Los sistemas de energía híbrida deberían reducir la cantidad de combustible necesaria para generar electricidad entre un 50 y un 70 por ciento, según su fabricante, Earl Energy, de Portsmouth, Virginia.
Los generadores que los campamentos militares de EE.UU. utilizan actualmente operan de manera ineficiente debido a que necesitan poder gestionar los picos de demanda ocasionales. "Es posible que se disponga de un generador de 10 kilovatios que en un momento dado sólo esté produciendo 1,5 kilovatios de energía para satisfacer su demanda", señala Doug Moorehead, presidente de Earl Energy. "Así que se están desperdiciando 8,5 kilovatios de potencia que no están siendo almacenados para su uso posterior", continua él.
En cambio, el híbrido diésel-batería que la empresa desarrolló hace que los generadores funcionen en ráfagas cortas para maximizar la utilización de la energía. Esto no sólo satisface las necesidades energéticas inmediatas de un campamento, sino que el sistema también aprovecha para cargar un banco de baterías de iones de litio. Cuando las baterías están completamente cargadas, el generador se apaga y el sistema empieza a utilizar la energía remanente en ellas. "Los generadores pueden pasar de funcionar 24 horas al día a sólo tres o cuatro horas al día--en algunos casos, la diferencia es así de importante", afirma Moorehead.
Estos sistemas híbridos, que se desplegarán en julio, combinan un generador diésel de 18 kilovatios, similar a los utilizados actualmente en los campos de batalla, con un banco de baterías de iones de litio de 40 kilovatios-hora. El sistema también incluirá una matriz de paneles solares fotovoltaicos de 10 kilovatios que reducirá aún más el consumo de combustible.
El sistema completo, incluyendo la matriz fotovoltaica, tiene un precio de "más de 100.000 dólares," en comparación con los entre 80.000 y 100.000 dólares que cuesta un generador convencional de tamaño similar, indica Moorehead. El coste para Earl Energy, sólo por las baterías--las cuales tienen sistemas de protección integrados contra las altas temperaturas y condiciones de mucho polvo de los campos de Afganistán--es de entre 750 y 1.500 dólares por kilovatio-hora de almacenamiento.
Moorehead estima que el sistema se amortizará en un plazo de siete a 12 meses, dependiendo del coste del combustible. Se podría ahorrar más si se prescindiera de las placas fotovoltaicas, que son caras, y actualmente la empresa está desarrollando un generador independiente sin la matriz de recuperación de la energía solar, señala él.
nMaximizar la eficiencia energética de la unidad requiere realizar ciclos profundos enteros de las baterías varias veces--descargarlas al máximo antes de recargarlas. Las baterías convencionales de plomo-ácido y de níquel-cadmio pierden rápidamente la capacidad de almacenamiento, si son repetidamente forzadas a realizar ciclos profundos enteros. La avanzada tecnología de baterías de iones de litio de Earl Energy las permite alcanzar cerca de 4.000 ciclos, o entre 18 y 24 meses de uso, según la empresa. Moorehead desarrollaba tecnología de baterías de iones de litio para el fabricante de baterías A123 Systems antes de incorporarse a Earl Energy.
El sistema híbrido de generación de energía también emplea un software de administración de energía que utiliza complejos algoritmos para maximizar la eficiencia del generador. Steven Minnihan, analista de Lux Research afirma que esta gestión de la energía, junto con la electrónica que permite que el sistema cambie rápidamente del generador a la batería, es muy importante."Las empresas hablarán con bastante libertad sobre la química de las baterías que utilizan, pero son muy secretistas en cuánto a los sistemas de gestión de energía y a la electrónica", afirma él. "Se está convirtiendo en una pieza cada vez más importante de la propiedad intelectual."
La tecnología es competitiva en el campo de batalla porque el transporte de combustible diésel para las líneas del frente en convoyes fuertemente armados es muy caro. Moorehead, ex Navy SEAL, afirma que los costes de uso del combustible transportado al frente de batalla en Afganistán suelen oscilar entre los 20 y los 40 dólares por galón.
Reducir el uso de combustible en el frente ahorra más que dinero. Ray Mabus, secretario de la Marina de Guerra, habló de la "gran carga" del coste del combustible en una reciente conferencia de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Energía (ARPA-E) del Departamento de Defensa, que tuvo lugar en Washington, DC "Por cada 24 convoyes [de combustible], perdemos un soldado o un marine, asesinado o herido protegiendo ése convoy ", destacó Mabus. "Ése es un precio muy alto a pagar por el combustible."
Earl Energy espera comenzar a aumentar la producción de sus sistemas de generadores de alta eficiencia. Según la empresa, el número de convoyes de combustible podría reducirse a la mitad si sus dispositivos fueran utilizados ampliamente.