons pentru a construi un nou generator portabil.

Aceștia au produs un motor rotativ (care totuși nu e un motor Wankel) care are doar două piese în mișcare și este capabil să ofere o putere consistentă raportat la greutatea sa: 1,5 CP pentru fiecare 0,45 kg. Acest motor reușește un compromis remarcabil folosind concepte specifice motoarelor Diesel, Otto și al celor în ciclu Atkinson fără a avea inconvenientele specifice unui motor Wankel. Sună prea bine ca să fie adevărat? Și totuși funcționează!

O comparație cu un motor Wankel aveți în clipul de mai jos. Ca o scurtă paranteză, motoarele Wankel oferă o putere mare dar sunt mari consumatoare de ulei. Cele mai cunoscute aplicații ale motoarelor Wankel le găsim la Mazda, singurii sau printre extrem de puținii care au folosit un astfel de motor în producția de serie cu rezultate… mixte.

Performanțele X-Engine rezidă în raportul greutate / putere pe care îl oferă. Cei de la Liquid Pistons au înlocuit un motor de cart de 6,5 CP ce cântărea 18 kg cu unul propriu, ce furnizează 3 CP dar cântărește doar 2 kg.

În proiectul pentru US Army, compania americană a construit un generator (Compact Artillery Power System – CAPS) pentru sistemul digital de control al focului pentru obuzierul M777 care cântărește 18,6 kg și are dimensiunile unui PC ce poate fi cărat cu ușurință de doi oameni. Celălalt avea nevoie de o camionetă pentru a fi cărat. Imaginile sunt elocvente.

Impresionată, US Army a solicitat celor de la Liquid Pistons astfel încât le-au dat un nou proiect ce constă în dezvoltarea unui mic generator tactic (Small Tactical Generator) de 2 – 5 Kw care să funcționeze cu motorină. Versiunea de 5 kw a acestui generator va cântări aproximativ 45 Kg și necesită un spațiu de 0,17 mc și va înlocui actualul generator al armatei – MEP-1030 care cântărește 347 kg și ocupă un spațiu de 0,85 mc. Practic, pentru MEP-1030 ai nevoie de un palet de 1×1 m și de un pick-up ca să-l cari, nemaipunând la socoteală că fără un motostivuitor nu-l ridici. Cel al Liquid Pistons încape în portbagajul unei mașini de clasă compactă și poate fi cărat cu ușurință de două persoane.

Pe scurt, are o amprentă logistică mult diminuată, iertat fie-mi barbarismul.

#2laaltnivel

Dar să trecem la nivelul următor. Un alt subiect la fel de “fierbinte” precum rachetele hipersonice sunt armele cu energie dirijată, denumite în limbaj popular – Laser (frate)! Dacă un calculator balistic pentru un obuzier are nevoie de câțiva kilowati, o armă laser are nevoie de mult mai multă energie pentru a funcționa. Iar aici intervine sistemul celor de la Rolls Royce (RR), unul capabil să producă energia necesară unui sistem laser de 100 kw.

În esență, britanicii de la RR prin subsidiara lor Liberty Works, au creat un pachet hibrid, compus dintr-un cunoscut motor de elicopter (cel de pe OH-58D Kiowa Warrior) și un pachet de baterii care poate produce aproximativ 300 Kw de putere electrică. Tot ansamblul este gândit pentru a putea fi amplasat pe un camion, o navă sau chiar un avion pentru a asigura resursele necesare operării pe front a unui laser de 100 Kw.

Ca idee, compania se gândește și lucrează la acest proiect de vreo zece ani… Și vorbim de o companie de talia RR.

#3SF

Imperialiștii aștia de americani vor, nici mai mult nici mai puțin, să „teleporteze” energia electrică din spațiu direct la cei în nevoi, aici, pe pământ! Astfel, aflăm că X-37B testează cu ocazia Orbital Test Vehicle-6 (OTV-6) un experiment al Naval Research Laboratory (NRL) care urmărește transformarea energiei solare în unde radio pe care mai apoi să le transmită pe Pământ. Obiectul cu pricina a fost botezat Photovoltaic Radio-frequency Antenna Module Flight Experiment (PRAM-FX).

Preocupări similare au și cei de la Air Force Research Laboratory. O primă demonstrație a conceptului denumit Space Solar Power Incremental Demonstrations and Research (SSPIDR) este așteptată în 2024. O constelație de sateliți dotați cu panouri solare uriașe va colecta energia solară și o va transmite pe Pământ sub formă de radio-frecvență (vă rog să mă corectați dacă greșesc). Un echipament mobil va transforma undele radio în energie electrică pentru o întreagă bază avansată. Ceea ce aproape că face inutil generatorul de la primul punct…

În teorie sună chiar simplu: “SSPIDR is sort of a portfolio of tech development. So ultimately, our goal is solar to RF [radio frequency] power beaming — taking power from the sun that we collect in space, converting it to RF on orbit, and beaming that to the ground where it would then be converted back to power by a rectifying antenna, or rectenna,” a declarat pentru C4ISRNET Mandy Self, inginerul șef al proiectului SSPIDR.

Un demonstrator tehnologic va fi urcat pe orbită în 2025. Iar planul este ca sistemul să genereze 1000 kw. Pentru comparație, un satelit GPS III produce 4500 w… Iaca și un scurt clip explicativ:

Antena de recepție care transformă la loc semnalul radio în energie electrică va putea fi de diferite dimensiuni, cele mai mari vor fi destinate alimentării unor clădiri, cele mai mici alimentării, de exemplu, a unui cort. Mai multe informații, direct de la sursă aici.

Ei bine, asta ar revoluționa cu adevărat economia! Iar până acum, în acest proiect, partenerul principal, Northrop Grumman a primit circa 100 milioane USD pentru dezvoltare…

P.S. Aștept vești similare de la cercetarea românească.