Výroba elektrické energie v bojových podmínkách
Přibližně 80 procent zásob, jež jsou dopravovány při operacích v Iráku a Afghánistánu, tvoří palivo. Galon paliva doručený na základnu speciálních sil stojí mezi 20–40 dolary. Samotný provoz prodražuje i nutnost zásobování palivem, které je rizikové, protože kolony cisteren jsou oblíbeným cílem protivníka. Podle šéfa amerického námořnictva Raye Mabuse je na každé dva tucty konvojů s palivem zabit nebo zraněn jeden muž pod jeho velením (viz například [1]). Při těchto útocích zahynulo v minulém desetiletí dohromady skoro 1000 příslušníků ozbrojených sil. Na afgánském bojišti se navíc přes 80 procent energie vyrábí zbytečně. V současnosti se o výrobu energie starají dieselagregáty, které běží 24 hodin denně, 7 dní v týdnu. Problém je však s regulací. Jen zřídkakdy spotřebuje základna všechen proud, který generátory vyrábí, takže klesá jejich efektivita. Může se snadno stát, že generátor o výkonu deset kilowattů běží jen proto, aby pokryl spotřebu zhruba 1,5 kilowattu. Propálí tedy 8,5 kilowattu, které už nelze využít později. Až 30 procent veškerého paliva přepravovaného v Afghánistánu je určeno do těchto generátorů. Podle údajů amerických úřadů vyjde výroba energie na jednoho vojáka v Afghánistánu na sto tisíc dolarů ročně [2][3][4].
Proto se některé armády snaží v dnešní době přeorientovat na obnovitelné zdroje energie. Ty totiž mohou vyrábět energii přímo na místě nasazení, snížit závislost na dodávaném palivu, tím ochránit životy vojáků a přitom také snížit náklady na prováděné operace. Například americká armáda chce do roku 2025 získávat pomocí obnovitelných zdrojů až 25% energie a s těmito zdroji energie, nasazenými v bojových podmínkách, má už první zkušenosti.
Rota Indie, patřící do 3. praporu 5. pluku americké námořní pěchoty, vyzkoušela jako první americká bojová jednotka v roce 2010 využití solární energie přímo v poli. Když se oddíl po půl roce vrátil, velení jejich působení vyhodnotilo jako velmi slušný úspěch. Sluneční energie výrazně omezila spotřebu energie během hlídek a pro potřeby předsunutých stanovišť. Dvě z nich fungovala neustále na sluneční energii, u třetí spotřeba klesla na desetinu. Námořnictvo díky ní denně ušetřilo odhadem 700 až 800 litrů paliva.
Nadbytečná energie
I při použití obnovitelných zdrojů energie a tím snížení závislosti na dodávkách paliva vzniká mnoho nevyužité energie. Ať už budeme uvažovat energii nadbytečně vytvořenou fotovoltaickými panely, kterou už nelze nikam uskladnit, nebo nadbytečnou energii vyrobenou záložním zdrojem, který je spouštěn při nedostatku energie, generované obnovitelnými zdroji. Přitom existují služby a zařízení, které by mohly díky vhodnému využití a distribuci této energie zvýšit celkovou účinnost těchto zdrojů a ještě více tak snížit celkovou závislost na dopravovaném palivu.
Jako příklad může posloužit generování vody ze vzdušné vlhkosti, nebo například čištění znečištěné vody, kde může být voda průběžně čištěna při nadbytku energie a k plnému spuštění zařízení by mohlo dojít až v případě potřeby doplnění zásob vody o nějaké větší množství.
Voda ze vzdušné vlhkosti
Zajímavým uplatněním přebytečné energie by mohlo být generování vody ze vzdušné vlhkosti. Níže je uveden překlad článku z portálu strategypage.com [5]:
V posledních deseti letech investovala americká armáda miliony dolarů do výzkumu s cílem vytvořit praktické zařízení, které by mohlo získávat vodu ze vzduchu. V posledních pěti letech bylo několik těchto zařízení vyvinuto, ale žádné nebylo zatím vhodné pro široké použití v bojové zóně. Nejnovější zařízení, vměstnané do klasického ISO kontejneru, dokáže získat 2.000 litrů vody. Nevýhodou je, že tento systém potřebuje litr paliva na každých pět litrů získaných. Navíc, i s protihlukovou bariérou je tento systém velmi hlučný. Ale i díky tomuto zařízení můžete snížit množství přepravované tolik potřebné vodu v konvojích přes nepřátelské oblasti. Starší systém používající sůl dokáže produkovat vodu za méně než 30 centů za litr. Tento systém se také vejde do standardního ISO kontejneru, a dokáže vyprodukovat více jak 2000 litrů denně. Ale i tento tvůrce narazil na řadu technických problémů, které stále vylučují systém z širokého využití armádou. Většina z nich musí mít pro správnou funkci kolem sebe vzduch s alespoň 20 procentní vlhkostí, což splňuje velká část pouští. Systém získávající vodu ze vzduchu bude významným logistickým průlomem. To proto, že v suchých klimatech asi třetinu dodávek zásob pro americké vojáky tvoří voda. A samotná doprava stojí až 40 dolarů za galon, v závislosti na tom, jak jsou špatné silnice a bezpečnostní situace. Takže každý takovýto systém by mohl ušetřit tisíce dolarů denně při zásobování jednotek v těžko přístupných místech. Vojáci v horkém podnebí potřebují více než 80 litrů (20 galonů) denně na osobu (pro všechny účely). Ve většině případů bude pořád ještě levnější přepravovat vodu kamionem nebo čistit vodu z místních zdrojů. Ale ve velmi suchých oblastech, bez studní a řek tato zařízení vyřeší dost velký logistický problém.
Díky využití přebytečné energie by šla výše zmíněná spotřeba zařízení pro generování vody ze vzdušné vlhkosti (jeden litr paliva na pět litrů získané vody) snížit a tak ještě více zefektivnit využití vytvořené energie na bojišti a tím ještě více potlačit problémy s dopravou (ať už paliva, či vody), zmíněné na začátku.
Možné řešení
Uvažované zařízení, pracující jako nástavba zařízení na generování či čištění vody, a starající se o energetický management, by mohlo sledovat aktuální spotřebu v síti, přebytek vyrobené energie v síti a buď při dostatku nadbytečné energie tuto energii směrovat přímo k zařízení, nebo ji skladovat (například pomocí soustavy superkondenzátorů) a při menším množství nadbytečné energie uskladněnou el. energii uvolňovat. Toto zařízení by mohlo obsluhovat několik menších generátorů vody, jenž by byly postupně spouštěny v závislosti na množství dostupné energie (jako příklad menšího generátoru vody, který by bylo možno škálovat, může posloužit generátor firmy McSira[6]).
Zařízení by se dalo zobecnit a mohlo by spravovat přístup k energii i u jiných služeb (například při nabíjení baterií, které jsou součástí různých částí výstroje vojáka). Mohlo být využito při zahraničních misích české armády a to i v případě použití energetické infrastruktury spojenců, kde by větší množství těchto zařízení mohlo snižovat celkové náklady.
Reference:
[1] Výbuch nálože zničil 22 kamionů zásobujících NATO v Afghánistánu
[2] Vojáci USA v Afghánistánu zkoušejí místo baterií solární panely
[3] Vojáci na baterky. Američané zkouší v Afghánistánu nové zdroje energie
[4] Military turns to hybrid generators to cut down on fuel usage by 70%
[5] Logistics: Water From The Air
[6] Water Generator
No comments:
Post a Comment