Гибкое тонкопленочное солнечное зарядное устройство: новый фаворит в области энергетики для современного военного и наружного оборудования

А. Введение

В современных военных операциях и на полях разведки на открытом воздухе надежное электропитание имеет решающее значение для нормальной работы различного оборудования. Будь то беспилотники, парящие в небе для выполнения разведывательных миссий, рации, обеспечивающие связь, приборы ночного видения, обеспечивающие солдатам поле зрения в темноте, или другие электрические устройства в индивидуальном снаряжении, требуется непрерывное и стабильное питание. Появление солнечных гибких тонкопленочных зарядных устройств обеспечивает весьма инновационное решение для решения проблем зарядки этих устройств.

B. Принцип действия гибкого тонкопленочного солнечного зарядного устройства

Солнечное гибкое тонкопленочное зарядное устройство в основном основано на принципе фотоэлектрического эффекта. Его ядром является тонкая пленка, состоящая из нескольких слоев полупроводниковых материалов. Когда солнечный свет падает на эти тонкие пленки, энергия фотонов поглощается электронами в полупроводниковом материале, заставляя электроны переходить из валентной зоны в зону проводимости, тем самым создавая пары электрон-дырка. Эти свободно движущиеся электроны и дырки движутся к двум концам электрода под действием внутреннего электрического поля, образуя разность потенциалов и генерируя электрический ток. В отличие от традиционных солнечных панелей, гибкие тонкопленочные зарядные устройства используют специальные материалы и производственные процессы, что делает их гибкими и легкими. Этот тип пленки можно приклеивать к поверхностям различных форм объектов, максимально используя площадь воздействия света и повышая эффективность выработки электроэнергии.

 C. Применение гибкого тонкопленочного солнечного зарядного устройства в беспилотных летательных аппаратах

а. Увеличить время полета

Дроны играют важную роль в военной разведке, пограничном патрулировании, мониторинге стихийных бедствий и других областях. Однако ограниченный срок службы батареи всегда был ключевым фактором, ограничивающим ее долгосрочную работу. Гибкое тонкопленочное солнечное зарядное устройство может быть разумно интегрировано в поверхности крыльев, фюзеляжа и других частей беспилотных летательных аппаратов. Во время полета батарея дрона может непрерывно заряжаться даже в условиях слабого солнечного света. Например, в некоторых дальних пограничных патрульных миссиях дроны могут использовать дневные часы во время полета для пополнения энергии, эффективно продлевая время полета и сокращая частую замену или зарядку батареи из-за низкого уровня заряда батареи, что значительно повышает эффективность выполнения миссии.

 б) Гарантия экстренной зарядки

В некоторых сложных условиях, таких как горные районы, джунгли и т. д., дроны могут не иметь возможности вернуться на базу для зарядки вовремя из-за непредвиденных ситуаций. Солнечное гибкое тонкопленочное зарядное устройство теперь стало методом аварийной зарядки. Даже если у дрона разрядится аккумулятор и он совершит аварийную посадку во время миссии, пока есть солнечный свет, он может продолжать получать электроэнергию, обеспечивая возможность повторного взлета или ожидания спасения, гарантируя безопасность дрона и устойчивость миссии.

 C. Применение в рациях

а. Гарантия непрерывной связи

Интерфон является ключевым устройством для поддержания связи в военных операциях, группах по исследованию на открытом воздухе и других сценариях. Во время длительной работы истощение заряда батареи может привести к прерыванию связи, что может иметь серьезные последствия. Солнечное гибкое тонкопленочное зарядное устройство можно комбинировать с внешним дизайном корпуса рации или использовать вместе с рацией в виде рюкзака или других внешних аксессуаров. Во время операции, будь то марш или кемпинг в дикой природе, пока есть солнечный свет, рацию можно заряжать для обеспечения непрерывной связи. Особенно во время военных учений или длительных мероприятий по исследованию на открытом воздухе в отдаленных районах эта возможность непрерывной зарядки обеспечивает надежную гарантию связи между командами.

б) Уменьшить логистическую нагрузку

Традиционный метод зарядки раций требует ношения большого количества резервных батарей и зарядного оборудования, что увеличивает рабочую нагрузку операции. Применение солнечных гибких тонкопленочных зарядных устройств снижает зависимость от резервных батарей, позволяя солдатам или исследователям носить меньше зарядных устройств и батарей, тем самым уменьшая логистическую нагрузку и улучшая мобильность и гибкость операций.

 D. Применение в приборах ночного видения

 а) ночное пополнение боевой энергии

 Очки ночного видения являются важным оборудованием для современных военных ночных операций и имеют решающее значение для возможностей наблюдения и ведения боя солдатами в темных условиях. Но высокое энергопотребление приборов ночного видения часто ограничивает время их непрерывного использования. Солнечное гибкое тонкопленочное зарядное устройство может собирать солнечную энергию и хранить электрическую энергию в течение дня для зарядки приборов ночного видения, используемых ночью. Этот метод зарядки может гарантировать, что прибор ночного видения будет иметь достаточную мощность перед началом ночных операций, а в некоторых особых ситуациях, таких как долгосрочные ночные скрытные миссии, если есть слабые условия освещения, такие как лунный свет, солнечное гибкое пленочное зарядное устройство также может дополнять мощность прибора ночного видения в определенной степени, поддерживать его нормальную работу и повышать эффективность солдат в ночном бою.

 б) Скрытое боевое преимущество

 В некоторых военных миссиях, требующих скрытых операций, использование традиционных методов зарядки может раскрыть цели. Солнечное гибкое тонкопленочное зарядное устройство может использовать естественное освещение для зарядки без необходимости подключения к внешнему источнику питания, что снижает риск обнаружения противником из-за электромагнитных сигналов или других характеристик зарядного устройства и обеспечивает определенные преимущества для скрытых операций.

 E. Применение в других электроприборах индивидуального снаряжения солдата

 а. Многофункциональная интегрированная зарядка

 Другие электрические устройства в индивидуальном снаряжении солдата, такие как GPS-локаторы и тактические планшеты, требуют стабильного электропитания. Солнечное гибкое тонкопленочное зарядное устройство может быть спроектировано как многофункциональное зарядное оборудование, и солдаты могут подключать различные устройства, которые необходимо зарядить, к зарядному устройству через соответствующие интерфейсы. Во время марша на открытом воздухе, боя и других процессов солнечная энергия может использоваться для зарядки этих устройств, будь то во время движения или кратковременного отдыха, достигая интеграции энергоснабжения для индивидуального снаряжения и повышения эффективности и боевых возможностей солдат при использовании различного снаряжения.

 б) Адаптироваться к сложным условиям

 Отдельные солдаты могут сталкиваться с различными сложными условиями во время выполнения задач, такими как высокая температура, низкая температура, влажность и т. д. Гибкое тонкопленочное солнечное зарядное устройство использует передовые материалы и технологию упаковки, которые могут нормально работать в этих суровых условиях окружающей среды. Его гибкие характеристики также делают его менее подверженным повреждениям при столкновениях, сдавливаниях и других ситуациях во время операций солдат, и оно обладает высокой адаптивностью к окружающей среде, обеспечивая надежную зарядную поддержку для электрооборудования в индивидуальном снаряжении солдат.

 F. Преимущества солнечных гибких тонкопленочных зарядных устройств

 а. Легкий и гибкий

 По сравнению с традиционными солнечными зарядными панелями, гибкие тонкопленочные зарядные устройства легче по весу и могут быть легко интегрированы в различное оборудование без существенного влияния на исходную производительность и портативность оборудования. А его гибкая природа позволяет ему адаптироваться к поверхностям оборудования различной формы, максимально используя пространство и ресурсы освещения.

 б) Эффективный и энергосберегающий

 Хотя толщина пленки относительно мала, она хорошо работает с точки зрения эффективности фотоэлектрического преобразования. Благодаря оптимизации материала и конструкции она может эффективно преобразовывать солнечную энергию в электрическую при различной интенсивности света, сокращать потери энергии, повышать эффективность использования энергии и удовлетворять потребности в зарядке различного оборудования в различных условиях.

 в) Высокая прочность

 Благодаря использованию высокопрочных гибких материалов и передовой технологии упаковки, гибкое тонкопленочное солнечное зарядное устройство имеет высокую износостойкость и коррозионную стойкость. При длительном использовании на открытом воздухе оно может выдерживать суровые условия, такие как ветер, солнце и дождь, что обеспечивает его длительный срок службы и снижает эксплуатационные расходы.

 Ж. Проблемы и перспективы развития

 а. Вызов

 Хотя солнечные гибкие тонкопленочные зарядные устройства имеют много преимуществ, они также сталкиваются с некоторыми проблемами. В условиях низкой освещенности, например, облачно, дождливо или в условиях ограниченного солнечного света, например, в джунглях, эффективность генерации электроэнергии будет существенно снижена. Кроме того, текущие солнечные гибкие тонкопленочные зарядные устройства могут столкнуться с проблемами совместимости при интеграции с различным оборудованием, что требует дальнейшей оптимизации дизайна интерфейса и систем управления зарядкой. Более того, его относительно высокая стоимость ограничивает его более широкое применение.

 б) Перспективы развития

 С непрерывным развитием материаловедения и фотоэлектрических технологий ожидается, что солнечные гибкие тонкопленочные зарядные устройства совершат прорывы в следующих областях. Одна из них — повышение эффективности фотоэлектрического преобразования путем разработки новых материалов и структур, которые могут обеспечить лучшую производительность генерации электроэнергии даже в условиях низкой освещенности. Вторая — снижение затрат. Ожидается, что с крупномасштабным производством и технологическими усовершенствованиями затраты снизятся, что сделает его более широко применимым в военной и гражданской областях. Третья — дальнейшая оптимизация конструкции, улучшение совместимости и интеграции с различным оборудованием, разработка более интеллектуальной системы управления зарядкой и достижение эффективной зарядки и распределения энергии для различных устройств.

 З. Заключение

 В качестве нового решения для энергоснабжения гибкие тонкопленочные солнечные зарядные устройства продемонстрировали большой потенциал в зарядке беспилотных летательных аппаратов, раций, приборов ночного видения и других электроприборов, используемых в индивидуальном снаряжении солдат. Они могут эффективно решать проблему электроснабжения этого оборудования во время использования, продлевать срок службы оборудования, снижать логистическую нагрузку и повышать эффективность боевых действий и операций. Хотя в настоящее время все еще существуют некоторые проблемы, с непрерывным развитием технологий перспективы их развития очень широки, и ожидается, что они станут незаменимой частью будущих военных и наружных областей оборудования, обеспечивая надежную энергетическую поддержку для обеспечения плавного выполнения различных задач.