در حرکتی پیشگامانه به سوی انرژی پایدار، مرکز تحقیقات و توسعه مهندسی ارتش آمریکا (ERDC) اخیراً نانوگریدی با سوخت هیدروژنی را در محدوده موشکی White Sands (WSMR) در نیومکزیکو به نمایش گذاشت.
این نمایش که در دسامبر 2024 معرفی شد، یک پیشرفت مهم در کاربردهای انرژی تجدیدپذیر برای عملیات نظامی را نشان می‌دهد و اولین نانوگرید عملیاتی ارتش از این نوع است.
یک نانوگرید، یک سیستم برقی فشرده و خودکفا است که به طور مستقل از شبکه برق سنتی عمل می‌کند.
توانایی ارائه انرژی آن باعث افزایش تاب‌آوری در برابر اختلالات احتمالی برق می‌شود، به خصوص در مکان‌های دوردست که دسترسی به شبکه ممکن نیست.
نانوگرید هیدروژنی
نانوگرید در WSMR از سوخت هیدروژنی تجدیدپذیر استفاده می‌کند و ژنراتورهای دیزل سنتی که اغلب حجیم و پر سر و صدا هستند را جایگزین می‌کند.
این تنظیم نوآورانه تجهیزات اساسی مانند دوربین‌های نظارتی و ابزارهای هواشناسی را تامین می‌کند و عملیات 24/7 را در تنظیمات دوردست امکان‌پذیر می‌سازد، جایی که تولید نیروی ساکت و نامحسوس بسیار مهم است.
کارول جی بیلی، مدیر پروژه از آزمایشگاه تحقیقات مهندسی ساخت ERDC گفت: «این پروژه یک نمایش هیجان‌انگیز از اولین نانوگرید انرژی تجدید پذیر ارتش ارائه می‌دهد.»
«سیستم با سوخت هیدروژنی یک جایگزین بدون کربن را ارائه می‌دهد که هم پایدار و هم کارآمد است، به خصوص برای عملیات در شرایط آب و هوایی شدید و مناطق فرهنگی حساس مانند WSMR مناسب است.»
محدوده موشکی White Sands یک زمین آزمایش حیاتی برای فناوری‌های نظامی و غیرنظامی مختلف است، از آزمایش موشکی تا تحقیقات علمی، در حالی که تعداد زیادی از سایت‌های تاریخی و محیطی را حفظ می‌کند.
نانوگرید جدید، که توسط Sesame Solar از جکسون، میشیگان توسعه یافته است، چندین فناوری انرژی پیشرفته را در یک جعبه متحرک CONEX در خود جای می‌دهد.
این سیستم پیشرفته یک سلول سوختی، الکترولایزر، ذخیره هیدروژن، ذخیره انرژی باتری، پنل‌های خورشیدی و یک ژنراتور آب از جو را یکپارچه می‌کند و یک منبع انرژی کاملاً خودپایدار ایجاد می‌کند.
بیلی بیشتر به اهمیت این ابتکار اشاره کرد و گفت: «نمایش قابلیت‌های یک نانوگرید با سوخت هیدروژنی در یک محیط عملیاتی زمان واقعی پتانسیل انرژی تجدیدپذیر را نشان می‌دهد. طراحی مقاوم آن و منابع تجدیدپذیر یک سیستم انرژی هوشمند نمونه اولیه را ایجاد می‌کند که می‌تواند در تنظیمات متنوعی مورد استفاده قرار گیرد.»
واحد حفاظت شعبه حفاظت در WSMR متعهد به حفاظت از حیات وحش محلی است و این مشارکت نانوگرید بینش‌های ارزشمندی به پویایی محیطی منطقه ارائه می‌دهد.
این پروژه به ویژه هدف مطالعه رفتار پستانداران بزرگ موجود در محدوده موشکی را دارد.
جایگزینی ژنراتورهای دیزل
یک سیستم نظارتی پیچیده که توسط Picogrid توسعه یافته است در این پروژه برای تسهیل نظارت بر حیات وحش یکپارچه شده است.
این سیستم شامل یک محفظه فرماندهی و کنترل با یک دوربین، باتری و اتصال Starlink است. داده‌های جمع‌آوری شده به شناسایی گونه‌های مختلف حیات وحش در منطقه کمک می‌کند و احتمالاً به کاهش تعارضات انسان و حیات وحش کمک می‌کند.
تریش کاتلر، زیست‌شناس حیات وحش با شعبه حفاظت محیط‌زیست DPW، تمایل خود را برای پروژه اظهار کرد: «من مشتاقم ببینم که چگونه سیستم Picogrid Helios در شناسایی حیات وحش عمل می‌کند. طراحی آن به من این امکان را می‌دهد که گونه‌هایی مانند اریکس آفریقایی، خوک‌های کوهی و گوشتخوارانی مانند کویوت‌ها و بیمه‌گراها را مستقیماً از دفترم نظارت و شناسایی کنم.»
تیم آزمایشگاه تحقیقات ارتش Atmospheric Intelligence for Hybrid Power Advancements (ARL AIHPA) در WSMR تحقیقاتی حیاتی در مورد سیستم‌های جوی و انرژی انجام می‌دهد.
آنها در جستجوی اکتشاف یکپارچگی منابع قدرت مختلف برای هر دو ماموریت تاکتیکی و امدادرسانی در بلایای طبیعی هستند.
گیل واوچر، رهبر تیم ARL AIHPA اظهار کرد: «این همکاری به ما فرصت منحصربه‌فردی می‌دهد تا به اثرات جوی و فرآیندهای تولید نیرو مرتبط با سلول‌های سوختی هیدروژنی پرداخته و یافته‌های علمی را به کاربرد عملی تبدیل کنیم.»
این نانوگرید که قرار است به مدت یک سال در منطقه ویسمار که خانه تعداد زیادی از حیوانات وحشی است عمل کند، داده‌ها و بینش‌های حیاتی درباره عملکرد این فناوری انرژی نوآورانه را جمع‌آوری خواهد کرد.
بیلی بر اهمیت این نمایش تأکید کرد و خاطرنشان کرد که ژنراتورهای دیزل سنتی اغلب برای مکان‌های محیط‌زیستی حساس قابل استفاده نیستند.
او تأکید کرد: «پروژه‌های نوآورانه مانند این نانوگرید، انرژی در محل را پیشنهاد می‌دهند و تاب‌آوری و قابلیت‌های عملیاتی را در محیط‌های متخاصم افزایش می‌دهند.»
علاوه بر نصب کنونی، ارتش برنامه دارد نانوگرید دوم با سوخت هیدروژنی را در Fort Leonard Wood توسعه دهد تا قابلیت تحرک را نشان دهد و ویژگی‌های اضافی مانند پورت‌های شارژ خودروهای الکتریکی را یکپارچه کند.
آینده عملیات انرژی نظامی امیدوار کننده به نظر می‌رسد زیرا این پیشرفت‌ها راه را برای راه‌حل‌های انرژی پایدار و کارآمد هموار می‌کنند.
