摘要：針對部隊在野外艱苦環(huán)境下的條件限制和任務要求，提出了風光手搖蓄聯(lián)合發(fā)電的野外多功能應急電源研制的設想，其系統(tǒng)是可再生能源獨立發(fā)電的典型應用之一。本文將從系統(tǒng)前期投資、運行維護、安全性能、社會效益等方面與目前部隊常用的柴油發(fā)電機作比較分析。

關鍵詞：風能；太陽能；手搖發(fā)電機；武警部隊

一、前言

太陽能、風能發(fā)電技術日益完善，已經被廣泛應用于城市照明、交通管理、邊防哨所等與人民群眾生活息息相關的場所，并取得了良好的社會效益。但是，太陽能光伏產品前期投資額較大，勢必造成使用單位拿它與常規(guī)能源供電進行價格比較。事實上，在現(xiàn)代科學技術水平條件下，幾乎可以肯定，任何非常規(guī)電力驅動的常規(guī)電器都是不合算的。但風光電力是眾多能源形式中，可供選用的一種特別的能源，在它運行發(fā)電的過程中沒有消耗，也不產生污染，運行可靠，長期使用不需要維修保養(yǎng)。風光電力的上述特征不僅決定了風光電力特定的應用領域，也說明風光電力與常規(guī)電力不可以進行簡單化的價格對比。風光電力的應用與發(fā)展，必須突破價格模型思路和陳舊的開發(fā)模式。既要承認并接受風光電力與常規(guī)電力各有所長，將會長期共存互補的現(xiàn)實，也要努力創(chuàng)造風光電力推廣應用的條件。

國外用于支持士兵徒步作戰(zhàn)任務的便攜式電子裝備在電池類型的標準化方面有了一些進展。其中使用最廣泛的就是低級的AA型電池（不可充電）。美軍的單兵供電保障單元主要來自身上攜帶的高能蓄電池，通過預先的充電，保障在任務中電源供應，美國陸軍的一項評估顯示，在5天的任務中，美軍士兵平均消耗88節(jié)AA型電池，主要為其武器瞄具、夜視裝備、導航設備和個人電臺供電。加拿大陸軍公布的情況與美軍大致相同。2006年，在阿富汗“美杜莎”行動中，加拿大一個步兵連在兩個星期內共消耗了17500節(jié)AA型電池[1]。高能蓄電池特點是和自身防護裝備結合在一起，整體造價較高，具有較高的軍事對抗性，不適應武警部隊執(zhí)勤處突特點。

風光手搖發(fā)電系統(tǒng)是針對當前武警部隊遂行多樣化任務的增多，臨時勤務的復雜性加大，提出來的構想。該系統(tǒng)滿足在突發(fā)狀況下，為應急分隊中的突擊小隊提供可靠的能源供應，使部隊在復雜或緊急情況下通信、警示、降溫、照明、求救等設備得到有效的能源供應，保障任務的圓滿完成和官兵的生命安全。下面結合部隊當前實際，對風光手搖蓄聯(lián)合發(fā)電的野外多功能應急電源進行相關的經濟效益進行分析。

二、部隊供電系統(tǒng)現(xiàn)狀

在目前技術條件下風電、太陽能與火電、水電相比，在造價、電能質量、設備制造和控制技術等領域存在劣勢，我國風電、太陽能領域的理論和應用研究與發(fā)達國家存在很大差距。地方上的發(fā)電機主要針對民用的，對功率要求高，體型較大。例如，目前應用較廣泛的柴油發(fā)電機組、拖拉機移動電站、履帶式移動電站、方艙電站、移動電站，存在依賴于原料供應、不方便攜帶、發(fā)電方式單一等弊端，沒有小型的集太陽能、機械能、風能一體的多功能發(fā)電系統(tǒng)，不能滿足部隊在野外艱苦條件下任務的需要。解放軍現(xiàn)階段在供電保障方面，主要采用移動電站、拖車電站、各種型號的發(fā)電機作為電力供應的主要手段。其電力供應主要側重點在于戰(zhàn)略、戰(zhàn)役級的電力供應和保障，對于單兵電能供應涉及不多。

三、適用部隊發(fā)電系統(tǒng)裝制的要求[2]

1、重量輕便化、體積小型化。作為機動作戰(zhàn)部隊，部隊訓練、作戰(zhàn)過程經常處于高速轉進過程中，攜帶武器裝備一般都有標準配置，而且武器裝備的輕便化、小型化是世界各國武器裝備的發(fā)展趨勢，如果攜帶的裝備設施體積過于龐大，重量太重，勢必會影響部隊的行軍和轉進速度，對執(zhí)行作戰(zhàn)、訓練任務造成不利影響。本套系統(tǒng)總重量不超過25kg，符合要求。

2、設計模塊化、安裝簡易化。在戰(zhàn)場上，時間就是勝利，是就是生命，模塊化設計，安裝展開過程的簡易化能縮短裝備的展開時間，從而為完成作戰(zhàn)訓練任務贏得寶貴時間。

3、設計要符合運輸要求。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，部隊經常實行摩托化行軍，機動范圍大，距離遠，這就要求裝備設備滿足長途運輸?shù)囊?，如防振、有較大的溫度適應范圍等。

4、可靠性高。武器、裝備的可靠性是保證完成作戰(zhàn)、訓練任務首要因素。系統(tǒng)利用自然條件下的風能、太陽能光伏發(fā)電，如果不滿足這兩方面的條件，而在蓄電池電能又耗盡的情況下，利用人力進行手搖發(fā)電，保障應急電力需求。

四、野外多功能應急電源與柴油發(fā)電機對比分析

1、前期投資

部件

項目價格 風機

（200W）太陽能薄膜板

（50W）手搖發(fā)電機

（50W）控制器、逆變

速器等部件磷酸鐵鋰電池

（24V30AH）野外多功能

應急電源15003000180011002500野外多功能應急電源前期投資：9900元

柴油發(fā)電機前期投資：3500元

2、運行維護費用對比

由于部隊遂行的任務多，機動行軍的路線長，使燃料油的運輸費用增高，柴油發(fā)電機的成本高達2.8元/kw·h[3]。風光手搖發(fā)電系統(tǒng)，一次性投入，基本不需要運行維護費用。隨著風光發(fā)電產業(yè)制造規(guī)模的擴大，技術效率的提高，生產成本的下降，系統(tǒng)的供電成本會不斷下降，有較好的發(fā)展前景。

3、安全性能對比分析

柴油發(fā)電機在室內發(fā)電燃燒不充分會產生有毒氣體一氧化碳，采用易燃柴油作燃料，具有運輸、存貯難的缺點，而且噪音大，隱蔽性不好，容易暴露目標，不宜用于部隊野外執(zhí)勤、作戰(zhàn)。風光手搖發(fā)電系統(tǒng)，不使用任何燃料，不存在此類問題，具有很強的安全可靠性。

4、社會效益分析

國家已出臺《可再生能源法》對新能源發(fā)電采取政策性的鼓勵和支持。同時利用新能源發(fā)電可為國家緩解常規(guī)能源電力緊缺、環(huán)境保護（無污染、零排放）貢獻一份力量。風光手搖發(fā)電系統(tǒng)，采用清潔能源，節(jié)能、環(huán)保、高效、快捷、不使用任何電源、干電池及燃料，無Co、Co2、So2等氣體的排放，發(fā)揮了一定的環(huán)保效益。

五、結論

本文首先介紹風光手搖發(fā)電系統(tǒng)適用部隊的優(yōu)勢、特點，而后從該系統(tǒng)前期投資、運行維護、安全性能、社會效益等方面與目前部隊常用的柴油發(fā)電機作比較，對整個系統(tǒng)的推廣使用進行了經濟保障分析。 該系統(tǒng)有助于抵消自然環(huán)境和條件的限制，綜合考慮它的環(huán)境、經濟優(yōu)勢，在部隊有較好的推廣前景。

參考文獻：

[1]劉蘭芳，西方單兵電源最新發(fā)展，輕兵器，2010.6下.

[2]王龍飛，風光柴蓄互補發(fā)電集成裝備系統(tǒng)研究. 合肥工業(yè)大學碩士學位論文，2007.6.

[3]王效華，張東風.戶用風光互補發(fā)電系統(tǒng)設計與經濟評價.農業(yè)工程學報，2008.10.

（作者通訊地址：西安武警工程大學研究生管理大隊38隊，陜西 西安 710086）