אספקת חשמל איכותית, אמינה ובטוחה לשטח ולניידות החייל, מתאימה ליישומים צבאיים ולחיילים ביחידות מיוחדות (כו”מ)
מאת: ברוך אפל, תדר הנדסה
כאשר מדובר באספקת חשמל בשטח, כשהחיילים עומדים לעתים קרובות בפני אתגרים מבצעיים ומשימות של שעות פעילות רבות, עליהם לשאת ציוד אלקטרוני רב ובדרך כלל עליהם לשאת עשרות קילוגרמים ויותר של סוללות בנוסף למשקל של מכשירים חשמליים שעליהם להפעיל בשטח בפעילות ניידת, במארב, בתצפית או בכל משימה אחרת הצורכת אנרגיה. לכך נדרש פיתרון יעיל וחסכוני וכמובן קל משקל וניתן להפעלה מיידית ופשוטה.
כמו כן לפעילות מכשור באתרים מרוחקים וסמויים לאורך זמן של שנים (נכון להיום- עד 5 שנים).
הבעיה ניתנת לפיתרון באמצעות מערכת FUEL CELL
חברת SFC-SMART FUEL CELL מגרמניה מציעה, מטען חכם מופעל ע”י דלק מתנול. שהוא למעשה מערכת היברידית של תאי דלק משולבים עם מצבר קטן.
המערכות קלות משקל, שקטות מאוד ויעילות ובעבודה צורכות 3 וואט בלבד.
צריכת הדלק מועטה ביותר 1ml ל- HW1 (1 מיליליטר ל- 1 וואט שעה), לצורך ההבנה ביתרונות מערכת FUEL CELL לעומת השימוש בסוללות למשימה מוצגת דוגמא עם נתונים מעשיים מהשטח:
משימת פעילות (של 2 חיילים) בת 72 שעות דורשת 100 ק”ג סוללות.
אם המשימה תבוצע במערכת של SFC-EMILY יצאו 2 החיילים עם הציוד האלקטרוני (אפשרי גם בלי הסוללות של הציוד = פחות כמה קילוגרמים) ועם מערכת EMILY שמשקלה הכולל כ- 20 ק”ג ובנוסף 5-6 ק”ג משקל של מארז אנרגיה המכיל בתוכו סוללות LI-ION צהליות חדשות ומנהל אנרגיה חכם.
התוצאה: משקל של כ- 25 ק”ג לעומת 105 ק”ג.
וכמובן- משך פעולה מעשי אפשרי של שבוע עד שבועיים.
היתרון במשך זמן הפעולה נובע בעיקר מהיכולת הטכנית של המערכת לזהות את קיבולמתח הסוללה. בזמן שהסוללה במצב “בריא” תא הדלק מפסיק פעולתו, הטעינה נפסקת וכמובן צריכת הדלק נפסקת.
מצ”ב גרף ההתנהגות של תא הדלק בתיאור הבא -בתמונה מס’ 1
תמונה מס’1: תיאור גרף פעולה אופיין הטעינה
טכנולוגית DMFC ומגוון רחב של יישומים:
כל תאי דלק של SFC קלים לשימוש. הם כוללים שילוב של תא דלק, מיכל דלק, וסוללה נטענת.
SFC מציעה את הסוגים הבאים של מערכות תא דלק לאספקת חשמל מחוץ לרשת החשמל.
תמונה מס’ 2: השוואה במשקל הנדרש בין מס" סוגים של מספקי אנרגיה ל KWH10
תמונה מס’ 3: JENNY
מערכת ניידת SFC המכונה JENNY
מערכת ניידת נישאת על גוף החייל ומשקלה 2 ק”ג. המערכת כוללת 3 פריטים: JENNY, מיכל הדלק ומנהל האנרגיה המכונה (POWER MANAGER).
המערכת מספקת אנרגיה לכל מכשירי החשמל שהחייל נושא עליו.
החיסכון במשקל מול מארז סוללות קונבנציונאלי מסתכם בשיעור של יותר מ- 80%.
תא דלק JENNY מספק כוח ישירות למכשירים חשמליים או עבור טעינת הסוללות במכשירים.
מיכל הדלק (בקבוקון אחד) מכיל 0.35 ליטר דלק של מתנול ובעל יכולת קיבולת טעינה של 400WH.
מנהל האנרגיה של SFC, מכשיר חכם לניהול צריכת החשמל מבטיח כי כמעט כל מכשיר אלקטרוני יכול לקבל מקור כח חשמל מתא דלק או סוג אחר של מקור כוח זמין כגון- שטיח סולרי, מתח ממצבר רכב או מהקיר (ספק AC/DC).
מנהל האנרגיה של SFC מתאים את עצמו באופן אוטומטי למקור המתח בכניסה ומזהה מיידית מקור חיצוני שאינו
ה -FUEL CELL, לדוגמא: יריעה סולרית ואחרים (ספק כח, מקור כח מרכב) כדי לאפשר עבודה למשך זמן ארוך.
ראה את תמונה מס’ 4
תמונה מס’ 4:
תמונה מס’ 5: EMILY
גיבוי חשמל ברכב או במשימה נייחת בשטח (תצפית וכדומה)
תא דלק מדגם EMILY, הוא למעשה גנראטור שקט למשימות צבאיות.
תא דלק מדגם EMILY בתוך הרכב, שומר על מצב הסוללות למכשור, טעונות באופן קבוע, אמין, שקט ופועל באופן אוטומטי.
עם תא דלק ברכב ניתן להפעיל התקנים ומערכות מבוססות סוללה כגון: חיישנים בלתי מאוישים או כל ציוד תקשורת אחר במשך ימים ארוכים וללא צורך בהפעלת מנוע הרכב וללא צורך של אספקת סוללות נוספות במשימה בשטח
(כגון-תצפית).
תא הדלק ידידותי למשתמש, בטוח ומוכח לשימוש ברמה מבצעית .
תאי הדלק של SFC אינם מכילים רכיבים מסוכנים. ארגוני הביטחון בעולם-כולל בארה”ב בחנו בקפדנות את דלק המתנול בכדי לקבוע אם הוא דליק או נפיץ וכל הבדיקות עברו בהצלחה.
המשמעות – כל הגורמים הללו מגדילים באופן משמעותי את בטיחות החיילים.
SFC היא מובילת שוק בתחום טכנולוגיית תאי דלק ומספקת פתרונות הקשורים באספקת כוח למכשירים ניידים, לאחר שמכרו בהצלחה מוצרים מסחריים (EFOY) לתעשייה, לרשויות אכיפת החוק ומשתמשי קצה פרטיים במשך כמה שנים. מהניסיון שנצבר פותחו בשנים האחרונות מערכות מקבילות לשימוש צבאי – מערכות שעומדות בתקן MIL STD 810.
המוצרים של SFC עובדים בשטח באופן מהימן לאורך מיליוני שעות פעילות בסביבות משתמשים שונים.
החברה פיתחה בסיס לקוחות גדול בתוך ארה”ב, נאט”ו וקהילות הגנה שונות בכדי לספק לחייל מוצר מהימן, שקט וקל משקל.
מוצרי החברה נותנים לחיילים בשטח ניידות משופרת, גמישות, יעילות, בטיחות, יחד עם משקל מופחת, עלויות לוגיסטיות מופחתות וטביעת רגל סביבתית קטנה יותר.
חברת SFC הציגה לאחרונה מערכות הניתנות להטמנה באתרים שונים.
המערכות – קטנות כגדולות מסופקות עם מארז מתאים לתנאים שמתחת לפני האדמה.
ראו התיאור בתמונה מס’ 6
תמונה מס’ 6:JENNY ND Terra
