储能如何为现代化战争做好技术支撑

2019-09-07 12:29:18 太阳能发电网
海湾战争电池紧俏1991年,海湾战争美军大获全胜,但战后总结时,战争中暴露的一些问题引起各方高度关注。尽管美军后勤保障能力冠绝全球,战争中还是出现了物资短缺现象,缺油、缺水、缺弹是老生常谈,如经过数天激战,美军第3机械化步兵师主战坦克高爆弹告急;该师一天燃料消耗高达75万加仑,美军不得不布设一条长达100公

电池的纠结


发电车固然重要,但不可能随身携带,所以电池仍是军队最重要的电源。电池种类繁多,大体上可分为一次性电池(如5号碱性电池和一次性锂电池)和可重复使用的充电电池(如充电锂电池、铅酸蓄电池),因担心找不到充电电源或来不及充电,一次性电池一直是美陆军多种通信系统和武器系统的主要电源。典型代表如BA-5590型锂-二氧化硫电池,电池体积为12.71×11.12×6.21厘米,重量为1.025千克,容量为1414Ah (12V) 或712Ah (24V) ,贮存期10 年。


一个步兵班的负荷


战场非市场,即使后勤强大的美军也曾遭遇电池荒,最后一个连没几部夜视仪能用,其他国家肯定也好不哪去。执行任务时,备用电池肯定多多益善,如无线电一般要带5块,电池一般占单兵负荷的20%。当然,最多能带多少,最终带多少,还得算算体力账,因为步兵需要携带的装备实在是太多了。美国海军陆战队力量与耐力的新标准要求步兵军官的体能需达到负重68.9千克行走14.5千米。


从古到今 技术进步并没有让士兵更轻松 反而越来越累


这个负重听起来略吓人,但并不离谱,标准防弹衣与头盔重9千克,M4卡宾枪与弹药近7千克,此外,还有手榴弹、食物、水、雨衣、衣物、手电筒、单兵电台、夜视仪、医疗包等物品,个人装备轻而易举就能达到32千克,还要帮助携带其他物品和弹药(60毫米迫击炮弹、单重1.8千克,AT-4火箭筒等)。海军陆战队一名步兵表示,自己在阿富汗战场最高负重记录为90.7千克。


大量电子设备均需要电池供电


战场用电如何保障?电力来源还有哪些?


战场用电如何保障?电力来源还有哪些?如此高的单兵负荷,恐怕只有提供载具,山地作战更是难以想象。靠电池终究不是办法,战场电力该如何保障,电力来源还有哪些?且听下文分解。


战地出租车还是很重要的


1.最直接的办法--车载充电装置。原理类似高铁上的插座与USB接口,只是军规更严格。近年来,我们大刀阔斧进行了师改旅改革,组件了轻型合成旅,为轻装部队配备了勇士高机动车,特战旅还装备了山猫高机动车,这些载具堪称战地出租车,也是士兵移动的营房,为士兵携带更多电子设备提供了基础和保障。


背负式单兵野战光伏供电系统


2.最普遍的方式-光伏发电设备。 清洁能源中,光伏发电是大规模使用的一种。因设备简单可靠,对环境要求低(有太阳就行),光伏发电被各国军队采用。我军也有类似设备,如这款粘有6块黑色单晶电池片的迷彩帆布,折叠后长宽18厘米,厚度不超过3厘米,天晴时将其挂在单兵背囊上就可为装备供电,额定功率达到20W,可以满足电台、“北斗一号”手持型用户机等装备的用电需求。


挂在战士身上的单兵步行发电器


3.传统的扩展--单兵发电设备。除了(单兵)光伏发电设备,还有一些单兵发电设备,可将机械能转化为电能,保证恶劣天气也有电可用。我军就装备有手电筒大小的单兵步行发电器,靠行进时的晃动来发电,国外还有人研发膝盖运动发电器,靠行走时大小腿相对位置的变化带动发电装置发电。一百年前,军队使用手摇、脚蹬发电机为电话供电;一百年后,包括美国在内的许多国家仍在研发新型人力发电装置,经过一百年又走回了原点,但这是事实。


一战时的人工发电设备


4.较高端的办法--组建战场微电网。微电网是由分布式电源、储能装置、保护装置汇集组成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,可以与外部电网并网运行,也可以独立运行。战场上,各发电机组往往处于独立状态,孤立的发电机组往往处于轻载状态,只有发电机组处于高载或最大负载时才能发挥出经济性。建立战场微电网,可为部队节省燃料40%以上。


集装箱式微电网供电系统


5.小基地新办法--开发非并网可再生能源混合发电系统。此概念由美国海军陆战队提出,它混合光伏电池、风力涡轮机和燃料发电机,是传统发电机的扩展,并将发电与储电相结合,能源存储介质可包括电池或用于燃料电池的氢。


抢险救灾 电源车先行


战场上,发电机组是最大的燃料消耗者,美军共装备发电机组12.5万台,平均每年将消耗3.57亿加仑油料,运行费用高达35亿-50亿美元,如果能提高光伏、风等清洁电能的比例,就能大幅降低开支。只是阳光、风具有不确定性,必须将发电与储能技术相结合,白天利用阳光发完点存起来才能供夜晚使用。


野战太阳能发电车



作者: 来源:军武研究员 责任编辑:jianping

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