சோலார் செல் (Solar Photovoltaic cell) பற்றிய விவ்ரங்களை சில பதிவுகளில் எழுதி இருக்கிறேன். சில பதிவுகள் இனிமேல் வரும். அனைத்தையும் இந்த அட்டவணையில் தொகுத்திருக்கிறேன்.
- அறிமுகம் (Introduction). இந்தப் பதிவில், மேலோட்டமாக , சூரிய ஒளியில் மின்சாரம் தயாரித்தால், தற்சமயம் எங்கு பயன்படுத்தினால் நல்லது (Economical), அது டீசல் ஜெனரேட்டரை விட எந்த விதத்தில் உயர்ந்தது, என்ன குறைகள், வீட்டிற்கு பயன்படுத்த என்ன கருவிகள் வேண்டும், இந்திய அரசு என்ன விதத்தில் மானியம் தருகிறது போன்ற விவரங்களைப் பார்க்கலாம்.
- நிதி விவரங்கள் (Economics). ஒரு வீட்டில் சோலார் செல் மூலம் மின்சாரம் பயன்படுத்துவது என்றால் எவ்வளவு செல்வு ஆகும், அதை எப்படி கணக்கிட வேண்டும் என்பது பற்றிய மேலோட்டமான பதிவு
- சூரிய ஒளி பற்றி சில விவரங்கள். இது சோலார் செல்லின் வடிவமைப்பு , செயல்பாடு பற்றி நாம் பின்னால் படிக்கும் போது, ”ஏன் இப்படி?” என்ற சில கேள்விகளுக்கு விடை தரும். இதை scientific background material / ”தெரிந்து கொள்ள வேண்டிய அறிவியல் விவரங்கள்” என்று வைத்துக் கொள்ளலாம்.
- சோலார் செல் வேலை செய்வது எப்படி என்பது பற்றிய ஒரு பொதுவான பதிவு. சூரிய ஒளி சோலார் செல்லில் இருக்கும் வகைகள் பற்றியும் இதில் இருக்கும்.
ஒவ்வொரு வகையிலும் இருக்கும் விவரங்களையும், அவை ஒவ்வொன்றும் எப்படி வேலை செய்கின்றன, அவற்றின் நிறை, குறைகளப் பற்றி பின்னால் தனித்தனிப் பதிவாக பார்க்கலாம். - சோலார் பேனல் நகர்த்துவது (Solar Panel Tracking): சோலார் பேனல் என்பது பல சோலார் செல்களை இணைத்து செய்வது. இதை நாம் மொட்டை மாடியில் எந்த விதத்தில் வைக்க வேண்டும். இதை காலை முதல் மாலை வரை, சூரிய காந்திப் பூவைப் போல எப்படி நகர்த்தினால், அதிக பலன் என்பது பற்றிய விவரங்கள் கொண்ட பதிவு
- சோலார் செல்: சில அறிவியல் நுணுக்கங்கள் (Maximum Power Point Tracking): இந்தப் பதிவில் (அ) சோலார் செல்லுக்கும் மின்கலனுக்கும் (Battery) இருக்கும் வித்தியாசங்கள் பற்றியும் (ஆ) சோலார் செல்லில் எப்படி மின்சாரம் எடுத்தால் அதிக பலன் இருக்கும் , MPPT என்றால் என்ன என்பது பற்றிய விவரங்களும் இருக்கும்.
சோலார் செல் - சூரிய ஒளியில் மின்சாரம் - அறிமுகம்
வலைப் பதிவு எழுதுவதை சுமார் ஒரு வருடமாக நிறுத்திவிட்டாலும், இப்போது சூரிய ஒளியில் மின்சாரம் தயாரிப்பது பற்றி சில பதிவுகள் எழுதப் போகிறேன். கடந்த சில மாதங்களாக இத்துறையைப் பற்றி விவரங்களை சேகரித்து வருகிறேன். அதை சற்று எளிமைப் படுத்தி இங்கு எழுதுகிறேன்.
சூரிய ஒளியில் இருந்து மின்சாரம் தயாரிக்க இரண்டு முக்கிய வழிகள் உண்டு. ஒன்று, நேரடியாக ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றுவது. இதற்கு போட்டோ ஓல்டாயிக் (Photo Voltaic) அல்லது சுருக்கமாக பி.வி. (PV) என்று சொல்வார்கள். இதில் போடான் என்பது ஒளியையும், வோல்ட் என்பது மின்சாரத்தையும் குறிப்பதாக வைத்துக் கொள்வோம். இரண்டாவது முறையில், சூரிய ஒளியால் தண்ணீரை ஆவியாக்கி, அதை வைத்து டர்பைன் (turbine) என்ற சுழலியை சுற்ற வைத்து மின்சாரம் தயாரிக்கலாம்.
இந்தத் தொடரில்(!) போட்டோ வோல்டாயிக் என்ற சோலார் செல் பற்றி சில பதிவுகளைப் பார்க்கலாம். கொஞ்சம் எழுதிய பிறகு எப்போதும் போல அட்டவணை வந்துவிடும்.
சோலார் செல் எப்படி வேலை செய்கிறது என்பதை அப்புறம் விவரமாகப் பார்க்கலாம். இப்போதைக்கு, சூரிய ஒளி அதன் மீது பட்டால், அதிலிருந்து மின்சாரம் வரும் என்பது மட்டும் நினைவில வைத்துக் கொள்வோம். ஒரு சிறிய செல்லில் கொஞ்சம் வோல்டேஜ்தான் வரும் (சுமார் ஒரு வோல்ட் வரலாம்). சாதாரணமாக, பல சோலார் செல்களை எடுத்து சரியாக இணைத்து 12 வோல்ட் அல்லது 24 வோல்ட் வரும் வகையில் இணைப்பு ( Electrical Connection) கொடுத்திருப்பார்கள். இந்த சோலார் செல் மீது, சற்று தடிமனாக உறுதியான கண்ணாடியை வைத்திருப்பார்கள். இது சூரிய ஒளியை தடுக்காது. அதே சமயம் மேலிருந்து சிறு பொருள்கள் (மரக் குச்சியோ, சிறு கல்லோ) விழுந்தால், சோலார் செல்லுக்கு பாதிப்பு வராமல் பாதுகாக்கும்.
சூரிய ஒளி வரும்போது மட்டுமே இதில் மின்சாரம் வரும். ஆனால், நமக்கு பகல் இரவு இரண்டு நேரங்களிலும் மின்சாரம் தேவை. சொல்லப் போனால் வீடுகளில் இரவில் கண்டிப்பாக மின்சாரம் தேவை. அதனால், பகலில் கிடைக்கும் மின்சாரத்தை சேமித்து வைத்து அதை தேவைக்கு ஏற்ப கொடுக்க வழி வேண்டும். இதை எப்படி செய்வது?
மின்சாரத்தை சேமிக்க பேட்டரியை பயன்படுத்தலாம். கார் பேட்டரி போன்ற பேட்டரிகள் பலவற்றை சேர்த்து, ‘பேட்டரி பேங்க்' (Battery Bank) அமைப்பை உருவாக்க வேண்டும். பகலில் வீட்டுக்கு மின்சாரம் தேவைப் பட்டால், சோலார் செல்லிலிருந்து தேவைப்பட்ட அளவை வீட்டுக்கு கொடுத்து, மீதி இருப்பதை பேட்டரியில் சேமிக்க வேண்டும். சூரிய ஒளி கம்மியாகும் நேரங்களில், (காலை, மாலை, இரவில்), பேட்டரியிலிருந்து வீட்டுக்கு மின்சாரம் கொடுக்க வேண்டும். இங்கு இன்னொரு விசயம் கவனிக்க வேண்டும். சோலார் செல்லில் வரும் மின்சாரம் டீ.சீ. என்ற நேர் மின்சாரம் (DC or direct current). வீட்டில் பயன்படுத்துவது ஏ.சி. (AC or alternating current) . அதனால், DC இலிருந்து AC க்கு மாற்ற வேண்டும்.
பேட்டரி சார்ஜ் செய்யும் போது, ஓவர் சார்ஜ் ஆகாமல் பார்த்துக் கொள்ள வேண்டும். இந்த எல்லா விசயங்களையும் ஆட்டமேடிக்காக செய்ய எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட் போர்டுகள் இருக்கின்றன. இதை பவர் கண்ட்ரோலர் (Power Controller) என்று சொல்லலாம்.
வீட்டில் மிக்சி போட்டால், அந்த சமயம் அதிக கரண்டை இழுக்கும். ஏ.சி. போட்டால், அது தொடக்கத்தில் அதிக கரண்டை இழுக்கும். இதனால், 'நம் வீட்டில் ஒரு மாதத்திற்கு 300 யூனிட் செல்வாகிறது. அதனால், ஒரு நாளைக்கு 10 யூனிட் தரும் சோலார் செல் மற்றும் பேட்டரி போதும்' என்று சொன்னால் தவறாகிவிடும். ”நமது வீட்டிற்கு ஒரு நாளைக்கு 10 யூனிட் தரும் சோலார் செல் வேண்டும். அதே சமயம், ஒரு நொடியில் 5 ஆம்ப் கரண்ட் தரும் அளவு பேட்டரி பேங்க் வேண்டும், அல்லது ஒரு நொடியில் 10 ஆம்ப் கரண்ட் தரும் பேட்டரி பேங்க் வேண்டும்” என்று முடிவு செய்ய வேண்டும்.
சோலார் செல்லை சும்மா மொட்டை மாடியில் படுக்க வைக்கக் கூடாது. குறைந்த பட்சம், சில இரும்பு பட்டைகளை வைத்து, அது வானத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட கோணத்தில் வைக்க வேண்டும்.
இப்போது சோலார் செல்லின் விலை ஓரளவு குறைந்து இருக்கிறது. கூட்டிக் கழித்துப் பார்த்தால், வீட்டிற்கு ஒரு கிலோ வாட் சிஸ்டம் கொண்டு வர (எல்லா செலவுகளையும் சேர்த்து) சுமார் 1.75 லிருந்து 2 லட்சம் ரூபாய் வரை ஆகும். இதையே பேங்கில் போட்டால் வருடத்திற்கு சுமார் 15 ஆயிரம் ரூபாய் வட்டி கிடைக்கும். வட்டியை வைத்தே பாதிக்கு மேல் கரண்டு பில்லை கட்டி விடலாம். தவிர நீங்கள் மின்சாரத்தை பயன்படுத்தாவிட்டால் (எ.கா. ஒரு வாரம் ஊருக்கு போகிறீர்கள்) சோலார் செல்லிலிருந்து வரும் மின்சாரம் வேஸ்ட் தான்.
பிறகு ஏன் சோலார் செல்லைப் பற்றி இவ்வளவு பேச்சு?
வீட்டிற்கு இன்னமும் சோலார் செல் எகனாமிகலாக வரவில்லை. ஆனால், செல்போன் டவர் பற்றி யோசித்துப் பாருங்கள். நாட்டின் மூலை முடுக்குகளில் எல்லாம் செல்போன் டவர் இருக்கிறது. இது வேலை செய்ய மின்சாரம் தேவை. ஆனால் எல்லா சமயங்களிலும் மின்சாரம் கிடைப்பதில்லை. ரெண்டு நிமிடம் செல்போன் டவர் வேலை செய்யவில்லை என்றால் எவ்வளவு பிரச்சனை? இதில் மணிக்கணக்காக டவர் சும்மா இருக்க முடியாது. அதனால் டவரை டீசல் ஜெனரேட்டர் வைத்து இயங்க வைப்பார்கள்.
இதில் என்ன பிரச்சனை என்றால், டீசலில் தயாரிக்கும் மின்சாரத்தின் விலை வீட்டில் வரும் மின்சாரத்தின் விலையை விட அதிகம். இதற்கு பல காரணங்கள் உண்டு. முதலில் டீசம் விலை அதிகம். பற்றாக்குறைக்கு, 1. டீசலில் கலப்படம், 2. தினமும் டீசலை பெட்ரோல் பங்கிலிருந்து, டவர் வரைக்கும் கொண்டு வந்து சப்ளை செய்ய வேண்டும், அதற்கான ஆள் மற்றும் போக்குவரத்து செலவு. 3. சில சமயங்களில் அப்படி கொண்டு வரும் ஆளே டீசல் திருடி விட்டு பங்க் மேல் பழியைப் போடுவது.
இது தவிர ஜெனரேட்டரை சில வருடங்களுக்கு ஒரு முறை மாற்ற வேண்டும். ஜெனரேட்டரில் இருந்து வரும் புகை மற்றும் சத்தம் ஒரு பிரச்சனை. டீசல் விலை வேறு ஏறுமுகமாகத்தான் இருக்கிறது.
இதைப் போலவே, பல மருத்துவமனைகளில் டீசல் ஜெனரேட்டர் வைத்திருக்கிறார்கள். ஆபரேசன் தியேட்டரில் மின்சாரம் போவது சினிமாவில் நகைச்சுவையாக இருக்கலாம். நிஜ வாழ்வில் இல்லை. இங்கும் தடையற்ற மின்சார சப்ளை தேவை.
இந்த இடங்களில், இன்றைய தேதியில் சோலார் செல், டீசல் ஜெனரேட்டரை விட எகனாமிகலாக இருக்கிறது. அதாவது ஒரு ஏரியாவில் செல்போன் டவர் போடுகிறார்கள் என்றால், அங்கு டீசல் ஜெனரேட்டர் வாங்குவதற்கு பதில், சோலார் செல் வாங்கினால், போட்ட காசை மூன்று வருடங்களில் எடுத்து விடலாம். அதன் பின் வருவதெல்லாம் லாபம்தான். மருத்துவமனைகளிலும் அப்படியே.
இந்தத் துறைகளில் சோலார் செல் ஏன் இன்னமும் பெரிய அளவில் வரவில்லை என்றால், டீசல் ஜெனரேட்டருக்கு யமாஹா போல சோலார் செல்லுக்கு எல்லோருக்கும் “தெரிந்த பெயர்” கொண்ட கம்பெனிகள் வரவில்லை. சில வருடங்களில் வந்துவிடும் என்று நினைக்கிறேன்.
இந்த சிறு எடுத்துக்காட்டுகளைத் தவிர மற்றவர்கள் சோலார் செல் வாங்கினால், போட்ட காசைத் திருப்பி எடுக்க பல வருடங்கள் ஆகும். அதனால், சோலார் செல் பயன்பாட்டை ஊக்குவிக்க மத்திய மற்றும் மாநில அரசுகள் இரு விதமான திட்டங்களை அறிவிக்கின்றன. ஒன்று, நீங்கள் சோலார் செல் வாங்கி மின்சாரம் தயார் செய்து பயன்படுத்த மானியமும் (அதாவது இலவச பணம்), குறைந்த வட்டியில் வங்கிக் கடனும் கொடுக்கின்றன. உங்கள் கடைக்கு என்றால் கொஞ்சம் மானியம், கொஞ்சம் கடன். உங்கள் வீட்டிற்கு என்றால், சற்று அதிக மானியம், அதிக அளவு கடன் (அதிக வட்டி அல்ல, அதிக தொகை). இதனால், உங்கள் கையை விட்டுப் போடவேண்டிய பணம் குறைவு.
நடைமுறையில், உங்களுக்கு முதலில் மானியம் கிடைக்காது. பாதி அளவு கைக்காசைப் போட்டு, மீதிக்கு கடன் வாங்கி சோலார் செல் மின்சாரம் வரவைக்க வேண்டும். அப்புறம், மானியத்திற்கு அப்ளை செய்து, கொடுக்க வேண்டிய லஞ்சத்தைக் கொடுத்தால், மானியம் கிடைக்கும். தியரி கணக்கு வேறு, நடைமுறை கணக்கு வேறு.
சில மாநில அரசுகள் இன்னொரு விதத்தில் சோலார் மின்சாரத்தை ஊக்குவிக்கின்றன. அவை சோலார் மின்சாரத்தை நல்ல விலைக்கு வாங்குகின்றன. எ.கா. உங்களிடம் நிறைய தரிசு நிலம் இருக்கலாம். உங்களுடன் அரசு “நீங்கள் 5 மெகா வாட் சோலார் மின்சாரத்தை அளித்தால், நாங்கள் ஒரு யூனிட்டுக்கு 15 ரூபாய் ரேட்டில் அடுத்த 10 வருடங்களுக்கு வாங்கத் தயார்” என்று ஒப்பந்தம் போடும். நீங்கள் உங்கள் நிலத்தில் சோலார் செல், எலக்ட்ரானிக்ஸ், பேட்டரி எல்லாம் வைத்து, அரசுக்கு மின்சாரம் அளிக்கலாம். இப்படி இருக்கும் சோலார் செல்லுக்கு மானியம் கிடையாது. சாதாரண வட்டியில் ஓரளவு கடன் கிடைக்கும். ஆனால், நீங்கள் கொடுக்கும் மின்சாரத்திற்கு நல்ல விலை என்பதால் சில வருடங்களில் நல்ல லாபம் கிடைக்கும். இதுவும் சோலார் மின்சாரத்தை ஊக்குவிக்க ஒரு முயற்சி. (குறிப்பு: இப்படி மெகாவாட் அளவு மின்சாரம் சேமிக்க கார் பேட்டரி சரிவராது, வேறு வகை பேட்டரிகள் உண்டு).
சோலார் செல்லில் குறிப்பிடத்தக்க விசயம் என்ன என்றால், இதில் ஜெனரேட்டர் போல எஞ்சின் எதுவும் இல்லை, அதாவது நகரும் பொருள் இல்லை. அதனால், இவை 20 வருடங்களுக்கு மேலாக எந்தப் பிரச்சனையும் இல்லாமல் வேலை செய்கின்றன! நிறைய கம்பெனிகள் 20 வருடம் கியாரண்டி கொடுக்கின்றன. எனக்குத் தெரிந்து வேறு எந்தப் பொருளுக்குமே இவ்வளவு வருடங்கள் கியாரண்டி கொடுப்பது இல்லை. 20 வருடம் கியாரண்டி விவரம் என்ன என்றால் “ முதல் பத்து வருடம் 14 பர்செண்ட்டாவது சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றும், அதற்கு மேலே கூட கிடைக்கலாம். அடுத்த 10 வருடங்களுக்கு, 13 பெர்செண்டாவது அல்லது அதற்கு மேலாக மாற்றும்” என்று கியாரண்டி கொடுப்பார்கள்.
இது யாராவது கல்லை விட்டு எறிந்து உடைத்தால்தான் போகும். மற்ற படி, மேலே விழும் தூசிகளை மற்றும் பறவை எச்சங்களை இரண்டு நாட்களுக்கு ஒருமுறை அல்லது வாரம் ஒருமுறை கழுவி விட்டால் போதும். இதைத் தவிர வேறு எந்த தினசரி மெயிண்டெனென்ஸ் வேலையும் கிடையாது.
கார் பேட்டரி போன்ற பேட்டரிகளை சுமார் ஆறு மாதத்திற்கு ஒரு முறை தண்ணீர் அல்லது ஆசிட் விட்டு பார்த்துக் கொள்ள வேண்டும். இல்லா விட்டால் பேட்டரி கெட்டு விடும். இப்போது நம் ஊரில் யாரிடமாவது இன்வெர்டர் வாங்கினால், அவர்களே சில மாதங்களுக்கு ஒருமுறை வந்து பேட்டரிகளை மெயிண்டெய்ன் செய்து விடுகிறார்கள். சோலாருக்கும் அப்படி வரலாம்.
பேட்டரிகள் மூன்று அல்லது அதிகபட்சமாக ஐந்து வருடங்கள் உழைக்கும். அதன்பிறகு அவற்றை மாற்ற வேண்டும். அதைப் போலவே, எலக்ட்ரானிக் போர்ட் 5 அல்லது 10 வருடங்கள் கழித்து மண்டையைப் போடலாம். அப்போது அவற்றையும் மாற்ற வேண்டி வரும். ஆனால் சோலார் செல் அவ்வளவு சீக்கிரம் கெடுவதில்லை.
சோலார் செல் கம்பெனி 20 வருடம் கியாரண்டி தருவது சோலார் செல்லுக்கு மட்டுமே. பேட்டரிக்கும் எலக்ட்ரானிக்ஸ் பார்ட்சுக்கும் கம்மியாகத்தான் கியாரண்டி தரும். அதே சமயம், பேட்டரி , எலக்ட்ரானிக்ஸ் பார்ட்ஸ் விலை அதிகம இருக்காது. அதனால் பெரிய பிரச்சனை இல்லை
சூரிய ஒளியில் இருந்து மின்சாரம் தயாரிக்க இரண்டு முக்கிய வழிகள் உண்டு. ஒன்று, நேரடியாக ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றுவது. இதற்கு போட்டோ ஓல்டாயிக் (Photo Voltaic) அல்லது சுருக்கமாக பி.வி. (PV) என்று சொல்வார்கள். இதில் போடான் என்பது ஒளியையும், வோல்ட் என்பது மின்சாரத்தையும் குறிப்பதாக வைத்துக் கொள்வோம். இரண்டாவது முறையில், சூரிய ஒளியால் தண்ணீரை ஆவியாக்கி, அதை வைத்து டர்பைன் (turbine) என்ற சுழலியை சுற்ற வைத்து மின்சாரம் தயாரிக்கலாம்.
இந்தத் தொடரில்(!) போட்டோ வோல்டாயிக் என்ற சோலார் செல் பற்றி சில பதிவுகளைப் பார்க்கலாம். கொஞ்சம் எழுதிய பிறகு எப்போதும் போல அட்டவணை வந்துவிடும்.
சோலார் செல் எப்படி வேலை செய்கிறது என்பதை அப்புறம் விவரமாகப் பார்க்கலாம். இப்போதைக்கு, சூரிய ஒளி அதன் மீது பட்டால், அதிலிருந்து மின்சாரம் வரும் என்பது மட்டும் நினைவில வைத்துக் கொள்வோம். ஒரு சிறிய செல்லில் கொஞ்சம் வோல்டேஜ்தான் வரும் (சுமார் ஒரு வோல்ட் வரலாம்). சாதாரணமாக, பல சோலார் செல்களை எடுத்து சரியாக இணைத்து 12 வோல்ட் அல்லது 24 வோல்ட் வரும் வகையில் இணைப்பு ( Electrical Connection) கொடுத்திருப்பார்கள். இந்த சோலார் செல் மீது, சற்று தடிமனாக உறுதியான கண்ணாடியை வைத்திருப்பார்கள். இது சூரிய ஒளியை தடுக்காது. அதே சமயம் மேலிருந்து சிறு பொருள்கள் (மரக் குச்சியோ, சிறு கல்லோ) விழுந்தால், சோலார் செல்லுக்கு பாதிப்பு வராமல் பாதுகாக்கும்.
சூரிய ஒளி வரும்போது மட்டுமே இதில் மின்சாரம் வரும். ஆனால், நமக்கு பகல் இரவு இரண்டு நேரங்களிலும் மின்சாரம் தேவை. சொல்லப் போனால் வீடுகளில் இரவில் கண்டிப்பாக மின்சாரம் தேவை. அதனால், பகலில் கிடைக்கும் மின்சாரத்தை சேமித்து வைத்து அதை தேவைக்கு ஏற்ப கொடுக்க வழி வேண்டும். இதை எப்படி செய்வது?
மின்சாரத்தை சேமிக்க பேட்டரியை பயன்படுத்தலாம். கார் பேட்டரி போன்ற பேட்டரிகள் பலவற்றை சேர்த்து, ‘பேட்டரி பேங்க்' (Battery Bank) அமைப்பை உருவாக்க வேண்டும். பகலில் வீட்டுக்கு மின்சாரம் தேவைப் பட்டால், சோலார் செல்லிலிருந்து தேவைப்பட்ட அளவை வீட்டுக்கு கொடுத்து, மீதி இருப்பதை பேட்டரியில் சேமிக்க வேண்டும். சூரிய ஒளி கம்மியாகும் நேரங்களில், (காலை, மாலை, இரவில்), பேட்டரியிலிருந்து வீட்டுக்கு மின்சாரம் கொடுக்க வேண்டும். இங்கு இன்னொரு விசயம் கவனிக்க வேண்டும். சோலார் செல்லில் வரும் மின்சாரம் டீ.சீ. என்ற நேர் மின்சாரம் (DC or direct current). வீட்டில் பயன்படுத்துவது ஏ.சி. (AC or alternating current) . அதனால், DC இலிருந்து AC க்கு மாற்ற வேண்டும்.
பேட்டரி சார்ஜ் செய்யும் போது, ஓவர் சார்ஜ் ஆகாமல் பார்த்துக் கொள்ள வேண்டும். இந்த எல்லா விசயங்களையும் ஆட்டமேடிக்காக செய்ய எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட் போர்டுகள் இருக்கின்றன. இதை பவர் கண்ட்ரோலர் (Power Controller) என்று சொல்லலாம்.
வீட்டில் மிக்சி போட்டால், அந்த சமயம் அதிக கரண்டை இழுக்கும். ஏ.சி. போட்டால், அது தொடக்கத்தில் அதிக கரண்டை இழுக்கும். இதனால், 'நம் வீட்டில் ஒரு மாதத்திற்கு 300 யூனிட் செல்வாகிறது. அதனால், ஒரு நாளைக்கு 10 யூனிட் தரும் சோலார் செல் மற்றும் பேட்டரி போதும்' என்று சொன்னால் தவறாகிவிடும். ”நமது வீட்டிற்கு ஒரு நாளைக்கு 10 யூனிட் தரும் சோலார் செல் வேண்டும். அதே சமயம், ஒரு நொடியில் 5 ஆம்ப் கரண்ட் தரும் அளவு பேட்டரி பேங்க் வேண்டும், அல்லது ஒரு நொடியில் 10 ஆம்ப் கரண்ட் தரும் பேட்டரி பேங்க் வேண்டும்” என்று முடிவு செய்ய வேண்டும்.
சோலார் செல்லை சும்மா மொட்டை மாடியில் படுக்க வைக்கக் கூடாது. குறைந்த பட்சம், சில இரும்பு பட்டைகளை வைத்து, அது வானத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட கோணத்தில் வைக்க வேண்டும்.
இப்போது சோலார் செல்லின் விலை ஓரளவு குறைந்து இருக்கிறது. கூட்டிக் கழித்துப் பார்த்தால், வீட்டிற்கு ஒரு கிலோ வாட் சிஸ்டம் கொண்டு வர (எல்லா செலவுகளையும் சேர்த்து) சுமார் 1.75 லிருந்து 2 லட்சம் ரூபாய் வரை ஆகும். இதையே பேங்கில் போட்டால் வருடத்திற்கு சுமார் 15 ஆயிரம் ரூபாய் வட்டி கிடைக்கும். வட்டியை வைத்தே பாதிக்கு மேல் கரண்டு பில்லை கட்டி விடலாம். தவிர நீங்கள் மின்சாரத்தை பயன்படுத்தாவிட்டால் (எ.கா. ஒரு வாரம் ஊருக்கு போகிறீர்கள்) சோலார் செல்லிலிருந்து வரும் மின்சாரம் வேஸ்ட் தான்.
பிறகு ஏன் சோலார் செல்லைப் பற்றி இவ்வளவு பேச்சு?
வீட்டிற்கு இன்னமும் சோலார் செல் எகனாமிகலாக வரவில்லை. ஆனால், செல்போன் டவர் பற்றி யோசித்துப் பாருங்கள். நாட்டின் மூலை முடுக்குகளில் எல்லாம் செல்போன் டவர் இருக்கிறது. இது வேலை செய்ய மின்சாரம் தேவை. ஆனால் எல்லா சமயங்களிலும் மின்சாரம் கிடைப்பதில்லை. ரெண்டு நிமிடம் செல்போன் டவர் வேலை செய்யவில்லை என்றால் எவ்வளவு பிரச்சனை? இதில் மணிக்கணக்காக டவர் சும்மா இருக்க முடியாது. அதனால் டவரை டீசல் ஜெனரேட்டர் வைத்து இயங்க வைப்பார்கள்.
இதில் என்ன பிரச்சனை என்றால், டீசலில் தயாரிக்கும் மின்சாரத்தின் விலை வீட்டில் வரும் மின்சாரத்தின் விலையை விட அதிகம். இதற்கு பல காரணங்கள் உண்டு. முதலில் டீசம் விலை அதிகம். பற்றாக்குறைக்கு, 1. டீசலில் கலப்படம், 2. தினமும் டீசலை பெட்ரோல் பங்கிலிருந்து, டவர் வரைக்கும் கொண்டு வந்து சப்ளை செய்ய வேண்டும், அதற்கான ஆள் மற்றும் போக்குவரத்து செலவு. 3. சில சமயங்களில் அப்படி கொண்டு வரும் ஆளே டீசல் திருடி விட்டு பங்க் மேல் பழியைப் போடுவது.
இது தவிர ஜெனரேட்டரை சில வருடங்களுக்கு ஒரு முறை மாற்ற வேண்டும். ஜெனரேட்டரில் இருந்து வரும் புகை மற்றும் சத்தம் ஒரு பிரச்சனை. டீசல் விலை வேறு ஏறுமுகமாகத்தான் இருக்கிறது.
இதைப் போலவே, பல மருத்துவமனைகளில் டீசல் ஜெனரேட்டர் வைத்திருக்கிறார்கள். ஆபரேசன் தியேட்டரில் மின்சாரம் போவது சினிமாவில் நகைச்சுவையாக இருக்கலாம். நிஜ வாழ்வில் இல்லை. இங்கும் தடையற்ற மின்சார சப்ளை தேவை.
இந்த இடங்களில், இன்றைய தேதியில் சோலார் செல், டீசல் ஜெனரேட்டரை விட எகனாமிகலாக இருக்கிறது. அதாவது ஒரு ஏரியாவில் செல்போன் டவர் போடுகிறார்கள் என்றால், அங்கு டீசல் ஜெனரேட்டர் வாங்குவதற்கு பதில், சோலார் செல் வாங்கினால், போட்ட காசை மூன்று வருடங்களில் எடுத்து விடலாம். அதன் பின் வருவதெல்லாம் லாபம்தான். மருத்துவமனைகளிலும் அப்படியே.
இந்தத் துறைகளில் சோலார் செல் ஏன் இன்னமும் பெரிய அளவில் வரவில்லை என்றால், டீசல் ஜெனரேட்டருக்கு யமாஹா போல சோலார் செல்லுக்கு எல்லோருக்கும் “தெரிந்த பெயர்” கொண்ட கம்பெனிகள் வரவில்லை. சில வருடங்களில் வந்துவிடும் என்று நினைக்கிறேன்.
இந்த சிறு எடுத்துக்காட்டுகளைத் தவிர மற்றவர்கள் சோலார் செல் வாங்கினால், போட்ட காசைத் திருப்பி எடுக்க பல வருடங்கள் ஆகும். அதனால், சோலார் செல் பயன்பாட்டை ஊக்குவிக்க மத்திய மற்றும் மாநில அரசுகள் இரு விதமான திட்டங்களை அறிவிக்கின்றன. ஒன்று, நீங்கள் சோலார் செல் வாங்கி மின்சாரம் தயார் செய்து பயன்படுத்த மானியமும் (அதாவது இலவச பணம்), குறைந்த வட்டியில் வங்கிக் கடனும் கொடுக்கின்றன. உங்கள் கடைக்கு என்றால் கொஞ்சம் மானியம், கொஞ்சம் கடன். உங்கள் வீட்டிற்கு என்றால், சற்று அதிக மானியம், அதிக அளவு கடன் (அதிக வட்டி அல்ல, அதிக தொகை). இதனால், உங்கள் கையை விட்டுப் போடவேண்டிய பணம் குறைவு.
நடைமுறையில், உங்களுக்கு முதலில் மானியம் கிடைக்காது. பாதி அளவு கைக்காசைப் போட்டு, மீதிக்கு கடன் வாங்கி சோலார் செல் மின்சாரம் வரவைக்க வேண்டும். அப்புறம், மானியத்திற்கு அப்ளை செய்து, கொடுக்க வேண்டிய லஞ்சத்தைக் கொடுத்தால், மானியம் கிடைக்கும். தியரி கணக்கு வேறு, நடைமுறை கணக்கு வேறு.
சில மாநில அரசுகள் இன்னொரு விதத்தில் சோலார் மின்சாரத்தை ஊக்குவிக்கின்றன. அவை சோலார் மின்சாரத்தை நல்ல விலைக்கு வாங்குகின்றன. எ.கா. உங்களிடம் நிறைய தரிசு நிலம் இருக்கலாம். உங்களுடன் அரசு “நீங்கள் 5 மெகா வாட் சோலார் மின்சாரத்தை அளித்தால், நாங்கள் ஒரு யூனிட்டுக்கு 15 ரூபாய் ரேட்டில் அடுத்த 10 வருடங்களுக்கு வாங்கத் தயார்” என்று ஒப்பந்தம் போடும். நீங்கள் உங்கள் நிலத்தில் சோலார் செல், எலக்ட்ரானிக்ஸ், பேட்டரி எல்லாம் வைத்து, அரசுக்கு மின்சாரம் அளிக்கலாம். இப்படி இருக்கும் சோலார் செல்லுக்கு மானியம் கிடையாது. சாதாரண வட்டியில் ஓரளவு கடன் கிடைக்கும். ஆனால், நீங்கள் கொடுக்கும் மின்சாரத்திற்கு நல்ல விலை என்பதால் சில வருடங்களில் நல்ல லாபம் கிடைக்கும். இதுவும் சோலார் மின்சாரத்தை ஊக்குவிக்க ஒரு முயற்சி. (குறிப்பு: இப்படி மெகாவாட் அளவு மின்சாரம் சேமிக்க கார் பேட்டரி சரிவராது, வேறு வகை பேட்டரிகள் உண்டு).
சோலார் செல்லில் குறிப்பிடத்தக்க விசயம் என்ன என்றால், இதில் ஜெனரேட்டர் போல எஞ்சின் எதுவும் இல்லை, அதாவது நகரும் பொருள் இல்லை. அதனால், இவை 20 வருடங்களுக்கு மேலாக எந்தப் பிரச்சனையும் இல்லாமல் வேலை செய்கின்றன! நிறைய கம்பெனிகள் 20 வருடம் கியாரண்டி கொடுக்கின்றன. எனக்குத் தெரிந்து வேறு எந்தப் பொருளுக்குமே இவ்வளவு வருடங்கள் கியாரண்டி கொடுப்பது இல்லை. 20 வருடம் கியாரண்டி விவரம் என்ன என்றால் “ முதல் பத்து வருடம் 14 பர்செண்ட்டாவது சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றும், அதற்கு மேலே கூட கிடைக்கலாம். அடுத்த 10 வருடங்களுக்கு, 13 பெர்செண்டாவது அல்லது அதற்கு மேலாக மாற்றும்” என்று கியாரண்டி கொடுப்பார்கள்.
இது யாராவது கல்லை விட்டு எறிந்து உடைத்தால்தான் போகும். மற்ற படி, மேலே விழும் தூசிகளை மற்றும் பறவை எச்சங்களை இரண்டு நாட்களுக்கு ஒருமுறை அல்லது வாரம் ஒருமுறை கழுவி விட்டால் போதும். இதைத் தவிர வேறு எந்த தினசரி மெயிண்டெனென்ஸ் வேலையும் கிடையாது.
கார் பேட்டரி போன்ற பேட்டரிகளை சுமார் ஆறு மாதத்திற்கு ஒரு முறை தண்ணீர் அல்லது ஆசிட் விட்டு பார்த்துக் கொள்ள வேண்டும். இல்லா விட்டால் பேட்டரி கெட்டு விடும். இப்போது நம் ஊரில் யாரிடமாவது இன்வெர்டர் வாங்கினால், அவர்களே சில மாதங்களுக்கு ஒருமுறை வந்து பேட்டரிகளை மெயிண்டெய்ன் செய்து விடுகிறார்கள். சோலாருக்கும் அப்படி வரலாம்.
பேட்டரிகள் மூன்று அல்லது அதிகபட்சமாக ஐந்து வருடங்கள் உழைக்கும். அதன்பிறகு அவற்றை மாற்ற வேண்டும். அதைப் போலவே, எலக்ட்ரானிக் போர்ட் 5 அல்லது 10 வருடங்கள் கழித்து மண்டையைப் போடலாம். அப்போது அவற்றையும் மாற்ற வேண்டி வரும். ஆனால் சோலார் செல் அவ்வளவு சீக்கிரம் கெடுவதில்லை.
சோலார் செல் கம்பெனி 20 வருடம் கியாரண்டி தருவது சோலார் செல்லுக்கு மட்டுமே. பேட்டரிக்கும் எலக்ட்ரானிக்ஸ் பார்ட்சுக்கும் கம்மியாகத்தான் கியாரண்டி தரும். அதே சமயம், பேட்டரி , எலக்ட்ரானிக்ஸ் பார்ட்ஸ் விலை அதிகம இருக்காது. அதனால் பெரிய பிரச்சனை இல்லை
சோலார் செல்- நிதி விவரங்கள்
வீட்டிற்கு சோலார் செல் மூலம் மின்சாரம் அளிக்க எவ்வளவு செலவு ஆகும்? மானியம் எங்கே கிடைக்கும்? என்பது பற்றிய கேள்விகளை வலை நண்பர்கள் கேட்டிருக்கின்றார்கள். என் நண்பர் ஒருவர் சோலார் செல் பிசினஸ் நடத்துகிறார். அவரிடமிருந்து கேட்டுப் பெற்ற தகவல்களை இங்கே கொடுக்கிறேன்.
வீட்டிற்கு : உங்கள் வீட்டில் ஒரு மாதத்திற்கு சுமார் 100லிருந்து 150 யூனிட் வரை மின்சரம் செலவானால், ஒரு கிலோவாட் சோலார் சிஸ்டம் போதுமானது. (மின்சார பில் பல இடங்களில் 2 மாதங்களுக்கு ஒருமுறைதான் வரும். அதனால், 2 மாதத்திற்கு 200லிருந்து 300 யூனிட் செலவு என்று சொல்லலாம்). இதற்கு 2 லட்சம் வரை செலவாகும். உங்கள் கையிலிருந்து 1.1 லட்சம் செலவாகும். மீதி 90 ஆயிரம் ரூபாய் மானியமாகக் கிடைக்கும்.
உங்களுக்கு சோலார் சிஸ்டம் சப்ளை செய்யும் நிறுவனமே மானியத்தை வாங்கிக் கொள்ளும். அதாவது நீங்கள் 1.1 லட்சத்திற்கு செக் கொடுத்தால் போதும், மற்றபடி மானிய அப்ளிகேசன் பார்மில் கையெழுத்துப் போட்டால், மீதியை அவர்கள் பார்த்துக் கொள்வார்கள்.
எடுத்துக்காட்டாக, டிரைவிங் ஸ்கூலில் சென்று மொத்தமாகப் பணம் கொடுத்தால், அவர்களே எல்லா அப்ளிகேசனையும் நிரப்பிக் கொடுப்பார்கள். நீங்கள் கையெழுத்து மட்டும் போட்டால் போதும். ஆர்.டீ.ஓ. ஆபிசில் யாரையும் பார்த்து நேரடியாக தனித்தனியாக லஞ்சம் கொடுக்க வேண்டியதில்லை. டிரைவிங் லைசன்ஸ் கிடைத்துவிடும். அது போல, சோலாரிலும் மானியம் பற்றிய விவரங்களை உங்களுக்கு விற்பவர்களே பார்த்துக் கொள்வார்கள்.
இந்த மானியத் தொகையை மத்திய அரசு கொடுக்கிறது. இது 100 ரூபாய் சிஸ்டத்திற்கு 50 ரூபாய் வரை கிடைக்கும். மானியம் வாங்க லஞ்சம் கொடுக்க வேண்டும் என்பதால் இது சுமார் 45 ரூபாயாக மாறும். என்னைக் கேட்டால், இந்த விசயங்களில் நாம் 5 ரூபாய்க்காக தலையைப் பிய்த்துக் கொள்ளாமல் , போனால் போகட்டும் என்று ‘அவுட்சோர்ஸ்' செய்வதுதான் நல்லது.
நியாயமாகப் பார்த்தால், வீட்டிற்கு சோலார் செல் வாங்க, இந்த 1.1 லட்சம் கூட உங்கள் கையில் இருக்க வேண்டியதில்லை. மத்திய அரசின் திட்டப்படி, வங்கிகள் குறைந்த வட்டி (7.5%) கடன் கொடுக்கும். ஆனால், தமிழ்நாட்டில் இது எப்படி வாங்குவது , எந்த வங்கியில் சுலபமாகக் கிடைக்கும் என்ற விவரம் என் நண்பருக்கு தெரியவில்லை. ”மகாராஷ்டிராவில் இதையும் நானே கவனித்துக் கொள்வேன், தமிழகத்தில் சொல்ல முடியாது” என்று சொன்னார். அதனால் இப்போதைக்கு இந்த 1.1 லட்சத்தை உங்கள் கையில் இருந்துதான் போடவேண்டும் அல்லது நீங்களே அலைந்து லோன் வாங்க வேண்டும் என்று வைத்துக் கொள்வோம்.
வீட்டில் சோலார் செல் மின்சாரம் பயன்படுத்துவதில் இன்னொரு விசயம் இருக்கிறது.. ஏ.சி. மற்றும் வாசிங் மெசின், வாட்டர் ஹீட்டர் மற்றும் போர்வெல் பம்பு, இவை நான்கும் சுவிட்சு பட்டதும் ஆரம்பத்தில் அதிக கரண்டு இழுக்கும். இவற்றை சமாளிக்க இந்த 1 கிலோவாட் சிஸ்டம் பத்தாது.
”எனக்கு எல்லாமே சோலாரில் ஓட வேண்டும்” என்றால் என்ன செய்வது?
இதற்கு குறைந்த பட்சம் 2 கிலோ வாட் சிஸ்டமாவது வேண்டும். இது தவிர, ‘சாஃப்ட் ஸ்டார்ட்” (Soft start) அல்லது ”மெதுவாக தொடங்கும்” சாதனம் தேவைப்படும். இதனால் விலை கொஞ்சம் அதிகமாகும். இதை வைத்து ஏசி, வாசிங் மெசின், வீட்டிற்கு போர்வெல் பம்பு ஓட்டலாம்.
வாட்டர் ஹீட்டருக்கு, நேரடியாக சோலார் வாட்டர் ஹீட்டர் பயன்படுத்துவதுதான் நல்லது. அது சுமார் ரூபாய் 15 ஆயிரம் அல்லது 20 ஆயிரம் ஆகலாம். சோலார் செல்லில் மின்சாரம் எடுத்து, பேட்டரியில் சேர்த்து, அப்புறம் சாப்ட் ஸ்டார்டர் வைத்து எலக்ட்ரிக் வாட்டர் ஹீட்டர் பயன்படுத்துவது “ரொம்ப ஓவர்” என்று நண்பர் சொன்னார்!
”மொத்தத்தில் நீங்கள் ரெகமண்ட் செய்வது என்ன” என்று கேட்டால், “வீட்டில் இருக்கும் விளக்குகள், மின் விசிறி , ஃப்ரிஜ், கம்ப்யூட்டர், டி.வி. , மிக்சி இதை எல்லாம் சோலாரில் ஓட்டுங்கள். ஏசி, வாசிங் மெசின் இதை எல்லாம் அரசு மின் இணைப்பில் ஓட்டுங்கள், அதுதான் சுலபம், எகனாமிகல்”.
”நாலு நாள் மேக மூட்டமாக இருந்தால் சோலார் கரண்டு வராதே, என்ன செய்வது?”
”உங்கள் வீட்டில் அரசு மின் இணைப்பு இருக்கட்டும், துண்டிக்க வேண்டாம். சோலார் மின்சாரம் இல்லாவிட்டால், தானாகவே (automatic) அரசு மின் இணைப்பு மூலம் மின்சாரம் வரும் வகையில் இணைப்பை கொடுக்கலாம். ”
அதாவது, பேட்டரியில் சார்ஜ் இருக்கும் வரை அரசு மின்சார மீட்டர் ஓடாது. பேட்டரி தீர்ந்து விட்டால், மீட்டர் ஓடும். மறுபடி பேட்டரி சார்ஜ் ஆனால், அரசு மீட்டர் ஓடாது என்ற வகையில் இருக்கும்.
இந்த பேட்டரிகள், ‘லோ மெயிண்டெனன்ஸ் ” (Low maintenance) என்ற வகையைச் சார்ந்தவை. வருடத்திற்கு ஆயிரம் ரூபாய் செலவில் “AMC" (annual maintenance contract) போட்டால், கம்பெனி ஆள் 6 மாதத்திற்கு ஒரு முறை வந்து இவற்றை கிளீன் செய்து செல்வார். இந்த பேட்டரியில் தண்ணீர் அல்லது ஆசிட் சேர்க்க வேண்டிய தேவை இருக்காது.
வியாபாரத்திற்கு: இதையே உங்கள் கடைக்கு சோலார் செல் மின்சாரம் வேண்டும் என்றால், மானியம் வீட்டுக்கு கிடைப்பது போலவே கிடக்கும். ஆனால் கடன் மட்டும் இவ்வளவு குறைந்த வட்டியில் கிடையாது. கமர்சியல் ரேட்டில்தான் கிடைக்கும்.
வீட்டிற்கு : உங்கள் வீட்டில் ஒரு மாதத்திற்கு சுமார் 100லிருந்து 150 யூனிட் வரை மின்சரம் செலவானால், ஒரு கிலோவாட் சோலார் சிஸ்டம் போதுமானது. (மின்சார பில் பல இடங்களில் 2 மாதங்களுக்கு ஒருமுறைதான் வரும். அதனால், 2 மாதத்திற்கு 200லிருந்து 300 யூனிட் செலவு என்று சொல்லலாம்). இதற்கு 2 லட்சம் வரை செலவாகும். உங்கள் கையிலிருந்து 1.1 லட்சம் செலவாகும். மீதி 90 ஆயிரம் ரூபாய் மானியமாகக் கிடைக்கும்.
உங்களுக்கு சோலார் சிஸ்டம் சப்ளை செய்யும் நிறுவனமே மானியத்தை வாங்கிக் கொள்ளும். அதாவது நீங்கள் 1.1 லட்சத்திற்கு செக் கொடுத்தால் போதும், மற்றபடி மானிய அப்ளிகேசன் பார்மில் கையெழுத்துப் போட்டால், மீதியை அவர்கள் பார்த்துக் கொள்வார்கள்.
எடுத்துக்காட்டாக, டிரைவிங் ஸ்கூலில் சென்று மொத்தமாகப் பணம் கொடுத்தால், அவர்களே எல்லா அப்ளிகேசனையும் நிரப்பிக் கொடுப்பார்கள். நீங்கள் கையெழுத்து மட்டும் போட்டால் போதும். ஆர்.டீ.ஓ. ஆபிசில் யாரையும் பார்த்து நேரடியாக தனித்தனியாக லஞ்சம் கொடுக்க வேண்டியதில்லை. டிரைவிங் லைசன்ஸ் கிடைத்துவிடும். அது போல, சோலாரிலும் மானியம் பற்றிய விவரங்களை உங்களுக்கு விற்பவர்களே பார்த்துக் கொள்வார்கள்.
இந்த மானியத் தொகையை மத்திய அரசு கொடுக்கிறது. இது 100 ரூபாய் சிஸ்டத்திற்கு 50 ரூபாய் வரை கிடைக்கும். மானியம் வாங்க லஞ்சம் கொடுக்க வேண்டும் என்பதால் இது சுமார் 45 ரூபாயாக மாறும். என்னைக் கேட்டால், இந்த விசயங்களில் நாம் 5 ரூபாய்க்காக தலையைப் பிய்த்துக் கொள்ளாமல் , போனால் போகட்டும் என்று ‘அவுட்சோர்ஸ்' செய்வதுதான் நல்லது.
நியாயமாகப் பார்த்தால், வீட்டிற்கு சோலார் செல் வாங்க, இந்த 1.1 லட்சம் கூட உங்கள் கையில் இருக்க வேண்டியதில்லை. மத்திய அரசின் திட்டப்படி, வங்கிகள் குறைந்த வட்டி (7.5%) கடன் கொடுக்கும். ஆனால், தமிழ்நாட்டில் இது எப்படி வாங்குவது , எந்த வங்கியில் சுலபமாகக் கிடைக்கும் என்ற விவரம் என் நண்பருக்கு தெரியவில்லை. ”மகாராஷ்டிராவில் இதையும் நானே கவனித்துக் கொள்வேன், தமிழகத்தில் சொல்ல முடியாது” என்று சொன்னார். அதனால் இப்போதைக்கு இந்த 1.1 லட்சத்தை உங்கள் கையில் இருந்துதான் போடவேண்டும் அல்லது நீங்களே அலைந்து லோன் வாங்க வேண்டும் என்று வைத்துக் கொள்வோம்.
வீட்டில் சோலார் செல் மின்சாரம் பயன்படுத்துவதில் இன்னொரு விசயம் இருக்கிறது.. ஏ.சி. மற்றும் வாசிங் மெசின், வாட்டர் ஹீட்டர் மற்றும் போர்வெல் பம்பு, இவை நான்கும் சுவிட்சு பட்டதும் ஆரம்பத்தில் அதிக கரண்டு இழுக்கும். இவற்றை சமாளிக்க இந்த 1 கிலோவாட் சிஸ்டம் பத்தாது.
”எனக்கு எல்லாமே சோலாரில் ஓட வேண்டும்” என்றால் என்ன செய்வது?
இதற்கு குறைந்த பட்சம் 2 கிலோ வாட் சிஸ்டமாவது வேண்டும். இது தவிர, ‘சாஃப்ட் ஸ்டார்ட்” (Soft start) அல்லது ”மெதுவாக தொடங்கும்” சாதனம் தேவைப்படும். இதனால் விலை கொஞ்சம் அதிகமாகும். இதை வைத்து ஏசி, வாசிங் மெசின், வீட்டிற்கு போர்வெல் பம்பு ஓட்டலாம்.
வாட்டர் ஹீட்டருக்கு, நேரடியாக சோலார் வாட்டர் ஹீட்டர் பயன்படுத்துவதுதான் நல்லது. அது சுமார் ரூபாய் 15 ஆயிரம் அல்லது 20 ஆயிரம் ஆகலாம். சோலார் செல்லில் மின்சாரம் எடுத்து, பேட்டரியில் சேர்த்து, அப்புறம் சாப்ட் ஸ்டார்டர் வைத்து எலக்ட்ரிக் வாட்டர் ஹீட்டர் பயன்படுத்துவது “ரொம்ப ஓவர்” என்று நண்பர் சொன்னார்!
”மொத்தத்தில் நீங்கள் ரெகமண்ட் செய்வது என்ன” என்று கேட்டால், “வீட்டில் இருக்கும் விளக்குகள், மின் விசிறி , ஃப்ரிஜ், கம்ப்யூட்டர், டி.வி. , மிக்சி இதை எல்லாம் சோலாரில் ஓட்டுங்கள். ஏசி, வாசிங் மெசின் இதை எல்லாம் அரசு மின் இணைப்பில் ஓட்டுங்கள், அதுதான் சுலபம், எகனாமிகல்”.
”நாலு நாள் மேக மூட்டமாக இருந்தால் சோலார் கரண்டு வராதே, என்ன செய்வது?”
”உங்கள் வீட்டில் அரசு மின் இணைப்பு இருக்கட்டும், துண்டிக்க வேண்டாம். சோலார் மின்சாரம் இல்லாவிட்டால், தானாகவே (automatic) அரசு மின் இணைப்பு மூலம் மின்சாரம் வரும் வகையில் இணைப்பை கொடுக்கலாம். ”
அதாவது, பேட்டரியில் சார்ஜ் இருக்கும் வரை அரசு மின்சார மீட்டர் ஓடாது. பேட்டரி தீர்ந்து விட்டால், மீட்டர் ஓடும். மறுபடி பேட்டரி சார்ஜ் ஆனால், அரசு மீட்டர் ஓடாது என்ற வகையில் இருக்கும்.
இந்த பேட்டரிகள், ‘லோ மெயிண்டெனன்ஸ் ” (Low maintenance) என்ற வகையைச் சார்ந்தவை. வருடத்திற்கு ஆயிரம் ரூபாய் செலவில் “AMC" (annual maintenance contract) போட்டால், கம்பெனி ஆள் 6 மாதத்திற்கு ஒரு முறை வந்து இவற்றை கிளீன் செய்து செல்வார். இந்த பேட்டரியில் தண்ணீர் அல்லது ஆசிட் சேர்க்க வேண்டிய தேவை இருக்காது.
வியாபாரத்திற்கு: இதையே உங்கள் கடைக்கு சோலார் செல் மின்சாரம் வேண்டும் என்றால், மானியம் வீட்டுக்கு கிடைப்பது போலவே கிடக்கும். ஆனால் கடன் மட்டும் இவ்வளவு குறைந்த வட்டியில் கிடையாது. கமர்சியல் ரேட்டில்தான் கிடைக்கும்.
சோலார் செல் - சூரிய ஒளி பற்றி சில விவரங்கள்
சோலார் செல்லைப் பொருத்த வரை சூரிய ஒளி பற்றி நாம் தெரிந்து கொள்ள வேண்டிய சில (background) விவரங்களை இங்கே பார்க்கலாம். இந்தப் பதிவில் சோலார் செல் பற்றி அதிக தகவல்கள் இல்லை.
ஒளி என்பது ஒரு வகை ஆற்றல். ஒளியை போட்டான் துகள் (Photon) என்றும் சொல்லலாம். எல்லாப் பொருள்களிலும் எலக்ட்ரான் (electron) என்ற மின்னணு உண்டு. இந்த எலக்ட்ரானுக்கு கொஞ்சம் ஆற்றலைக் கொடுத்தால், அது ஒரு இடத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்திற்கு செல்ல முடியும். இப்படி எலக்ட்ரான் ஓடுவதைத்தான் நாம் மின்சாரம் என்று சொல்கிறோம். இப்படி ‘ஓடும் எலக்ட்ரானைக்' கொண்டு நமக்கு தேவையான வேலைகளைச் செய்ய முடியும். டி.வி. பார்ப்பதோ, மிக்சி போடுவதோ, ஏ.சி. போடுவதோ முடியும். சூரிய ஒளியை வைத்து நேரடியாக இப்படி செய்ய முடியாது என்பதால், நமக்கு பயனுள்ள வகையில் மின்சாரமாக இந்த சூரிய ஒளியை மாற்றவேண்டும். இப்படி ஒளி ஆற்றலை மின்சார ஆற்றலாக மாற்றுவதுதான் சோலார் செல்.
சோலார் செல் எப்படி வேலை செய்கிறது? ஒரு பொருளின் மீது ஒளி பட்டால், அதில் இருக்கும் எலக்ட்ரான்கள் அந்த ஒளியை உறிஞ்சலாம், அல்லது பிரதிபலிக்கலாம், அல்லது ‘கண்டுகொள்ளாமல்' அதை ஊடுருவி செல்ல அனுமதிக்கலாம். ஒளியை உறிஞ்சினால், அந்த ஆற்றலை வேறுவிதமாக மாற்றிவிடும். பெரும்பாலான் பொருள்கள், சூரிய ஒளியை வெப்பமாக மாற்றி விடும்.
இன்னும் சற்று விவரமாகப் பார்க்கலாம். ஒளி என்பதற்கு அலை நீளம் (wavelength) என்ற பண்பு உண்டு. எடுத்துக்காட்டாக, 400 நேனோ மீட்டர் (நேமீ) அலை நீளம் கொண்ட ஒளி ‘ஊதா நிற ஒளி'; 700 நே மீ. அலை நீளம் கொண்ட ஒளி ‘சிவப்பு நிற' ஒளி. என்பதற்கு ஒரு அலை நீளம் இருக்கும். சூரிய ஒளியில் பல வித ஒளிகளும் கலந்து இருக்கின்றன. மழை பெய்யும் பொழுது வானவில்லில் இருந்தும், பள்ளிக்கூடத்தில் முக்கோண வடிவில் இருக்கும் ப்ரிஸம் (prism) வைத்தும் இதை சுலபமாகப் புரிந்து கொள்ளலாம். சூரிய ஒளியில், இவை எல்லாம் ஒரே அளவில் இருப்பதில்லை. பூமியில் விழும் சூரிய ஒளியில், எந்த நிற ஒளி எவ்வளவு இருக்கிறது என்பதை விஞ்ஞானிகள் அளந்து கொடுத்திருக்கிறார்கள். இது சோலார் ஸ்பெக்ட்ரம் (Solar Spectrum) என்று சொல்லப் படும்.
செல்போன் ஸ்பெக்ட்ரம் ஊழல் என்று பேப்பரில் படித்திருப்பீர்கள். அதுவும், செல்போன் பேச எந்த அலை நீளங்களை, எந்த கம்பெனி பயன்படுத்தலாம் என்று தீர்மானிக்கும் விசயம். இப்படி பல அலைகள் சேர்ந்த தொகுப்பை பொதுவாக ஸ்பெக்ட்ரம் என்று சொல்வார்கள்.
கீழே இருக்கும் படத்தில் பூமியின் மேல்மட்டத்தில் (அதாவது சூரிய ஒளி நமது காற்று மண்டலத்தைத் தொடும்பொழுது) இருக்கும் ஆற்றல் அளவு மஞ்சள் நிறத்தில் இருக்கிறது. அப்புறம் அது காற்று மண்டலத்தை ஊடுருவி வரும்பொழுது, காற்றில் இருக்கும் தூசிகள் கொஞ்சம் ஒளியை சிதறடித்துவிடும். காற்றில் இருக்கும் நீராவியும், கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயுவும், ஆக்சிஜன் வாயுவும் சில குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களில் இருக்கும் ஒளியை உறிஞ்சிவிடும். நைட்ரஜன் வாயு இதில் எதையும் உறிஞ்சாது. மற்ற வாயுக்கள் குறைந்த அளவே இருப்பதால், அவை உறிஞ்சினாலும் அதிக பாதிப்பு இருக்காது. மிச்சம் இருக்கும் ஒளிதான் தரையில் நம்மை வந்து சேரும். இது சிவப்பு நிறத்தில் வரைபடத்தில் கொடுக்கப் பட்டு இருக்கிறது.
இந்தப் படம் விக்கியில் (wiki)இருந்து எடுக்கப்பட்டது.
இங்கு இன்னொரு விசயத்தையும் கவனிக்க வேண்டும். நம் கண்ணுக்கு தெரியும் ஒளி, 400 நேமீ லிருந்து 700 நேமீ வரைதான். ஆனால் இதைவிட குறைவான அலைநீளம் இருப்பது அல்ட்ரா வயலட் (UV) அல்லது புற ஊதாக் கதிர் ஆகும். அதிக அலை நீளம் இருப்பது இன்ஃப்ரா ரெட் (Infra Red) அல்லது அகச் சிவப்புக் கதிர்க் ஆகும். புற ஊதாக் கதிர் அதிக அளவில் நம் மீது பட்டால், கேன்சர் வர வாய்ப்பு அதிகம். காற்று மண்டலத்தில் (தரைமட்டத்தில் இல்லை, அதிக உயரத்தில்) ஓசோன் வாய் இருந்தால், இந்த புற ஊதாக் கதிர்களை உறிஞ்சிவிடும். படத்தில் 250 நேமீ அலை நீளத்தில் இதைப் பார்க்கலாம். ஓசோன் இல்லாவிட்டால், பிரச்சனை; இதைத்தான் ”ஓசோன் படலத்தில் ஓட்டை, நமக்கு அழிவு” என்று சில சமயத்தில் படிக்கிறோம்.
அகச்சிவப்பு கதிர்கள் நம் மீது பட்டால், அதை தோல் உறிஞ்சி வெப்பமாக மாற்றிவிடும். கண்ணுக்கு தெரியும் ஒளி மட்டும் பட்டால், அவ்வளவு இருக்காது. அதனால் தான் மொட்டை வெயிலில் நின்றால் சுடுகிறது. அதே ட்யூப் லைட் கீழே நின்றால் சுடுவதில்லை.
இன்னொரு விசயம் என்ன என்றால், இந்த ஸ்பெக்ட்ரத்தில், எந்த ரேஞ்சில் ஒளி அதிகமாக இருக்கிறதோ, அந்த ரேஞ்சில் தான் மனிதன், பறவை, விலங்கு என்று எல்லா உயிரினங்களின் கண்களுக்கும் தெரிகிறது. சில வண்டுகளுக்கும் கொஞ்சம் புற ஊதாவும், சில பறவைகளுக்கு கொஞ்சம் அகச்சிவப்பும் தெரியும், ஆனால் மொத்தத்தில் ஏறக்குறைய இந்த ரேஞ்சில்தான் எல்லா ஜீவராசிக்கும் கண் தெரியும். 200 நேமீக்கு கீழே அல்லது 1000 நேமீக்கு மேலே இருக்கும் ஒளியில் கண் தெரிந்தால் பூமியில் இருப்பவர்களுக்கு ஒரு பலனும் இல்லை. அதற்கேற்றமாதிரி, எல்லா உயிரினங்களுக்கும் கண்கள் இருக்கின்றன.
நல்ல சோலார் செல் என்றால் அதன் மேல் விழும் எல்லா ஒளியையும் மின்சாரமாக்க வேண்டும். அது நடைமுறையில் சாத்தியமில்லை. போனால் போகட்டும், கண்ணுக்கு தெரியும் அலை நீளத்தில் அதிக அளவு சூரிய ஒளி இருக்கிறது, அதையாவது மின்சாரமாக மாற்ற முடியுமா? என்று கேட்டால், இப்போதைக்கு எகனாமிகலாக செய்ய முடியாது. இது ஏன் என்பதை புரிந்து கொள்ள முதலில் சோலார் செல் எப்படி வேலை செய்கிறது என்பதை தெரிந்துகொள்ள வேண்டும். அடுத்த பதிவுகளில் சோலார் செல் எப்படி வேலை செய்கிறது, அதில் என்னென்ன வெரைட்டி இருக்கிறது என்பது பற்றி பார்க்கலாம். அப்புறம் மொத்த அலைவரிசையும் (கண்ணுக்கு தெரிவதையாவது) மின்சாரமாக்குவதில் என்ன தடைகள் இருக்கின்றன, தடைகளை நீக்க எந்த கோணத்தில் ஆராய்சிகள் நடக்கின்றன என்பது பற்றி பார்க்கலாம்.
ஒளி என்பது ஒரு வகை ஆற்றல். ஒளியை போட்டான் துகள் (Photon) என்றும் சொல்லலாம். எல்லாப் பொருள்களிலும் எலக்ட்ரான் (electron) என்ற மின்னணு உண்டு. இந்த எலக்ட்ரானுக்கு கொஞ்சம் ஆற்றலைக் கொடுத்தால், அது ஒரு இடத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்திற்கு செல்ல முடியும். இப்படி எலக்ட்ரான் ஓடுவதைத்தான் நாம் மின்சாரம் என்று சொல்கிறோம். இப்படி ‘ஓடும் எலக்ட்ரானைக்' கொண்டு நமக்கு தேவையான வேலைகளைச் செய்ய முடியும். டி.வி. பார்ப்பதோ, மிக்சி போடுவதோ, ஏ.சி. போடுவதோ முடியும். சூரிய ஒளியை வைத்து நேரடியாக இப்படி செய்ய முடியாது என்பதால், நமக்கு பயனுள்ள வகையில் மின்சாரமாக இந்த சூரிய ஒளியை மாற்றவேண்டும். இப்படி ஒளி ஆற்றலை மின்சார ஆற்றலாக மாற்றுவதுதான் சோலார் செல்.
சோலார் செல் எப்படி வேலை செய்கிறது? ஒரு பொருளின் மீது ஒளி பட்டால், அதில் இருக்கும் எலக்ட்ரான்கள் அந்த ஒளியை உறிஞ்சலாம், அல்லது பிரதிபலிக்கலாம், அல்லது ‘கண்டுகொள்ளாமல்' அதை ஊடுருவி செல்ல அனுமதிக்கலாம். ஒளியை உறிஞ்சினால், அந்த ஆற்றலை வேறுவிதமாக மாற்றிவிடும். பெரும்பாலான் பொருள்கள், சூரிய ஒளியை வெப்பமாக மாற்றி விடும்.
இன்னும் சற்று விவரமாகப் பார்க்கலாம். ஒளி என்பதற்கு அலை நீளம் (wavelength) என்ற பண்பு உண்டு. எடுத்துக்காட்டாக, 400 நேனோ மீட்டர் (நேமீ) அலை நீளம் கொண்ட ஒளி ‘ஊதா நிற ஒளி'; 700 நே மீ. அலை நீளம் கொண்ட ஒளி ‘சிவப்பு நிற' ஒளி. என்பதற்கு ஒரு அலை நீளம் இருக்கும். சூரிய ஒளியில் பல வித ஒளிகளும் கலந்து இருக்கின்றன. மழை பெய்யும் பொழுது வானவில்லில் இருந்தும், பள்ளிக்கூடத்தில் முக்கோண வடிவில் இருக்கும் ப்ரிஸம் (prism) வைத்தும் இதை சுலபமாகப் புரிந்து கொள்ளலாம். சூரிய ஒளியில், இவை எல்லாம் ஒரே அளவில் இருப்பதில்லை. பூமியில் விழும் சூரிய ஒளியில், எந்த நிற ஒளி எவ்வளவு இருக்கிறது என்பதை விஞ்ஞானிகள் அளந்து கொடுத்திருக்கிறார்கள். இது சோலார் ஸ்பெக்ட்ரம் (Solar Spectrum) என்று சொல்லப் படும்.
செல்போன் ஸ்பெக்ட்ரம் ஊழல் என்று பேப்பரில் படித்திருப்பீர்கள். அதுவும், செல்போன் பேச எந்த அலை நீளங்களை, எந்த கம்பெனி பயன்படுத்தலாம் என்று தீர்மானிக்கும் விசயம். இப்படி பல அலைகள் சேர்ந்த தொகுப்பை பொதுவாக ஸ்பெக்ட்ரம் என்று சொல்வார்கள்.
கீழே இருக்கும் படத்தில் பூமியின் மேல்மட்டத்தில் (அதாவது சூரிய ஒளி நமது காற்று மண்டலத்தைத் தொடும்பொழுது) இருக்கும் ஆற்றல் அளவு மஞ்சள் நிறத்தில் இருக்கிறது. அப்புறம் அது காற்று மண்டலத்தை ஊடுருவி வரும்பொழுது, காற்றில் இருக்கும் தூசிகள் கொஞ்சம் ஒளியை சிதறடித்துவிடும். காற்றில் இருக்கும் நீராவியும், கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயுவும், ஆக்சிஜன் வாயுவும் சில குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களில் இருக்கும் ஒளியை உறிஞ்சிவிடும். நைட்ரஜன் வாயு இதில் எதையும் உறிஞ்சாது. மற்ற வாயுக்கள் குறைந்த அளவே இருப்பதால், அவை உறிஞ்சினாலும் அதிக பாதிப்பு இருக்காது. மிச்சம் இருக்கும் ஒளிதான் தரையில் நம்மை வந்து சேரும். இது சிவப்பு நிறத்தில் வரைபடத்தில் கொடுக்கப் பட்டு இருக்கிறது.
இந்தப் படம் விக்கியில் (wiki)இருந்து எடுக்கப்பட்டது.
இங்கு இன்னொரு விசயத்தையும் கவனிக்க வேண்டும். நம் கண்ணுக்கு தெரியும் ஒளி, 400 நேமீ லிருந்து 700 நேமீ வரைதான். ஆனால் இதைவிட குறைவான அலைநீளம் இருப்பது அல்ட்ரா வயலட் (UV) அல்லது புற ஊதாக் கதிர் ஆகும். அதிக அலை நீளம் இருப்பது இன்ஃப்ரா ரெட் (Infra Red) அல்லது அகச் சிவப்புக் கதிர்க் ஆகும். புற ஊதாக் கதிர் அதிக அளவில் நம் மீது பட்டால், கேன்சர் வர வாய்ப்பு அதிகம். காற்று மண்டலத்தில் (தரைமட்டத்தில் இல்லை, அதிக உயரத்தில்) ஓசோன் வாய் இருந்தால், இந்த புற ஊதாக் கதிர்களை உறிஞ்சிவிடும். படத்தில் 250 நேமீ அலை நீளத்தில் இதைப் பார்க்கலாம். ஓசோன் இல்லாவிட்டால், பிரச்சனை; இதைத்தான் ”ஓசோன் படலத்தில் ஓட்டை, நமக்கு அழிவு” என்று சில சமயத்தில் படிக்கிறோம்.
அகச்சிவப்பு கதிர்கள் நம் மீது பட்டால், அதை தோல் உறிஞ்சி வெப்பமாக மாற்றிவிடும். கண்ணுக்கு தெரியும் ஒளி மட்டும் பட்டால், அவ்வளவு இருக்காது. அதனால் தான் மொட்டை வெயிலில் நின்றால் சுடுகிறது. அதே ட்யூப் லைட் கீழே நின்றால் சுடுவதில்லை.
இன்னொரு விசயம் என்ன என்றால், இந்த ஸ்பெக்ட்ரத்தில், எந்த ரேஞ்சில் ஒளி அதிகமாக இருக்கிறதோ, அந்த ரேஞ்சில் தான் மனிதன், பறவை, விலங்கு என்று எல்லா உயிரினங்களின் கண்களுக்கும் தெரிகிறது. சில வண்டுகளுக்கும் கொஞ்சம் புற ஊதாவும், சில பறவைகளுக்கு கொஞ்சம் அகச்சிவப்பும் தெரியும், ஆனால் மொத்தத்தில் ஏறக்குறைய இந்த ரேஞ்சில்தான் எல்லா ஜீவராசிக்கும் கண் தெரியும். 200 நேமீக்கு கீழே அல்லது 1000 நேமீக்கு மேலே இருக்கும் ஒளியில் கண் தெரிந்தால் பூமியில் இருப்பவர்களுக்கு ஒரு பலனும் இல்லை. அதற்கேற்றமாதிரி, எல்லா உயிரினங்களுக்கும் கண்கள் இருக்கின்றன.
நல்ல சோலார் செல் என்றால் அதன் மேல் விழும் எல்லா ஒளியையும் மின்சாரமாக்க வேண்டும். அது நடைமுறையில் சாத்தியமில்லை. போனால் போகட்டும், கண்ணுக்கு தெரியும் அலை நீளத்தில் அதிக அளவு சூரிய ஒளி இருக்கிறது, அதையாவது மின்சாரமாக மாற்ற முடியுமா? என்று கேட்டால், இப்போதைக்கு எகனாமிகலாக செய்ய முடியாது. இது ஏன் என்பதை புரிந்து கொள்ள முதலில் சோலார் செல் எப்படி வேலை செய்கிறது என்பதை தெரிந்துகொள்ள வேண்டும். அடுத்த பதிவுகளில் சோலார் செல் எப்படி வேலை செய்கிறது, அதில் என்னென்ன வெரைட்டி இருக்கிறது என்பது பற்றி பார்க்கலாம். அப்புறம் மொத்த அலைவரிசையும் (கண்ணுக்கு தெரிவதையாவது) மின்சாரமாக்குவதில் என்ன தடைகள் இருக்கின்றன, தடைகளை நீக்க எந்த கோணத்தில் ஆராய்சிகள் நடக்கின்றன என்பது பற்றி பார்க்கலாம்.
சோலார் செல் - எப்படி வேலை செய்கிறது
சோலார் செல் எப்படி வேலை செய்கிறது?
இதற்குள் டீடெய்லாகப் போகாமல், பொதுவாக நாம் யோசித்துப் பார்த்தாலே சில விசயங்கள் தெரியும். முதலில் சோலார் செல், சூரிய ஒளியை 'உறிஞ்ச' வேண்டும். சூரிய ஒளி என்பது பல அலைநீளங்களைக் கொண்டது என்பதால், சூரிய ஒளியில் ஒரு பகுதியையாவது உறிஞ்ச வேண்டும். அப்படி உறிஞ்சப் பட்ட ஆற்றல், அந்தப் பொருளில் இருக்கும் அணுவிலிருந்து கட்டுற்ற (அல்லது கட்டப்பட்டு இருக்கும்) எலக்ட்ரானை (bound electron) எடுத்து சுதந்திரமான/ கட்டுறா எலக்ட்ரானாக (free electron) மாற்ற வேண்டும். எலக்ட்ரான்கள் energy band என்ற ஆற்றல் பட்டைகளில் இருக்கும் என்பதை முன்னால் பார்த்திருக்கிறோம். ஒளியை உறிஞ்சி, கீழிருக்கும் ஆற்றல் பட்டைகளில் இருக்கும் எலக்ட்ரான், மேலிருக்கும் ஆற்றல் பட்டைக்கு போக வேண்டும். அப்படி போனால், கீழே இருக்கும் ஆற்றல் பட்டையில் hole என்ற ஒரு ‘ஓட்டையும்' உருவாகும். இது பாசிடிவ் சார்ஜ் என்று சொல்லலாம்.
அப்படி போன உடனே, மறுபடியும் கீழே திரும்பி வர வாய்ப்பு உண்டு. அப்படி வந்தால், ஆற்றலை ஒளியாகத் திருப்பிக் கொடுத்துவிடலாம், அல்லது பக்கத்தில் இருக்கும் அணுக்களுக்கு பகிர்ந்து கொடுக்கலாம். அப்படி பகிர்ந்து கொடுத்தால் அவற்றின் ஆட்டம் அல்லது அதிர்வுகள் அதிகமாகும். இன்னொரு விதத்தில் சொன்னால், இந்த ஆற்றல் வெப்பமாக மாறிவிடும். அதனால், நமக்கு மின்சாரம் கிடைக்காது. எலக்ட்ரானும் ஓட்டையும் (hole) சேர்ந்துவிடுவதால் நமக்கு பயன் இல்லை.
இதனால் இன்னொரு விசயமும் விளங்குகிறது. முதலில் ஒளியை உறிஞ்சி எலக்ட்ரானை மேலே தள்ள வேண்டும். இப்படி மேலே போன எலக்ட்ரானை உடனே கீழே வராமல், ‘சைடில்' தள்ள வேண்டும். எலக்ட்ரானும் holeஉம் மீண்டும் சேராமல் பிரிக்க வேண்டும். அப்படி பிரித்தால்தான், வெளியே இருக்கும் கம்பி வழியே அந்த எலக்ட்ரானை ஓட விட்டு, நம் வேலையை முடித்துக் கொண்டு அடுத்த பகுதி வழியாக hole உடன் சேர அனுமதிக்க வேண்டும். வெறுமனே ஒளியை உறிஞ்சும் திறன் மட்டும் இருந்தால் பத்தாது. வேறு விதமாகச் சொன்னால் எலக்ட்ரானை உசுப்பி விடவும் தெரியவேண்டும். அதற்கு கிக் ஏறி மேலே போனதும் அதை நம் காரியத்துக்கு பயன்படுத்தி கொள்ளவும் தெரிய வேண்டும்.
ஒவ்வொரு அலை நீளம் கொண்ட ஒளிக்கும், ஒரு ஆற்றல் இருக்கிறது. அதிகஅலை நீளம் இருந்தால் ஆற்றல் குறைவு. எலக்ட்ரானை மேலே இருக்கும் ஆற்றல் பட்டைக்கு தள்ள குறைந்த பட்சம் ஒரு ஆற்றல் தேவை. இதை ஆங்கிலத்தில் band gap என்று சொல்வார்கள். தமிழில் ஆற்றல் பட்டை இடைவெளி என்று சொல்லலாம்.
அதனால், எந்த ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளுக்கும் ஒரு குறிப்பிட்ட அலை நீளத்தை விட குறைவாக இருக்கும் அலைகளை மட்டுமே மின்சாரமாக மாற்ற வாய்ப்பு உண்டு.
இப்படி உறிஞ்சப்பட்ட அத்தனை ஆற்றலையும் மின்சாரமாக்க முடியாது. இதில் குறைந்த பட்சம் ஒரு அளவு, மீண்டும் ஒளியாக வெளியே நிச்சயமாக சென்று விடும். இதை radiative recombination loss (எலக்ட்ரான் hole உடன் மீண்டும் சேர்ந்து கதிர்வீச்சாக அல்லது ஒளியாக ஆற்றலை வெளியிடுகிறது. குவாண்டம் இயற்பியல் மூலம் இதை நிரூபிக்கலாம். என்னால் இப்போதைக்கு சமன்பாடுகளை எளிமைப் படுத்தி சொல்ல முடியவில்லை. அதனால் நம்பிக்கையில் எடுத்துக் கொள்ளுங்கள்.
சரி, முதலில் எல்லா அலைகளையும் ஒரு பொருளால் உறிஞ்ச முடியவில்லை, கொஞ்சம் தான் உறிஞ்சுகிறது.
அப்படி உறிஞ்சிய ஆற்றலை எலக்ட்ரானுக்கு கொடுத்தால், அதிலும் ஒரு பங்கு கண்டிப்பாக வெளியே போய்விடுகிறது. மிச்சம் இருக்கும் எலக்ட்ரானாவது முழுசா பயன்படுமா? இது அந்த பொருளால் எப்படிப் பட்ட மின்கடத்தி என்பதைப் பொறுத்தது. அது அவ்வளவாக மின்சாரத்தைக் கடத்தாவிட்டால், நாம் தயாரித்த மின்சாரத்தில் ஒரு பங்கை அதிலேயே இழந்து விடுவோம்.
இப்படி செய்ய செமிகண்டக்டர் என்ற குறைகடத்தி பயன்படுகிறது. சோலார் செல்லில் பெரும்பாலும் சிலிக்கன் பயன்படுத்தப் படுகிறது. அது ஓரளவு ஒளியை உறிஞ்சும். இப்போது காட்மியம் டெலுரைடு என்ற பொருள் ஒளியை அதிக அளவில் உறிஞ்சும் என்பதால் பயன்படுத்த படுகிறது. ஆனால், இந்த சோலார் செல் எதாவது விபத்தில் எரிந்தால் இதில் இருக்கும் காட்மியம் என்பது விஷமாக மாற வாய்ப்பு உண்டு. (இது பற்றி விவரம் சேகரிக்க வேண்டும்). இந்த காட்மியம் என்பது பல பாட்டரிகளிலும் இருக்கிறது. காட்மியம் டெலுரைடு சோலார் செல் விற்கும் கம்பெனிகளோ, ஒரு பேட்டரியில் இருக்கும் காட்மியத்தை விட ஒரு சோலார் பேனலில் (1 மீ x 1 மீ) இருக்கும் காட்மியத்தின் அளவு குறைவு, நீங்கள் குப்பையில் எரிக்காத பேட்டரியா? என்று கேட்கின்றன. எப்படி இருந்தாலும் இந்த முடிச்சு இருப்பதால் ஒரு முறைக்கு இரண்டு முறை எல்லாரும் யோசிக்கிறார்கள்.
இதை எல்லாம் விட சாயம் தடவிய சோலார் செல் (dye sensitized solar cell) என்ற வகை செல்லில் அதிக அளவு ஆராய்ச்சி நடக்கிறது. இது எப்படி வேலை செய்கிறது என்று கேட்டால், இதில் ஒரு குறைகடத்தி மேல் சாயம் தடவி விடுவார்கள். சாயம் சூரிய ஒளியை உறிஞ்சி, ஆற்றலை குறைகடத்திக்கு கொடுக்கும். குறைகடத்தியில் இருக்கும் எலக்ட்ரான் மேலே போய்விடும். ஒளியின் ஆற்றலை எலக்ட்ரானுக்கு கொடுக்க இது புரோக்கர் போல உதவுகிறது. இந்த வகை சோலார் செல் தயாரிப்பு விலை குறைவு. ஆனால் வருடக்கணக்கில் வேலை செய்யும் என்று சொல்ல முடியவில்லை. இதில் பலரும் ஆர்வத்துடன் ஆராய்ச்சி செய்கிறார்கள். இதில் ஏதாவது நல்ல கண்டுபிடிப்பு வந்தால், சோலார் செல்லில் வரும் மின்சாரத்தின் விலை கணிசமாகக் குறையும்.
சூரிய ஒளியில் பெரும்பாலான ஒளியைப் பயன்
படுத்த வேண்டும் என்றால், ஒவ்வொரு ரேஞ்சிலும் (அலை நீள ரேஞ்ச்) அதை நல்ல விதத்தில் மின்சாரமாக மாற்ற வேறு வேறு பொருள்கள் இருக்கின்றன. இவற்றை எல்லாம், ஒன்றன் மேல் ஒன்றாக வைத்தால், நல்ல படி மின்சாரம் தயாரிக்கலாம். எடுத்துக் காட்டாக, மேலிருக்கும் பொருள் ஒரு குறிப்பிட்ட அலைநீளத்தில் இருக்கும் ஒளியை மட்டும் உறிஞ்சிவிடும். அதை மின்சாரமாக்கிவிடும். மிச்சம் இருக்கும் ஒளி ஊடுருவி செல்லும். கீழே இருக்கும் பொருள் இந்த மிச்ச ஒளியில் ஒரு பகுதியை கறந்து மின்சாரமாக்கி விடும். அடுத்து இருக்கும் பொருள் மிச்சத்தை மின்சாரமாக்கும்.
இது கேட்பதற்கு சூப்பராக இருக்கிறது. நடைமுறையில் இப்படி பொருள்களை ஒன்றன் மேல் ஒன்று சரியான அளவு படிய வைத்து, இப்படி ஒவ்வொன்றிலும் வரும் மின்சாரத்தை சேதாரமில்லாமல் எடுப்பது அவ்வளவு சுலபமாக இல்லை. இதன் விலை மிக மிக அதிகம். ”பரவாயில்லை” என்று செய்தாலும் இவை நிறைய நாள் வருவதில்லை. இதிலும் ஆராய்ச்சி நடக்கிறது. விலை அதிகம் இருந்தாலும், திறன் நன்றாக இருந்து, ”பல வருடங்கள் உழைக்கும்” என்ற கியாரண்டியும் இருந்தால், இடப்பற்றாக்குறை இருக்கும் இடங்களில் (சாடிலைட் சோலார் செல் போன்ற இடங்களில்), இதற்கு நல்ல மார்க்கெட் இருக்கிறது.
இதற்குள் டீடெய்லாகப் போகாமல், பொதுவாக நாம் யோசித்துப் பார்த்தாலே சில விசயங்கள் தெரியும். முதலில் சோலார் செல், சூரிய ஒளியை 'உறிஞ்ச' வேண்டும். சூரிய ஒளி என்பது பல அலைநீளங்களைக் கொண்டது என்பதால், சூரிய ஒளியில் ஒரு பகுதியையாவது உறிஞ்ச வேண்டும். அப்படி உறிஞ்சப் பட்ட ஆற்றல், அந்தப் பொருளில் இருக்கும் அணுவிலிருந்து கட்டுற்ற (அல்லது கட்டப்பட்டு இருக்கும்) எலக்ட்ரானை (bound electron) எடுத்து சுதந்திரமான/ கட்டுறா எலக்ட்ரானாக (free electron) மாற்ற வேண்டும். எலக்ட்ரான்கள் energy band என்ற ஆற்றல் பட்டைகளில் இருக்கும் என்பதை முன்னால் பார்த்திருக்கிறோம். ஒளியை உறிஞ்சி, கீழிருக்கும் ஆற்றல் பட்டைகளில் இருக்கும் எலக்ட்ரான், மேலிருக்கும் ஆற்றல் பட்டைக்கு போக வேண்டும். அப்படி போனால், கீழே இருக்கும் ஆற்றல் பட்டையில் hole என்ற ஒரு ‘ஓட்டையும்' உருவாகும். இது பாசிடிவ் சார்ஜ் என்று சொல்லலாம்.
அப்படி போன உடனே, மறுபடியும் கீழே திரும்பி வர வாய்ப்பு உண்டு. அப்படி வந்தால், ஆற்றலை ஒளியாகத் திருப்பிக் கொடுத்துவிடலாம், அல்லது பக்கத்தில் இருக்கும் அணுக்களுக்கு பகிர்ந்து கொடுக்கலாம். அப்படி பகிர்ந்து கொடுத்தால் அவற்றின் ஆட்டம் அல்லது அதிர்வுகள் அதிகமாகும். இன்னொரு விதத்தில் சொன்னால், இந்த ஆற்றல் வெப்பமாக மாறிவிடும். அதனால், நமக்கு மின்சாரம் கிடைக்காது. எலக்ட்ரானும் ஓட்டையும் (hole) சேர்ந்துவிடுவதால் நமக்கு பயன் இல்லை.
இதனால் இன்னொரு விசயமும் விளங்குகிறது. முதலில் ஒளியை உறிஞ்சி எலக்ட்ரானை மேலே தள்ள வேண்டும். இப்படி மேலே போன எலக்ட்ரானை உடனே கீழே வராமல், ‘சைடில்' தள்ள வேண்டும். எலக்ட்ரானும் holeஉம் மீண்டும் சேராமல் பிரிக்க வேண்டும். அப்படி பிரித்தால்தான், வெளியே இருக்கும் கம்பி வழியே அந்த எலக்ட்ரானை ஓட விட்டு, நம் வேலையை முடித்துக் கொண்டு அடுத்த பகுதி வழியாக hole உடன் சேர அனுமதிக்க வேண்டும். வெறுமனே ஒளியை உறிஞ்சும் திறன் மட்டும் இருந்தால் பத்தாது. வேறு விதமாகச் சொன்னால் எலக்ட்ரானை உசுப்பி விடவும் தெரியவேண்டும். அதற்கு கிக் ஏறி மேலே போனதும் அதை நம் காரியத்துக்கு பயன்படுத்தி கொள்ளவும் தெரிய வேண்டும்.
ஒவ்வொரு அலை நீளம் கொண்ட ஒளிக்கும், ஒரு ஆற்றல் இருக்கிறது. அதிகஅலை நீளம் இருந்தால் ஆற்றல் குறைவு. எலக்ட்ரானை மேலே இருக்கும் ஆற்றல் பட்டைக்கு தள்ள குறைந்த பட்சம் ஒரு ஆற்றல் தேவை. இதை ஆங்கிலத்தில் band gap என்று சொல்வார்கள். தமிழில் ஆற்றல் பட்டை இடைவெளி என்று சொல்லலாம்.
அதனால், எந்த ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளுக்கும் ஒரு குறிப்பிட்ட அலை நீளத்தை விட குறைவாக இருக்கும் அலைகளை மட்டுமே மின்சாரமாக மாற்ற வாய்ப்பு உண்டு.
இப்படி உறிஞ்சப்பட்ட அத்தனை ஆற்றலையும் மின்சாரமாக்க முடியாது. இதில் குறைந்த பட்சம் ஒரு அளவு, மீண்டும் ஒளியாக வெளியே நிச்சயமாக சென்று விடும். இதை radiative recombination loss (எலக்ட்ரான் hole உடன் மீண்டும் சேர்ந்து கதிர்வீச்சாக அல்லது ஒளியாக ஆற்றலை வெளியிடுகிறது. குவாண்டம் இயற்பியல் மூலம் இதை நிரூபிக்கலாம். என்னால் இப்போதைக்கு சமன்பாடுகளை எளிமைப் படுத்தி சொல்ல முடியவில்லை. அதனால் நம்பிக்கையில் எடுத்துக் கொள்ளுங்கள்.
சரி, முதலில் எல்லா அலைகளையும் ஒரு பொருளால் உறிஞ்ச முடியவில்லை, கொஞ்சம் தான் உறிஞ்சுகிறது.
அப்படி உறிஞ்சிய ஆற்றலை எலக்ட்ரானுக்கு கொடுத்தால், அதிலும் ஒரு பங்கு கண்டிப்பாக வெளியே போய்விடுகிறது. மிச்சம் இருக்கும் எலக்ட்ரானாவது முழுசா பயன்படுமா? இது அந்த பொருளால் எப்படிப் பட்ட மின்கடத்தி என்பதைப் பொறுத்தது. அது அவ்வளவாக மின்சாரத்தைக் கடத்தாவிட்டால், நாம் தயாரித்த மின்சாரத்தில் ஒரு பங்கை அதிலேயே இழந்து விடுவோம்.
இப்படி செய்ய செமிகண்டக்டர் என்ற குறைகடத்தி பயன்படுகிறது. சோலார் செல்லில் பெரும்பாலும் சிலிக்கன் பயன்படுத்தப் படுகிறது. அது ஓரளவு ஒளியை உறிஞ்சும். இப்போது காட்மியம் டெலுரைடு என்ற பொருள் ஒளியை அதிக அளவில் உறிஞ்சும் என்பதால் பயன்படுத்த படுகிறது. ஆனால், இந்த சோலார் செல் எதாவது விபத்தில் எரிந்தால் இதில் இருக்கும் காட்மியம் என்பது விஷமாக மாற வாய்ப்பு உண்டு. (இது பற்றி விவரம் சேகரிக்க வேண்டும்). இந்த காட்மியம் என்பது பல பாட்டரிகளிலும் இருக்கிறது. காட்மியம் டெலுரைடு சோலார் செல் விற்கும் கம்பெனிகளோ, ஒரு பேட்டரியில் இருக்கும் காட்மியத்தை விட ஒரு சோலார் பேனலில் (1 மீ x 1 மீ) இருக்கும் காட்மியத்தின் அளவு குறைவு, நீங்கள் குப்பையில் எரிக்காத பேட்டரியா? என்று கேட்கின்றன. எப்படி இருந்தாலும் இந்த முடிச்சு இருப்பதால் ஒரு முறைக்கு இரண்டு முறை எல்லாரும் யோசிக்கிறார்கள்.
இதை எல்லாம் விட சாயம் தடவிய சோலார் செல் (dye sensitized solar cell) என்ற வகை செல்லில் அதிக அளவு ஆராய்ச்சி நடக்கிறது. இது எப்படி வேலை செய்கிறது என்று கேட்டால், இதில் ஒரு குறைகடத்தி மேல் சாயம் தடவி விடுவார்கள். சாயம் சூரிய ஒளியை உறிஞ்சி, ஆற்றலை குறைகடத்திக்கு கொடுக்கும். குறைகடத்தியில் இருக்கும் எலக்ட்ரான் மேலே போய்விடும். ஒளியின் ஆற்றலை எலக்ட்ரானுக்கு கொடுக்க இது புரோக்கர் போல உதவுகிறது. இந்த வகை சோலார் செல் தயாரிப்பு விலை குறைவு. ஆனால் வருடக்கணக்கில் வேலை செய்யும் என்று சொல்ல முடியவில்லை. இதில் பலரும் ஆர்வத்துடன் ஆராய்ச்சி செய்கிறார்கள். இதில் ஏதாவது நல்ல கண்டுபிடிப்பு வந்தால், சோலார் செல்லில் வரும் மின்சாரத்தின் விலை கணிசமாகக் குறையும்.
சூரிய ஒளியில் பெரும்பாலான ஒளியைப் பயன்
படுத்த வேண்டும் என்றால், ஒவ்வொரு ரேஞ்சிலும் (அலை நீள ரேஞ்ச்) அதை நல்ல விதத்தில் மின்சாரமாக மாற்ற வேறு வேறு பொருள்கள் இருக்கின்றன. இவற்றை எல்லாம், ஒன்றன் மேல் ஒன்றாக வைத்தால், நல்ல படி மின்சாரம் தயாரிக்கலாம். எடுத்துக் காட்டாக, மேலிருக்கும் பொருள் ஒரு குறிப்பிட்ட அலைநீளத்தில் இருக்கும் ஒளியை மட்டும் உறிஞ்சிவிடும். அதை மின்சாரமாக்கிவிடும். மிச்சம் இருக்கும் ஒளி ஊடுருவி செல்லும். கீழே இருக்கும் பொருள் இந்த மிச்ச ஒளியில் ஒரு பகுதியை கறந்து மின்சாரமாக்கி விடும். அடுத்து இருக்கும் பொருள் மிச்சத்தை மின்சாரமாக்கும்.
இது கேட்பதற்கு சூப்பராக இருக்கிறது. நடைமுறையில் இப்படி பொருள்களை ஒன்றன் மேல் ஒன்று சரியான அளவு படிய வைத்து, இப்படி ஒவ்வொன்றிலும் வரும் மின்சாரத்தை சேதாரமில்லாமல் எடுப்பது அவ்வளவு சுலபமாக இல்லை. இதன் விலை மிக மிக அதிகம். ”பரவாயில்லை” என்று செய்தாலும் இவை நிறைய நாள் வருவதில்லை. இதிலும் ஆராய்ச்சி நடக்கிறது. விலை அதிகம் இருந்தாலும், திறன் நன்றாக இருந்து, ”பல வருடங்கள் உழைக்கும்” என்ற கியாரண்டியும் இருந்தால், இடப்பற்றாக்குறை இருக்கும் இடங்களில் (சாடிலைட் சோலார் செல் போன்ற இடங்களில்), இதற்கு நல்ல மார்க்கெட் இருக்கிறது.
சோலார் செல் -Tracking (திசை மாற்றுவது, நகர்த்தல் )
சோலார் செல்லை எப்படி வைக்க வேண்டும்? அப்படியே வீட்டு மொட்டை மாடியில் படுக்க வைக்கலாமா? எந்த கோணத்தில் வைப்பது? என்ற கேள்விகள் வரும். சூரியன் காலையில் கிழக்கே உதித்து மாலையில் மேற்கே மறைகிறது. சோலார் செல்லும் காலை முதல் மாலை வரை சூரியனைப் பார்த்து திரும்பிக் கொண்டே இருந்தால், சூரியகாந்திப் பூவைப் போல இருந்தால், அதிக மின்சாரம் கிடைக்கும்.
இது தவிர, ஒவ்வொரு சீசனிலும், சூரியன் இருக்கும் திசை கொஞ்சம் மாறும். இதற்கு ஏற்றவாறு கோணத்தை மாற்ற வேண்டும்.
தவிர, இந்தியாவில் இருப்பவர்களும், ஆஸ்திரேலியாவில் இருப்பவர்களும், ஒரே கோணத்தில் இதை வைக்கக் கூடாது. நாம் உலகத்தில் வேறு வேறு இடங்களில் இருப்பதால், இது மாறும். இந்தியாவில் மே, ஜூன் மாதம் வெயில் காலம் என்றால், ஆஸ்திரேலியாவில் அது குளிர்காலம். இதை எல்லாம் யோசித்து சரியான கோணத்தில் சோலார் செல்லை வைக்க வேண்டும். அதன் திசையையும் மாற்றிக்கொண்டே இருக்க வேண்டும்.
அப்படி செய்தால், அதிக அளவு திறன் கிடைக்கும். ஆனால் கூடவே பிரச்சனையும் வரும். இப்படி சோலார் செல்லின் திசையை மாற்றும் கருவிக்கு tracker என்று சொல்வார்கள். தமிழில் திசைமாற்றும் கருவி என்று சொல்லலாம். இதில் கூட பல வகைகள் உண்டு. காலை முதல் மாலை வரை திசையை மாற்றுவது ‘ஒரு திசை மாற்றும் கருவி' (one axis tracker). காலை-மாலையும் மாற்றும், சீசனுக்கு ஏற்றவாறு மாற்றும் என்பது இருதிசை மாற்றும் கருவி (two axis tracker). இதில் ஆடோமேடிக், மானுவல் என்று இரு வகை உண்டு.
இப்படி திசைமாற்றும் கருவியைப் பயன்படுத்தினால் என்ன லாபம்? நமக்கு உடனடியாகத் தெரிவது, ஒரு சோலார் பேனலை வைத்து அதிக மின்சாரம் தயாரிக்கலாம். சோலார் பேனலின் விலை அதிகம், திசைமாற்றும் கருவியின் விலை குறைவு. இது தவிர இன்னொரு நுணுக்கமான விசயமும் இருக்கிறது. இதை ஒரு எடுத்துக்காட்டுடன் பார்க்கலாம்.
திசைமாறாத நிலையான (fixed) சோலார் செல் பயன்படுத்தினால், உங்கள் வீட்டிற்கு மின்சாரம் கொடுக்க ஐந்து சோலார் பேனல் வேண்டும் என்று வைத்துக் கொள்வோம். இது நடுப்பகலில் 1000 வாட் மின்சாரம் தரும். இந்த மின்சாரம் DC மின்சாரம் ஆகும். மற்ற நேரங்களில் குறந்த அளவு மின்சாரம் தரும். நீங்கள், வீட்டிற்கு பயன்படுத்தும் மின்சாரம் AC மின்சாரம் என்பதால், 1000 வாட் DC மின்சாரத்தை AC மின்சாரமாக்கும் கருவி வேண்டும்.
இதே திசைமாற்றும் கருவிகளுடன் சோலார் செல் பயன்படுத்தினால், நான்கு பேனலே போதும். இது நடுப்பகலில் 800 வாட் மின்சாரம் தரும். மற்ற நேரங்களில், நிலையான (fixed) சோலார் செல்லை விட அதிக அளவு (ஆனால் 800 வாட் அல்லது குறைவாகத்தான்) மின்சாரம் தரும். ஒரு நாள் முழுவதும் கணக்கெடுத்துப் பார்த்தால் இரண்டும் மொத்தத்தில் ஒரே அளவு மின்சாரம் தரும். இந்த சிஸ்டம் காலை முதல் மாலை வரை சூரிய காந்திப் பூவைப்போல சோலார் பேனலைத் திருப்புவதால் நான்கு பேனல்களிலேயே தேவையான அளவு மின்சாரத்தை எடுத்துவிடுகிறது. ஆனால் peak மின்சாரம் 800 வாட்தான் இருக்கும்.
இதனால் என்ன பயன் என்றால், நமக்கு 800 வாட் DC மின்சாரத்தை AC மின்சாரமாக்கும் கருவி இருந்தால் போதும். இந்த எடுத்துக்காட்டில் இது பெரிய விசயம் இல்லை. ஆனால் பெரிய அளவில் செய்யும்போது, இதில் நிறைய செலவு மிச்சமாகும்.
சரி அப்போ எல்லோரும் இதைப் பயன்படுத்தலாமே? இதை பயன்படுத்துவதில் என்ன குறை?
ஆட்டோமேடிக் வேலை செய்ய மின்சாரம் தேவைப்படும்! மானுவல் என்றால் பல தொழிலாளிகளுக்கு வேலை கிடைக்கும், ஆனால், ஒரு நாள் அவர்கள் ‘வேலை நிறுத்தம்' என்று சொன்னால் ஒன்றும் செய்ய முடியாது! இது எல்லாம் பெரிய விசயம் இல்லை, இது எல்லாத் தொழில்களிலும் இருப்பதுதான். முக்கியமான பிரச்சனை என்ன என்றால், இவை எல்லாம் ‘மெக்கானிகல் பார்ட்ஸ்'. நாலைந்து வருடம் கழித்து மாற்ற வேண்டி வரும். சோலார் செல்லுக்கு 20 அல்லது 25 வருடம் கியாரண்டி தருவது போல இதற்கு தர முடியாது. ஐந்து வருடம் கழித்து, இதை மாற்ற வேண்டிய செலவையும் கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ள வேண்டும். இப்படி செய்தால், பல சமயங்களில் இதனால் பெரிய லாபம் இருப்பதாகத் தெரியவில்லை. “எனக்கு தலைவலி வேண்டாம், மெயிண்டெனென்ஸ் எல்லாம் செய்ய வேண்டாம்” என்றால் திசை மாற்றும் கருவி பயன்படுத்த வேண்டாம்.
தலைவலி இல்லாமல், மெயிண்டெனென்ஸ் இல்லாமல் பல வருடங்கள் தொடர்ந்து உழைக்கும் திசை மாற்றும் கருவிகளை செய்வது எப்படி என்ற கோணத்திலும் ஆராய்ச்சி நடக்கிறது.
சோலார் செல் ஆராய்ச்சியில் தற்போதைய சூடான செய்தி, அமெரிக்காவில் MIT பல்கலைக் கழகத்தில், ஒரு காகிதத்தின் மேல், கலவைகளைத் தடவி சோலார் செல் தயாரித்திருக்கிறார்கள். இந்த ரசாயனக் கலவைகளத் தடவ, இங்க்-ஜெட் ப்ரிண்டர் பயன்படுத்தி இருக்கிறார்கள். (உள்ளே இங்க்கை எடுத்துவிட்டு, ரசாயனத்தை வைப்பார்கள். வேண்டிய இடத்தில் இது ப்ரிண்ட் செய்யும், அதாவது கலவையைப் படிய வைக்கும்). இதை கமர்சியலாகக் கொண்டு வர 10 வருடங்களுக்கு மேல் ஆகும் என்று சொல்கிறார்கள்
இது தவிர, ஒவ்வொரு சீசனிலும், சூரியன் இருக்கும் திசை கொஞ்சம் மாறும். இதற்கு ஏற்றவாறு கோணத்தை மாற்ற வேண்டும்.
தவிர, இந்தியாவில் இருப்பவர்களும், ஆஸ்திரேலியாவில் இருப்பவர்களும், ஒரே கோணத்தில் இதை வைக்கக் கூடாது. நாம் உலகத்தில் வேறு வேறு இடங்களில் இருப்பதால், இது மாறும். இந்தியாவில் மே, ஜூன் மாதம் வெயில் காலம் என்றால், ஆஸ்திரேலியாவில் அது குளிர்காலம். இதை எல்லாம் யோசித்து சரியான கோணத்தில் சோலார் செல்லை வைக்க வேண்டும். அதன் திசையையும் மாற்றிக்கொண்டே இருக்க வேண்டும்.
அப்படி செய்தால், அதிக அளவு திறன் கிடைக்கும். ஆனால் கூடவே பிரச்சனையும் வரும். இப்படி சோலார் செல்லின் திசையை மாற்றும் கருவிக்கு tracker என்று சொல்வார்கள். தமிழில் திசைமாற்றும் கருவி என்று சொல்லலாம். இதில் கூட பல வகைகள் உண்டு. காலை முதல் மாலை வரை திசையை மாற்றுவது ‘ஒரு திசை மாற்றும் கருவி' (one axis tracker). காலை-மாலையும் மாற்றும், சீசனுக்கு ஏற்றவாறு மாற்றும் என்பது இருதிசை மாற்றும் கருவி (two axis tracker). இதில் ஆடோமேடிக், மானுவல் என்று இரு வகை உண்டு.
இப்படி திசைமாற்றும் கருவியைப் பயன்படுத்தினால் என்ன லாபம்? நமக்கு உடனடியாகத் தெரிவது, ஒரு சோலார் பேனலை வைத்து அதிக மின்சாரம் தயாரிக்கலாம். சோலார் பேனலின் விலை அதிகம், திசைமாற்றும் கருவியின் விலை குறைவு. இது தவிர இன்னொரு நுணுக்கமான விசயமும் இருக்கிறது. இதை ஒரு எடுத்துக்காட்டுடன் பார்க்கலாம்.
திசைமாறாத நிலையான (fixed) சோலார் செல் பயன்படுத்தினால், உங்கள் வீட்டிற்கு மின்சாரம் கொடுக்க ஐந்து சோலார் பேனல் வேண்டும் என்று வைத்துக் கொள்வோம். இது நடுப்பகலில் 1000 வாட் மின்சாரம் தரும். இந்த மின்சாரம் DC மின்சாரம் ஆகும். மற்ற நேரங்களில் குறந்த அளவு மின்சாரம் தரும். நீங்கள், வீட்டிற்கு பயன்படுத்தும் மின்சாரம் AC மின்சாரம் என்பதால், 1000 வாட் DC மின்சாரத்தை AC மின்சாரமாக்கும் கருவி வேண்டும்.
இதே திசைமாற்றும் கருவிகளுடன் சோலார் செல் பயன்படுத்தினால், நான்கு பேனலே போதும். இது நடுப்பகலில் 800 வாட் மின்சாரம் தரும். மற்ற நேரங்களில், நிலையான (fixed) சோலார் செல்லை விட அதிக அளவு (ஆனால் 800 வாட் அல்லது குறைவாகத்தான்) மின்சாரம் தரும். ஒரு நாள் முழுவதும் கணக்கெடுத்துப் பார்த்தால் இரண்டும் மொத்தத்தில் ஒரே அளவு மின்சாரம் தரும். இந்த சிஸ்டம் காலை முதல் மாலை வரை சூரிய காந்திப் பூவைப்போல சோலார் பேனலைத் திருப்புவதால் நான்கு பேனல்களிலேயே தேவையான அளவு மின்சாரத்தை எடுத்துவிடுகிறது. ஆனால் peak மின்சாரம் 800 வாட்தான் இருக்கும்.
இதனால் என்ன பயன் என்றால், நமக்கு 800 வாட் DC மின்சாரத்தை AC மின்சாரமாக்கும் கருவி இருந்தால் போதும். இந்த எடுத்துக்காட்டில் இது பெரிய விசயம் இல்லை. ஆனால் பெரிய அளவில் செய்யும்போது, இதில் நிறைய செலவு மிச்சமாகும்.
சரி அப்போ எல்லோரும் இதைப் பயன்படுத்தலாமே? இதை பயன்படுத்துவதில் என்ன குறை?
ஆட்டோமேடிக் வேலை செய்ய மின்சாரம் தேவைப்படும்! மானுவல் என்றால் பல தொழிலாளிகளுக்கு வேலை கிடைக்கும், ஆனால், ஒரு நாள் அவர்கள் ‘வேலை நிறுத்தம்' என்று சொன்னால் ஒன்றும் செய்ய முடியாது! இது எல்லாம் பெரிய விசயம் இல்லை, இது எல்லாத் தொழில்களிலும் இருப்பதுதான். முக்கியமான பிரச்சனை என்ன என்றால், இவை எல்லாம் ‘மெக்கானிகல் பார்ட்ஸ்'. நாலைந்து வருடம் கழித்து மாற்ற வேண்டி வரும். சோலார் செல்லுக்கு 20 அல்லது 25 வருடம் கியாரண்டி தருவது போல இதற்கு தர முடியாது. ஐந்து வருடம் கழித்து, இதை மாற்ற வேண்டிய செலவையும் கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ள வேண்டும். இப்படி செய்தால், பல சமயங்களில் இதனால் பெரிய லாபம் இருப்பதாகத் தெரியவில்லை. “எனக்கு தலைவலி வேண்டாம், மெயிண்டெனென்ஸ் எல்லாம் செய்ய வேண்டாம்” என்றால் திசை மாற்றும் கருவி பயன்படுத்த வேண்டாம்.
தலைவலி இல்லாமல், மெயிண்டெனென்ஸ் இல்லாமல் பல வருடங்கள் தொடர்ந்து உழைக்கும் திசை மாற்றும் கருவிகளை செய்வது எப்படி என்ற கோணத்திலும் ஆராய்ச்சி நடக்கிறது.
சோலார் செல் ஆராய்ச்சியில் தற்போதைய சூடான செய்தி, அமெரிக்காவில் MIT பல்கலைக் கழகத்தில், ஒரு காகிதத்தின் மேல், கலவைகளைத் தடவி சோலார் செல் தயாரித்திருக்கிறார்கள். இந்த ரசாயனக் கலவைகளத் தடவ, இங்க்-ஜெட் ப்ரிண்டர் பயன்படுத்தி இருக்கிறார்கள். (உள்ளே இங்க்கை எடுத்துவிட்டு, ரசாயனத்தை வைப்பார்கள். வேண்டிய இடத்தில் இது ப்ரிண்ட் செய்யும், அதாவது கலவையைப் படிய வைக்கும்). இதை கமர்சியலாகக் கொண்டு வர 10 வருடங்களுக்கு மேல் ஆகும் என்று சொல்கிறார்கள்
சோலார் செல் -சில அறிவியல் நுணுக்கங்கள் (MPPT)
இந்தப் பதிவில், சோலார் செல்லுக்கும் பேட்டரிக்கும் இருக்கும் வித்தியாசம் என்ன மற்றும், சோலார் செல்லில் மின்சாரம் எடுப்பதில் இருக்கும் ஒரு சில நுணுக்கங்களைப் பார்க்கலாம்.
சோலார் செல் ஒரு பேட்டரி மாதிரி பயன்படுத்தலாமா? இரண்டுமே டி.சி. (DC) கரண்ட் தருவதால், இரண்டும் ஒரே மாதிரியா?
சோலார் செல்லுக்கும், பேட்டரிக்கும் சில ஒற்றுமைகள் உண்டு. ஆனால், இரண்டுக்கும் என்ன வித்தியாசம் என்று கேட்டால், பேட்டரி (முடிந்த வரை) ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னழுத்தம்/வோல்டேஜ் /voltage கொடுக்கும். சோலார் செல் முடிந்த வரை ஒரு குறிப்பிட்ட மின்சாரத்தை (கரண்டை) கொடுக்கும்.
காரில் இருக்கும், ‘லெட்-ஆசிட்’ (Lead Acid) என்ற அமில பேட்டரியை எடுத்தால், அது முழு மின்னேற்றத்தில் ( Full Charge - புல் சார்ஜில்) இருந்தால், அதிக மின்சாரத்தை (current-கரண்டு) கொடுக்கும். மின் பளுவை (Load - லோடு) மாற்றினால், அதற்கேற்ற மாதிரி மின்சாரம் (current-கரண்டு) மாறும். ஓரளவுக்கு மேல் மின்சாரம் தேவைப்பட்டால், (அதாவது Battery Capacity-பேட்டரி கெபாசிடிக்கு மேல் தேவைப்பட்டால்), பேட்டரியால் முடியாது. மற்றபடி, அதன் Capacity-கெபாசிடிக்குள் செயல்பட்டால், ஒரே மின்னடுத்தத்தில் (voltage-வோல்டேஜில்), தேவைக்கு ஏற்ப மின்சாரம் மாறும்.
மின்கல மின்னேற்றம் (Battery Charge பேட்டரி சார்ஜ்) கம்மியானால், அதன் அதிகபட்ச மின்னேற்றம் (maximum capacity மேக்சிமம் கெபாசிடி) கம்மியாகும். மின்னழுத்தம் (voltage வோல்டேஜ்) ஏறக்குறைய ஒரே அளவில் (லெவலில்) இருக்கும். ஏறக்குறைய முழுதாக (கம்ப்ளீட்டாக) சார்ஜ் தீரும் என்ற நிலையில் தான் மின்கலத்தின் மின்னழுத்தம் (battery voltage )குறையும். மற்ற படி சாதாரணமாக அது ஒரே மின்னழுத்தம் தரும். ( Voltage will be maintained) மொத்தத்தில் பேட்டரியை ‘வோல்டேஜ் சோர்ஸ்’ (voltage source) அல்லது ‘மின்னழுத்தம் தரும் கருவி’ என்று சொல்லலாம்.
சோலார் செல்லின் மீது ஒளி விழும்போது, அது குறிப்பிட்ட அளவு மின்சாரம் கொடுக்கும். அந்த சமயம் சோலார் செல்லுக்கு பளு (electrical load) கொடுத்தால் (எ.கா. ஒரு மின்சார விளக்கை அல்லது சிறிய மின்விசிறியை ஓட விட்டால்), அது தேவையான அளவு மின்னழுத்தத்தை (voltage) மாற்றிக் கொள்ளும். அதன் திறனுக்கும் (within its capacity) செயல்பட்டால், மின்சாரத்தை அதே அளவு கொடுத்து செய்து, மின்னழுத்தத்தை மாற்றிக் கொடுக்கும். எ.கா. ஒரு சோலார் செல் , நல்ல சூரிய ஒளியில் 6 ஆம்பியர் மின்சாரம்கொடுக்கலாம். அதில் நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை (optimum point) 16 வோல்ட் , அதிகபட்ச மின்னழுத்தம் (maximum voltage) 20 வோல்ட் என்று இருக்கும்.
இந்த சோலார் செல்லில் ஒரு ஓம் (ohm) மின் தடை (Resistance) வைத்தால் , 6 வோல்ட் மின்னழுத்தம் கிடைக்கும். இரண்டு ஓம் வைத்தால், 12 வோல்ட் இருக்கும். 10 ஒம் வைத்தால் 60 வோல்ட் வராது. இதன் அதிகபட்ச மின்னழுத்தம் (Maximum voltage) 20 வோல்ட் என்பதால், இதில் மின்சாரமே போகாது.
சோலார் செல்லில் மீது படும் ஒளி குறைந்து விட்டால், அதில் வரும் மின்சாரம் கம்மியாகும் (6 லிருந்து 5 அல்லது 4 ஆம்பியர் ஆகலாம்). ஆனால், முடிந்த வரை, அதே 4 ஆம்பியர் மின்சாரத்தை தர பார்க்கும். இதனால், சோலார் செல்லை ’மின்சாரம் வழங்கும் கருவி’ (current source) என்று சொல்லலாம்.
சந்தடி சாக்கில் ‘நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை Optimum point' என்று ஒன்றை சொன்னேன். அது என்ன ”நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை”? இந்த நிலையில் , அதிகபட்ச திறன் (பவர்) கிடைக்கும். சோலார் செல்லை இந்த நிலையில்செயல்படுத்தினால் தான் நல்லது. இது பற்றிய விவரம் கீழே பார்க்கலாம்.
சோலார் செல்லை ஒரு மின்சாரம் தரும் கருவி என்றும் அது முடிந்த வரை ஒரே அளவு மின்சாரம் தரும் என்றும் பார்த்தோம். பேட்டரியும் ஒரு மின்னழுத்தம் தரும் கருவி (வோல்டேஜ் சோர்ஸ்) என்று சொன்னோம். இவை ஒரளவுதான் உண்மை. ஒரு சோலார் செல்லில், (குறிப்பிட்ட அளவு சூரிய ஒளி விழும்போது), அதில் ஒரு மின் தடை (Resistance) இணைத்தால், அதில் எவ்வளவு மின்னழுத்தம் வரும், எவ்வளவு மின்சாரம் வரும்? இது மின் தடையின் அளவைப் பொறுத்தது. மின் தடை மிகக் குறைவாக (ஏறக்குறைய பூஜ்யமாக) இருந்தால், அதிக பட்ச மின்சாரம் வரும். அதே சமயம் மின்னழுத்தம் , ஏறக்குறைய பூஜ்யமாக இருக்கும். இதை சார்ட்- சர்க்யூட் – கரண்டு (Short circuit current) என்று சொல்வார்கள். இப்படி அதிகபட்சமாக வரும் மின்சாரம் இந்த உதாரணத்தில் 7 ஆம்பியர் ஆகும்.
மின் தடையை கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அதிகரித்தால், மின்சாரம் கொஞ்சம் குறையும். ஆனால், முடிந்த வரை ஆறு ஆம்பியருக்கு பக்கம் இருக்கும். மின் தடையை அதிகரிக்கும் பொழுது, மின்னழுத்தமும் கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அதிகமாகும். இதை இந்தப் படத்தில் சிவப்பு நிற கோட்டில் பார்க்கலாம்.
இப்படி அதிகமாக்கிக் கொண்டு போகும்போது, 2.7 ஓம் மின் தடை வைத்தால், அதில் 16 வோல்டேஜ் மின்னழுத்தம் வரும், அப்போது 6 ஆம்பியர் மின்சாரம் வரும். இதில் எவ்வளவு மின் திறன் (Power) வருகிறது என்றால் 96 வாட்ஸ் (Watts) ஆகும். (6 * 16 = 96).
இதை விட குறைந்த மின் தடை இருக்கும்போது, மின்னழுத்தம் கம்மியாக இருக்கும். மின்சாரம் சுமார் 6 அல்லது 6.5 ஆம்பியர் இருக்கும். மின் திறன் (power) கம்மியாகும்.
இதை விட அதிக மின் தடை வைத்தால் என்ன ஆகும்? இப்போது, மின்சார பேட்டரியை நினைவு படுத்திக் கொள்ளுங்கள். காரில் பேட்டரியின் அளவுக்கு மேல் அதிகமாக மின்சாரம் இழுத்தால், பேட்டரி திணறும். மின்னழுத்தம் போதுமான அளவு வராது. ரொம்ப அதிகமாக இழுத்தால், பேட்டரி மண்டையைப் போட்டுவிடும், மின்னழுத்தம் (voltage) மற்றும் மின்சாரம் (current) வரவே வராது.
அதைப் போலவே, இந்த சோலார் செல்லில், 2.7 ஓமிற்கு மேல் மின் தடை வைத்தால், இதன் மின்சாரம் குறையும். மின்னழுத்தம் 16 வோல்டேஜுக்கு மேல் அதிகமாக இருக்கும், ஆனால் மின்சாரம் ‘டமால்’ என்று குறையும். அதனால் மின் திறன் குறையும். இதற்கு மேல் கொஞ்சம் கொஞ்சமாக மின் தடையை ஏற்றினால் கூட, மின்சாரமானது , வதந்தியில் அகப்பட்ட பங்கு சந்தை சரிவது போல குறையும். மொத்தத்தில் மின் திறன் என்கிற ‘பவர்’ குறைந்து விடும். இதற்கு அதிகமான மின் தடை (ரெசிஸ்டென்ஸ்/ லோடு) பயன்படுத்தினால், என்ன வரும் என்பதை பச்சை நிற கோட்டில் பார்க்கலாம். இப்படி மின் தடையை அதிகப் படுத்திக் கொண்டே போனால், மின்சாரம் குறைந்து கொண்டே வரும், அதே சமயம் மின்னழுத்தம் கொஞ்சம் அதிகமாகும். ஆனால், இந்த சோலார் செல் கொடுக்கக் கூடிய அதிக பட்ச மின்னழுத்தம் 20 வோல்ட் ஆகும். இதற்கு ‘ஓபன் சர்க்யூட் வோல்டேஜ்’ என்று பெயர். நீங்கள் 10 லட்சம் ஒம் மின் தடை பயன்படுத்தினால் கூட, மின்சாரம்மிகக் குறைவாக இழுத்தால் கூட, இந்த செல்லால், 20 வோல்ட் தான் சப்ளை செய்ய முடியும்.
இதனால் தான் 16 வோல்ட், 6 ஆம்ப் என்பது, இந்த சோலார் செல்லிற்கு, ஒரு குறிப்பிட்ட சூரிய ஒளியில், 'நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை’ அல்லது ஆப்டிமம் பாயிண்ட். இதில் செயல்படுத்த 2.7 ஓம் லோடு பயன்படுத்த வேண்டும்.
சோலார் செல்லில் வரும் அதிக பட்ச மின்சாரம் அதில் விழும் சூரிய ஒளியைப் பொறுத்தது. ஒளி அதிகமானல், அதிக பட்ச மின்சாரமும் அதிகமாகும். சோலார் செல்லில் வரும் அதிக பட்ச மின்னழுத்தம் (ஓபன் சர்க்யூட் வோல்டேஜ்), பெரும்பாலும் அதன் வெப்ப நிலையைப் பொறுத்தது. சூடு அதிகமானால், அதிக பட்ச மின்னழுத்தம் குறைந்து விடும். நீங்கள் பார்த்த கோடுகள் கூட கொஞ்சம் மாறிவிடும். (படங்கள் கீழே).
நடைமுறையில் சோலார் செல்லில் இருந்து வரும் மின்சாரத்தை, பேட்டரியில் சேர்த்தி பின்னர் பயன்படுத்தலாம். ஆனால், பேட்டரியின் மின்சாரத்தை ஏற்ற, சரியான அளவு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்த வேண்டும். 16 வோல்ட் பேட்டரிக்கு, 16 வோல்ட்டுக்கு மேல் மின் அழுத்தம் தர வேண்டும்.
இதிலிருந்து என்ன தெரிகிறது? சோலார் செல்லை வைத்து நேராக பேட்டரிக்கு இணைப்பு கொடுக்கக் கூடாது. அப்படி செய்தால், பல சமயங்களில் பேட்டரியில் மின்னேற்றம் (சார்ஜ்) ஏறாது. ஏனென்றால், சோலார் செல்லிலிருந்து எடுக்கப்படும் மின் அழுத்தமும், கரண்டும், 1. செல் மீது விழும் சூரிய ஒளி, 2. வெப்ப நிலை மற்றும் 3. மின் தடை அல்லது மின் பளு அல்லது லோடு ஆகியவற்றைப் பொறுத்து மாறும்.
அதற்கு பதில், எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட் வைத்து, ஒவ்வொரு நிமிடமும் ‘எந்த அளவு லோடு கொடுத்தால் இப்போது அதிக பட்ச மின் திறன் எடுக்கலாம்’ என்று கணக்கிட்டு, அந்த அளவு மின்சாரம் மற்றும் மின்னழுத்தம் எடுக்க வேண்டும். அப்படி எடுத்ததை, இன்னொரு எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட் வைத்து பேட்டரிக்கு தேவையான அளவு மின்னழுத்தமாக மாற்றவேண்டும்.
நமது வீட்டில் வரும் மின்சாரம் ஏசி கரண்டு (AC current) ஆகும். ஆனால் அதை ‘டிரான்ஸ்பார்மர்” (Transformer) வைத்து மாற்றிக் கொள்ளலாம். இந்த எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட்டை, டி.சி. கரண்டு டிரான்ஸ்பார்மர் (DC current Transformer) என்று குத்து மதிப்பாக சொல்லலாம். இப்படி செய்வது ‘மாக்சிமம் பவர் பாயிண்ட் ட்ராக்கர்’ (maximum power point tracker or MPP tracker) என்று சொல்வார்கள். இப்படி செய்யாமல், நேராக லோடை சோலார் செல்லில் இணைத்தால், அதன் திறனை முழுதும் பயன்படுத்த முடியாமல் போய்விடும். ‘சோலார் செல் சரியாக வேலை செய்யவில்லை’ என்று நாம் புலம்ப வேண்டியதுதான். இப்படி செய்யும்போது உணமையில் சோலார் செல்லை நமக்கு பயன்படுத்தத் தெரியவில்லை என்றுதான் சொல்ல வேண்டும்.
இந்த இடத்தில், நாம் முன்பு பார்த்த ட்ராக்கருடன் குழம்பிக் கொள்ள் வேண்டாம். ‘ஒரு திசை ட்ராக்கர்’ மற்றும் இரு திசை ட்ராக்கர் எல்லாம், சோலார் செல்லை அடிக்கடி பகல் முழுவதும் திருப்பி, சூரியனைப் பார்க்க வைப்பதாகும். ”எந்த திசையில் வைத்தால் அதிக பலன் இருக்கும்’ என்று கணக்கிட்டு இதை மாற்ற வேண்டும்.
நாம் இந்த பதிவில் மாக்சிமம் ட்ராக்கர் என்று சொல்வது, சோலார் செல்லுக்கு எந்த அளவு மின் தடை கொடுத்தால் அதிக அளவு மின் திறன் கிடைக்கும் என்று கணக்கிட்டு, அந்த அளவு மின் தடை கொடுத்து, வரும் மின்சாரத்தை பயன்பாட்டிற்கு ஏற்ற மாதிரி மாற்றிக் கொள்வதைக் குறிக்கிறது.
சோலார் செல் ஒரு பேட்டரி மாதிரி பயன்படுத்தலாமா? இரண்டுமே டி.சி. (DC) கரண்ட் தருவதால், இரண்டும் ஒரே மாதிரியா?
சோலார் செல்லுக்கும், பேட்டரிக்கும் சில ஒற்றுமைகள் உண்டு. ஆனால், இரண்டுக்கும் என்ன வித்தியாசம் என்று கேட்டால், பேட்டரி (முடிந்த வரை) ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னழுத்தம்/வோல்டேஜ் /voltage கொடுக்கும். சோலார் செல் முடிந்த வரை ஒரு குறிப்பிட்ட மின்சாரத்தை (கரண்டை) கொடுக்கும்.
காரில் இருக்கும், ‘லெட்-ஆசிட்’ (Lead Acid) என்ற அமில பேட்டரியை எடுத்தால், அது முழு மின்னேற்றத்தில் ( Full Charge - புல் சார்ஜில்) இருந்தால், அதிக மின்சாரத்தை (current-கரண்டு) கொடுக்கும். மின் பளுவை (Load - லோடு) மாற்றினால், அதற்கேற்ற மாதிரி மின்சாரம் (current-கரண்டு) மாறும். ஓரளவுக்கு மேல் மின்சாரம் தேவைப்பட்டால், (அதாவது Battery Capacity-பேட்டரி கெபாசிடிக்கு மேல் தேவைப்பட்டால்), பேட்டரியால் முடியாது. மற்றபடி, அதன் Capacity-கெபாசிடிக்குள் செயல்பட்டால், ஒரே மின்னடுத்தத்தில் (voltage-வோல்டேஜில்), தேவைக்கு ஏற்ப மின்சாரம் மாறும்.
மின்கல மின்னேற்றம் (Battery Charge பேட்டரி சார்ஜ்) கம்மியானால், அதன் அதிகபட்ச மின்னேற்றம் (maximum capacity மேக்சிமம் கெபாசிடி) கம்மியாகும். மின்னழுத்தம் (voltage வோல்டேஜ்) ஏறக்குறைய ஒரே அளவில் (லெவலில்) இருக்கும். ஏறக்குறைய முழுதாக (கம்ப்ளீட்டாக) சார்ஜ் தீரும் என்ற நிலையில் தான் மின்கலத்தின் மின்னழுத்தம் (battery voltage )குறையும். மற்ற படி சாதாரணமாக அது ஒரே மின்னழுத்தம் தரும். ( Voltage will be maintained) மொத்தத்தில் பேட்டரியை ‘வோல்டேஜ் சோர்ஸ்’ (voltage source) அல்லது ‘மின்னழுத்தம் தரும் கருவி’ என்று சொல்லலாம்.
சோலார் செல்லின் மீது ஒளி விழும்போது, அது குறிப்பிட்ட அளவு மின்சாரம் கொடுக்கும். அந்த சமயம் சோலார் செல்லுக்கு பளு (electrical load) கொடுத்தால் (எ.கா. ஒரு மின்சார விளக்கை அல்லது சிறிய மின்விசிறியை ஓட விட்டால்), அது தேவையான அளவு மின்னழுத்தத்தை (voltage) மாற்றிக் கொள்ளும். அதன் திறனுக்கும் (within its capacity) செயல்பட்டால், மின்சாரத்தை அதே அளவு கொடுத்து செய்து, மின்னழுத்தத்தை மாற்றிக் கொடுக்கும். எ.கா. ஒரு சோலார் செல் , நல்ல சூரிய ஒளியில் 6 ஆம்பியர் மின்சாரம்கொடுக்கலாம். அதில் நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை (optimum point) 16 வோல்ட் , அதிகபட்ச மின்னழுத்தம் (maximum voltage) 20 வோல்ட் என்று இருக்கும்.
இந்த சோலார் செல்லில் ஒரு ஓம் (ohm) மின் தடை (Resistance) வைத்தால் , 6 வோல்ட் மின்னழுத்தம் கிடைக்கும். இரண்டு ஓம் வைத்தால், 12 வோல்ட் இருக்கும். 10 ஒம் வைத்தால் 60 வோல்ட் வராது. இதன் அதிகபட்ச மின்னழுத்தம் (Maximum voltage) 20 வோல்ட் என்பதால், இதில் மின்சாரமே போகாது.
சோலார் செல்லில் மீது படும் ஒளி குறைந்து விட்டால், அதில் வரும் மின்சாரம் கம்மியாகும் (6 லிருந்து 5 அல்லது 4 ஆம்பியர் ஆகலாம்). ஆனால், முடிந்த வரை, அதே 4 ஆம்பியர் மின்சாரத்தை தர பார்க்கும். இதனால், சோலார் செல்லை ’மின்சாரம் வழங்கும் கருவி’ (current source) என்று சொல்லலாம்.
சந்தடி சாக்கில் ‘நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை Optimum point' என்று ஒன்றை சொன்னேன். அது என்ன ”நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை”? இந்த நிலையில் , அதிகபட்ச திறன் (பவர்) கிடைக்கும். சோலார் செல்லை இந்த நிலையில்செயல்படுத்தினால் தான் நல்லது. இது பற்றிய விவரம் கீழே பார்க்கலாம்.
சோலார் செல்லை ஒரு மின்சாரம் தரும் கருவி என்றும் அது முடிந்த வரை ஒரே அளவு மின்சாரம் தரும் என்றும் பார்த்தோம். பேட்டரியும் ஒரு மின்னழுத்தம் தரும் கருவி (வோல்டேஜ் சோர்ஸ்) என்று சொன்னோம். இவை ஒரளவுதான் உண்மை. ஒரு சோலார் செல்லில், (குறிப்பிட்ட அளவு சூரிய ஒளி விழும்போது), அதில் ஒரு மின் தடை (Resistance) இணைத்தால், அதில் எவ்வளவு மின்னழுத்தம் வரும், எவ்வளவு மின்சாரம் வரும்? இது மின் தடையின் அளவைப் பொறுத்தது. மின் தடை மிகக் குறைவாக (ஏறக்குறைய பூஜ்யமாக) இருந்தால், அதிக பட்ச மின்சாரம் வரும். அதே சமயம் மின்னழுத்தம் , ஏறக்குறைய பூஜ்யமாக இருக்கும். இதை சார்ட்- சர்க்யூட் – கரண்டு (Short circuit current) என்று சொல்வார்கள். இப்படி அதிகபட்சமாக வரும் மின்சாரம் இந்த உதாரணத்தில் 7 ஆம்பியர் ஆகும்.
மின் தடையை கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அதிகரித்தால், மின்சாரம் கொஞ்சம் குறையும். ஆனால், முடிந்த வரை ஆறு ஆம்பியருக்கு பக்கம் இருக்கும். மின் தடையை அதிகரிக்கும் பொழுது, மின்னழுத்தமும் கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அதிகமாகும். இதை இந்தப் படத்தில் சிவப்பு நிற கோட்டில் பார்க்கலாம்.
இப்படி அதிகமாக்கிக் கொண்டு போகும்போது, 2.7 ஓம் மின் தடை வைத்தால், அதில் 16 வோல்டேஜ் மின்னழுத்தம் வரும், அப்போது 6 ஆம்பியர் மின்சாரம் வரும். இதில் எவ்வளவு மின் திறன் (Power) வருகிறது என்றால் 96 வாட்ஸ் (Watts) ஆகும். (6 * 16 = 96).
இதை விட குறைந்த மின் தடை இருக்கும்போது, மின்னழுத்தம் கம்மியாக இருக்கும். மின்சாரம் சுமார் 6 அல்லது 6.5 ஆம்பியர் இருக்கும். மின் திறன் (power) கம்மியாகும்.
இதை விட அதிக மின் தடை வைத்தால் என்ன ஆகும்? இப்போது, மின்சார பேட்டரியை நினைவு படுத்திக் கொள்ளுங்கள். காரில் பேட்டரியின் அளவுக்கு மேல் அதிகமாக மின்சாரம் இழுத்தால், பேட்டரி திணறும். மின்னழுத்தம் போதுமான அளவு வராது. ரொம்ப அதிகமாக இழுத்தால், பேட்டரி மண்டையைப் போட்டுவிடும், மின்னழுத்தம் (voltage) மற்றும் மின்சாரம் (current) வரவே வராது.
அதைப் போலவே, இந்த சோலார் செல்லில், 2.7 ஓமிற்கு மேல் மின் தடை வைத்தால், இதன் மின்சாரம் குறையும். மின்னழுத்தம் 16 வோல்டேஜுக்கு மேல் அதிகமாக இருக்கும், ஆனால் மின்சாரம் ‘டமால்’ என்று குறையும். அதனால் மின் திறன் குறையும். இதற்கு மேல் கொஞ்சம் கொஞ்சமாக மின் தடையை ஏற்றினால் கூட, மின்சாரமானது , வதந்தியில் அகப்பட்ட பங்கு சந்தை சரிவது போல குறையும். மொத்தத்தில் மின் திறன் என்கிற ‘பவர்’ குறைந்து விடும். இதற்கு அதிகமான மின் தடை (ரெசிஸ்டென்ஸ்/ லோடு) பயன்படுத்தினால், என்ன வரும் என்பதை பச்சை நிற கோட்டில் பார்க்கலாம். இப்படி மின் தடையை அதிகப் படுத்திக் கொண்டே போனால், மின்சாரம் குறைந்து கொண்டே வரும், அதே சமயம் மின்னழுத்தம் கொஞ்சம் அதிகமாகும். ஆனால், இந்த சோலார் செல் கொடுக்கக் கூடிய அதிக பட்ச மின்னழுத்தம் 20 வோல்ட் ஆகும். இதற்கு ‘ஓபன் சர்க்யூட் வோல்டேஜ்’ என்று பெயர். நீங்கள் 10 லட்சம் ஒம் மின் தடை பயன்படுத்தினால் கூட, மின்சாரம்மிகக் குறைவாக இழுத்தால் கூட, இந்த செல்லால், 20 வோல்ட் தான் சப்ளை செய்ய முடியும்.
இதனால் தான் 16 வோல்ட், 6 ஆம்ப் என்பது, இந்த சோலார் செல்லிற்கு, ஒரு குறிப்பிட்ட சூரிய ஒளியில், 'நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை’ அல்லது ஆப்டிமம் பாயிண்ட். இதில் செயல்படுத்த 2.7 ஓம் லோடு பயன்படுத்த வேண்டும்.
சோலார் செல்லில் வரும் அதிக பட்ச மின்சாரம் அதில் விழும் சூரிய ஒளியைப் பொறுத்தது. ஒளி அதிகமானல், அதிக பட்ச மின்சாரமும் அதிகமாகும். சோலார் செல்லில் வரும் அதிக பட்ச மின்னழுத்தம் (ஓபன் சர்க்யூட் வோல்டேஜ்), பெரும்பாலும் அதன் வெப்ப நிலையைப் பொறுத்தது. சூடு அதிகமானால், அதிக பட்ச மின்னழுத்தம் குறைந்து விடும். நீங்கள் பார்த்த கோடுகள் கூட கொஞ்சம் மாறிவிடும். (படங்கள் கீழே).
நடைமுறையில் சோலார் செல்லில் இருந்து வரும் மின்சாரத்தை, பேட்டரியில் சேர்த்தி பின்னர் பயன்படுத்தலாம். ஆனால், பேட்டரியின் மின்சாரத்தை ஏற்ற, சரியான அளவு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்த வேண்டும். 16 வோல்ட் பேட்டரிக்கு, 16 வோல்ட்டுக்கு மேல் மின் அழுத்தம் தர வேண்டும்.
இதிலிருந்து என்ன தெரிகிறது? சோலார் செல்லை வைத்து நேராக பேட்டரிக்கு இணைப்பு கொடுக்கக் கூடாது. அப்படி செய்தால், பல சமயங்களில் பேட்டரியில் மின்னேற்றம் (சார்ஜ்) ஏறாது. ஏனென்றால், சோலார் செல்லிலிருந்து எடுக்கப்படும் மின் அழுத்தமும், கரண்டும், 1. செல் மீது விழும் சூரிய ஒளி, 2. வெப்ப நிலை மற்றும் 3. மின் தடை அல்லது மின் பளு அல்லது லோடு ஆகியவற்றைப் பொறுத்து மாறும்.
அதற்கு பதில், எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட் வைத்து, ஒவ்வொரு நிமிடமும் ‘எந்த அளவு லோடு கொடுத்தால் இப்போது அதிக பட்ச மின் திறன் எடுக்கலாம்’ என்று கணக்கிட்டு, அந்த அளவு மின்சாரம் மற்றும் மின்னழுத்தம் எடுக்க வேண்டும். அப்படி எடுத்ததை, இன்னொரு எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட் வைத்து பேட்டரிக்கு தேவையான அளவு மின்னழுத்தமாக மாற்றவேண்டும்.
நமது வீட்டில் வரும் மின்சாரம் ஏசி கரண்டு (AC current) ஆகும். ஆனால் அதை ‘டிரான்ஸ்பார்மர்” (Transformer) வைத்து மாற்றிக் கொள்ளலாம். இந்த எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட்டை, டி.சி. கரண்டு டிரான்ஸ்பார்மர் (DC current Transformer) என்று குத்து மதிப்பாக சொல்லலாம். இப்படி செய்வது ‘மாக்சிமம் பவர் பாயிண்ட் ட்ராக்கர்’ (maximum power point tracker or MPP tracker) என்று சொல்வார்கள். இப்படி செய்யாமல், நேராக லோடை சோலார் செல்லில் இணைத்தால், அதன் திறனை முழுதும் பயன்படுத்த முடியாமல் போய்விடும். ‘சோலார் செல் சரியாக வேலை செய்யவில்லை’ என்று நாம் புலம்ப வேண்டியதுதான். இப்படி செய்யும்போது உணமையில் சோலார் செல்லை நமக்கு பயன்படுத்தத் தெரியவில்லை என்றுதான் சொல்ல வேண்டும்.
இந்த இடத்தில், நாம் முன்பு பார்த்த ட்ராக்கருடன் குழம்பிக் கொள்ள் வேண்டாம். ‘ஒரு திசை ட்ராக்கர்’ மற்றும் இரு திசை ட்ராக்கர் எல்லாம், சோலார் செல்லை அடிக்கடி பகல் முழுவதும் திருப்பி, சூரியனைப் பார்க்க வைப்பதாகும். ”எந்த திசையில் வைத்தால் அதிக பலன் இருக்கும்’ என்று கணக்கிட்டு இதை மாற்ற வேண்டும்.
நாம் இந்த பதிவில் மாக்சிமம் ட்ராக்கர் என்று சொல்வது, சோலார் செல்லுக்கு எந்த அளவு மின் தடை கொடுத்தால் அதிக அளவு மின் திறன் கிடைக்கும் என்று கணக்கிட்டு, அந்த அளவு மின் தடை கொடுத்து, வரும் மின்சாரத்தை பயன்பாட்டிற்கு ஏற்ற மாதிரி மாற்றிக் கொள்வதைக் குறிக்கிறது.
சோலார் செல் -சில அறிவியல் நுணுக்கங்கள் (MPPT)
இந்தப் பதிவில், சோலார் செல்லுக்கும் பேட்டரிக்கும் இருக்கும் வித்தியாசம் என்ன மற்றும், சோலார் செல்லில் மின்சாரம் எடுப்பதில் இருக்கும் ஒரு சில நுணுக்கங்களைப் பார்க்கலாம்.
சோலார் செல் ஒரு பேட்டரி மாதிரி பயன்படுத்தலாமா? இரண்டுமே டி.சி. (DC) கரண்ட் தருவதால், இரண்டும் ஒரே மாதிரியா?
சோலார் செல்லுக்கும், பேட்டரிக்கும் சில ஒற்றுமைகள் உண்டு. ஆனால், இரண்டுக்கும் என்ன வித்தியாசம் என்று கேட்டால், பேட்டரி (முடிந்த வரை) ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னழுத்தம்/வோல்டேஜ் /voltage கொடுக்கும். சோலார் செல் முடிந்த வரை ஒரு குறிப்பிட்ட மின்சாரத்தை (கரண்டை) கொடுக்கும்.
காரில் இருக்கும், ‘லெட்-ஆசிட்’ (Lead Acid) என்ற அமில பேட்டரியை எடுத்தால், அது முழு மின்னேற்றத்தில் ( Full Charge - புல் சார்ஜில்) இருந்தால், அதிக மின்சாரத்தை (current-கரண்டு) கொடுக்கும். மின் பளுவை (Load - லோடு) மாற்றினால், அதற்கேற்ற மாதிரி மின்சாரம் (current-கரண்டு) மாறும். ஓரளவுக்கு மேல் மின்சாரம் தேவைப்பட்டால், (அதாவது Battery Capacity-பேட்டரி கெபாசிடிக்கு மேல் தேவைப்பட்டால்), பேட்டரியால் முடியாது. மற்றபடி, அதன் Capacity-கெபாசிடிக்குள் செயல்பட்டால், ஒரே மின்னடுத்தத்தில் (voltage-வோல்டேஜில்), தேவைக்கு ஏற்ப மின்சாரம் மாறும்.
மின்கல மின்னேற்றம் (Battery Charge பேட்டரி சார்ஜ்) கம்மியானால், அதன் அதிகபட்ச மின்னேற்றம் (maximum capacity மேக்சிமம் கெபாசிடி) கம்மியாகும். மின்னழுத்தம் (voltage வோல்டேஜ்) ஏறக்குறைய ஒரே அளவில் (லெவலில்) இருக்கும். ஏறக்குறைய முழுதாக (கம்ப்ளீட்டாக) சார்ஜ் தீரும் என்ற நிலையில் தான் மின்கலத்தின் மின்னழுத்தம் (battery voltage )குறையும். மற்ற படி சாதாரணமாக அது ஒரே மின்னழுத்தம் தரும். ( Voltage will be maintained) மொத்தத்தில் பேட்டரியை ‘வோல்டேஜ் சோர்ஸ்’ (voltage source) அல்லது ‘மின்னழுத்தம் தரும் கருவி’ என்று சொல்லலாம்.
சோலார் செல்லின் மீது ஒளி விழும்போது, அது குறிப்பிட்ட அளவு மின்சாரம் கொடுக்கும். அந்த சமயம் சோலார் செல்லுக்கு பளு (electrical load) கொடுத்தால் (எ.கா. ஒரு மின்சார விளக்கை அல்லது சிறிய மின்விசிறியை ஓட விட்டால்), அது தேவையான அளவு மின்னழுத்தத்தை (voltage) மாற்றிக் கொள்ளும். அதன் திறனுக்கும் (within its capacity) செயல்பட்டால், மின்சாரத்தை அதே அளவு கொடுத்து செய்து, மின்னழுத்தத்தை மாற்றிக் கொடுக்கும். எ.கா. ஒரு சோலார் செல் , நல்ல சூரிய ஒளியில் 6 ஆம்பியர் மின்சாரம்கொடுக்கலாம். அதில் நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை (optimum point) 16 வோல்ட் , அதிகபட்ச மின்னழுத்தம் (maximum voltage) 20 வோல்ட் என்று இருக்கும்.
இந்த சோலார் செல்லில் ஒரு ஓம் (ohm) மின் தடை (Resistance) வைத்தால் , 6 வோல்ட் மின்னழுத்தம் கிடைக்கும். இரண்டு ஓம் வைத்தால், 12 வோல்ட் இருக்கும். 10 ஒம் வைத்தால் 60 வோல்ட் வராது. இதன் அதிகபட்ச மின்னழுத்தம் (Maximum voltage) 20 வோல்ட் என்பதால், இதில் மின்சாரமே போகாது.
சோலார் செல்லில் மீது படும் ஒளி குறைந்து விட்டால், அதில் வரும் மின்சாரம் கம்மியாகும் (6 லிருந்து 5 அல்லது 4 ஆம்பியர் ஆகலாம்). ஆனால், முடிந்த வரை, அதே 4 ஆம்பியர் மின்சாரத்தை தர பார்க்கும். இதனால், சோலார் செல்லை ’மின்சாரம் வழங்கும் கருவி’ (current source) என்று சொல்லலாம்.
சந்தடி சாக்கில் ‘நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை Optimum point' என்று ஒன்றை சொன்னேன். அது என்ன ”நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை”? இந்த நிலையில் , அதிகபட்ச திறன் (பவர்) கிடைக்கும். சோலார் செல்லை இந்த நிலையில்செயல்படுத்தினால் தான் நல்லது. இது பற்றிய விவரம் கீழே பார்க்கலாம்.
சோலார் செல்லை ஒரு மின்சாரம் தரும் கருவி என்றும் அது முடிந்த வரை ஒரே அளவு மின்சாரம் தரும் என்றும் பார்த்தோம். பேட்டரியும் ஒரு மின்னழுத்தம் தரும் கருவி (வோல்டேஜ் சோர்ஸ்) என்று சொன்னோம். இவை ஒரளவுதான் உண்மை. ஒரு சோலார் செல்லில், (குறிப்பிட்ட அளவு சூரிய ஒளி விழும்போது), அதில் ஒரு மின் தடை (Resistance) இணைத்தால், அதில் எவ்வளவு மின்னழுத்தம் வரும், எவ்வளவு மின்சாரம் வரும்? இது மின் தடையின் அளவைப் பொறுத்தது. மின் தடை மிகக் குறைவாக (ஏறக்குறைய பூஜ்யமாக) இருந்தால், அதிக பட்ச மின்சாரம் வரும். அதே சமயம் மின்னழுத்தம் , ஏறக்குறைய பூஜ்யமாக இருக்கும். இதை சார்ட்- சர்க்யூட் – கரண்டு (Short circuit current) என்று சொல்வார்கள். இப்படி அதிகபட்சமாக வரும் மின்சாரம் இந்த உதாரணத்தில் 7 ஆம்பியர் ஆகும்.
மின் தடையை கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அதிகரித்தால், மின்சாரம் கொஞ்சம் குறையும். ஆனால், முடிந்த வரை ஆறு ஆம்பியருக்கு பக்கம் இருக்கும். மின் தடையை அதிகரிக்கும் பொழுது, மின்னழுத்தமும் கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அதிகமாகும். இதை இந்தப் படத்தில் சிவப்பு நிற கோட்டில் பார்க்கலாம்.
இப்படி அதிகமாக்கிக் கொண்டு போகும்போது, 2.7 ஓம் மின் தடை வைத்தால், அதில் 16 வோல்டேஜ் மின்னழுத்தம் வரும், அப்போது 6 ஆம்பியர் மின்சாரம் வரும். இதில் எவ்வளவு மின் திறன் (Power) வருகிறது என்றால் 96 வாட்ஸ் (Watts) ஆகும். (6 * 16 = 96).
இதை விட குறைந்த மின் தடை இருக்கும்போது, மின்னழுத்தம் கம்மியாக இருக்கும். மின்சாரம் சுமார் 6 அல்லது 6.5 ஆம்பியர் இருக்கும். மின் திறன் (power) கம்மியாகும்.
இதை விட அதிக மின் தடை வைத்தால் என்ன ஆகும்? இப்போது, மின்சார பேட்டரியை நினைவு படுத்திக் கொள்ளுங்கள். காரில் பேட்டரியின் அளவுக்கு மேல் அதிகமாக மின்சாரம் இழுத்தால், பேட்டரி திணறும். மின்னழுத்தம் போதுமான அளவு வராது. ரொம்ப அதிகமாக இழுத்தால், பேட்டரி மண்டையைப் போட்டுவிடும், மின்னழுத்தம் (voltage) மற்றும் மின்சாரம் (current) வரவே வராது.
அதைப் போலவே, இந்த சோலார் செல்லில், 2.7 ஓமிற்கு மேல் மின் தடை வைத்தால், இதன் மின்சாரம் குறையும். மின்னழுத்தம் 16 வோல்டேஜுக்கு மேல் அதிகமாக இருக்கும், ஆனால் மின்சாரம் ‘டமால்’ என்று குறையும். அதனால் மின் திறன் குறையும். இதற்கு மேல் கொஞ்சம் கொஞ்சமாக மின் தடையை ஏற்றினால் கூட, மின்சாரமானது , வதந்தியில் அகப்பட்ட பங்கு சந்தை சரிவது போல குறையும். மொத்தத்தில் மின் திறன் என்கிற ‘பவர்’ குறைந்து விடும். இதற்கு அதிகமான மின் தடை (ரெசிஸ்டென்ஸ்/ லோடு) பயன்படுத்தினால், என்ன வரும் என்பதை பச்சை நிற கோட்டில் பார்க்கலாம். இப்படி மின் தடையை அதிகப் படுத்திக் கொண்டே போனால், மின்சாரம் குறைந்து கொண்டே வரும், அதே சமயம் மின்னழுத்தம் கொஞ்சம் அதிகமாகும். ஆனால், இந்த சோலார் செல் கொடுக்கக் கூடிய அதிக பட்ச மின்னழுத்தம் 20 வோல்ட் ஆகும். இதற்கு ‘ஓபன் சர்க்யூட் வோல்டேஜ்’ என்று பெயர். நீங்கள் 10 லட்சம் ஒம் மின் தடை பயன்படுத்தினால் கூட, மின்சாரம்மிகக் குறைவாக இழுத்தால் கூட, இந்த செல்லால், 20 வோல்ட் தான் சப்ளை செய்ய முடியும்.
இதனால் தான் 16 வோல்ட், 6 ஆம்ப் என்பது, இந்த சோலார் செல்லிற்கு, ஒரு குறிப்பிட்ட சூரிய ஒளியில், 'நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை’ அல்லது ஆப்டிமம் பாயிண்ட். இதில் செயல்படுத்த 2.7 ஓம் லோடு பயன்படுத்த வேண்டும்.
சோலார் செல்லில் வரும் அதிக பட்ச மின்சாரம் அதில் விழும் சூரிய ஒளியைப் பொறுத்தது. ஒளி அதிகமானல், அதிக பட்ச மின்சாரமும் அதிகமாகும். சோலார் செல்லில் வரும் அதிக பட்ச மின்னழுத்தம் (ஓபன் சர்க்யூட் வோல்டேஜ்), பெரும்பாலும் அதன் வெப்ப நிலையைப் பொறுத்தது. சூடு அதிகமானால், அதிக பட்ச மின்னழுத்தம் குறைந்து விடும். நீங்கள் பார்த்த கோடுகள் கூட கொஞ்சம் மாறிவிடும். (படங்கள் கீழே).
நடைமுறையில் சோலார் செல்லில் இருந்து வரும் மின்சாரத்தை, பேட்டரியில் சேர்த்தி பின்னர் பயன்படுத்தலாம். ஆனால், பேட்டரியின் மின்சாரத்தை ஏற்ற, சரியான அளவு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்த வேண்டும். 16 வோல்ட் பேட்டரிக்கு, 16 வோல்ட்டுக்கு மேல் மின் அழுத்தம் தர வேண்டும்.
இதிலிருந்து என்ன தெரிகிறது? சோலார் செல்லை வைத்து நேராக பேட்டரிக்கு இணைப்பு கொடுக்கக் கூடாது. அப்படி செய்தால், பல சமயங்களில் பேட்டரியில் மின்னேற்றம் (சார்ஜ்) ஏறாது. ஏனென்றால், சோலார் செல்லிலிருந்து எடுக்கப்படும் மின் அழுத்தமும், கரண்டும், 1. செல் மீது விழும் சூரிய ஒளி, 2. வெப்ப நிலை மற்றும் 3. மின் தடை அல்லது மின் பளு அல்லது லோடு ஆகியவற்றைப் பொறுத்து மாறும்.
அதற்கு பதில், எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட் வைத்து, ஒவ்வொரு நிமிடமும் ‘எந்த அளவு லோடு கொடுத்தால் இப்போது அதிக பட்ச மின் திறன் எடுக்கலாம்’ என்று கணக்கிட்டு, அந்த அளவு மின்சாரம் மற்றும் மின்னழுத்தம் எடுக்க வேண்டும். அப்படி எடுத்ததை, இன்னொரு எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட் வைத்து பேட்டரிக்கு தேவையான அளவு மின்னழுத்தமாக மாற்றவேண்டும்.
நமது வீட்டில் வரும் மின்சாரம் ஏசி கரண்டு (AC current) ஆகும். ஆனால் அதை ‘டிரான்ஸ்பார்மர்” (Transformer) வைத்து மாற்றிக் கொள்ளலாம். இந்த எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட்டை, டி.சி. கரண்டு டிரான்ஸ்பார்மர் (DC current Transformer) என்று குத்து மதிப்பாக சொல்லலாம். இப்படி செய்வது ‘மாக்சிமம் பவர் பாயிண்ட் ட்ராக்கர்’ (maximum power point tracker or MPP tracker) என்று சொல்வார்கள். இப்படி செய்யாமல், நேராக லோடை சோலார் செல்லில் இணைத்தால், அதன் திறனை முழுதும் பயன்படுத்த முடியாமல் போய்விடும். ‘சோலார் செல் சரியாக வேலை செய்யவில்லை’ என்று நாம் புலம்ப வேண்டியதுதான். இப்படி செய்யும்போது உணமையில் சோலார் செல்லை நமக்கு பயன்படுத்தத் தெரியவில்லை என்றுதான் சொல்ல வேண்டும்.
இந்த இடத்தில், நாம் முன்பு பார்த்த ட்ராக்கருடன் குழம்பிக் கொள்ள் வேண்டாம். ‘ஒரு திசை ட்ராக்கர்’ மற்றும் இரு திசை ட்ராக்கர் எல்லாம், சோலார் செல்லை அடிக்கடி பகல் முழுவதும் திருப்பி, சூரியனைப் பார்க்க வைப்பதாகும். ”எந்த திசையில் வைத்தால் அதிக பலன் இருக்கும்’ என்று கணக்கிட்டு இதை மாற்ற வேண்டும்.
நாம் இந்த பதிவில் மாக்சிமம் ட்ராக்கர் என்று சொல்வது, சோலார் செல்லுக்கு எந்த அளவு மின் தடை கொடுத்தால் அதிக அளவு மின் திறன் கிடைக்கும் என்று கணக்கிட்டு, அந்த அளவு மின் தடை கொடுத்து, வரும் மின்சாரத்தை பயன்பாட்டிற்கு ஏற்ற மாதிரி மாற்றிக் கொள்வதைக் குறிக்கிறது.
சோலார் செல் ஒரு பேட்டரி மாதிரி பயன்படுத்தலாமா? இரண்டுமே டி.சி. (DC) கரண்ட் தருவதால், இரண்டும் ஒரே மாதிரியா?
சோலார் செல்லுக்கும், பேட்டரிக்கும் சில ஒற்றுமைகள் உண்டு. ஆனால், இரண்டுக்கும் என்ன வித்தியாசம் என்று கேட்டால், பேட்டரி (முடிந்த வரை) ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னழுத்தம்/வோல்டேஜ் /voltage கொடுக்கும். சோலார் செல் முடிந்த வரை ஒரு குறிப்பிட்ட மின்சாரத்தை (கரண்டை) கொடுக்கும்.
காரில் இருக்கும், ‘லெட்-ஆசிட்’ (Lead Acid) என்ற அமில பேட்டரியை எடுத்தால், அது முழு மின்னேற்றத்தில் ( Full Charge - புல் சார்ஜில்) இருந்தால், அதிக மின்சாரத்தை (current-கரண்டு) கொடுக்கும். மின் பளுவை (Load - லோடு) மாற்றினால், அதற்கேற்ற மாதிரி மின்சாரம் (current-கரண்டு) மாறும். ஓரளவுக்கு மேல் மின்சாரம் தேவைப்பட்டால், (அதாவது Battery Capacity-பேட்டரி கெபாசிடிக்கு மேல் தேவைப்பட்டால்), பேட்டரியால் முடியாது. மற்றபடி, அதன் Capacity-கெபாசிடிக்குள் செயல்பட்டால், ஒரே மின்னடுத்தத்தில் (voltage-வோல்டேஜில்), தேவைக்கு ஏற்ப மின்சாரம் மாறும்.
மின்கல மின்னேற்றம் (Battery Charge பேட்டரி சார்ஜ்) கம்மியானால், அதன் அதிகபட்ச மின்னேற்றம் (maximum capacity மேக்சிமம் கெபாசிடி) கம்மியாகும். மின்னழுத்தம் (voltage வோல்டேஜ்) ஏறக்குறைய ஒரே அளவில் (லெவலில்) இருக்கும். ஏறக்குறைய முழுதாக (கம்ப்ளீட்டாக) சார்ஜ் தீரும் என்ற நிலையில் தான் மின்கலத்தின் மின்னழுத்தம் (battery voltage )குறையும். மற்ற படி சாதாரணமாக அது ஒரே மின்னழுத்தம் தரும். ( Voltage will be maintained) மொத்தத்தில் பேட்டரியை ‘வோல்டேஜ் சோர்ஸ்’ (voltage source) அல்லது ‘மின்னழுத்தம் தரும் கருவி’ என்று சொல்லலாம்.
சோலார் செல்லின் மீது ஒளி விழும்போது, அது குறிப்பிட்ட அளவு மின்சாரம் கொடுக்கும். அந்த சமயம் சோலார் செல்லுக்கு பளு (electrical load) கொடுத்தால் (எ.கா. ஒரு மின்சார விளக்கை அல்லது சிறிய மின்விசிறியை ஓட விட்டால்), அது தேவையான அளவு மின்னழுத்தத்தை (voltage) மாற்றிக் கொள்ளும். அதன் திறனுக்கும் (within its capacity) செயல்பட்டால், மின்சாரத்தை அதே அளவு கொடுத்து செய்து, மின்னழுத்தத்தை மாற்றிக் கொடுக்கும். எ.கா. ஒரு சோலார் செல் , நல்ல சூரிய ஒளியில் 6 ஆம்பியர் மின்சாரம்கொடுக்கலாம். அதில் நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை (optimum point) 16 வோல்ட் , அதிகபட்ச மின்னழுத்தம் (maximum voltage) 20 வோல்ட் என்று இருக்கும்.
இந்த சோலார் செல்லில் ஒரு ஓம் (ohm) மின் தடை (Resistance) வைத்தால் , 6 வோல்ட் மின்னழுத்தம் கிடைக்கும். இரண்டு ஓம் வைத்தால், 12 வோல்ட் இருக்கும். 10 ஒம் வைத்தால் 60 வோல்ட் வராது. இதன் அதிகபட்ச மின்னழுத்தம் (Maximum voltage) 20 வோல்ட் என்பதால், இதில் மின்சாரமே போகாது.
சோலார் செல்லில் மீது படும் ஒளி குறைந்து விட்டால், அதில் வரும் மின்சாரம் கம்மியாகும் (6 லிருந்து 5 அல்லது 4 ஆம்பியர் ஆகலாம்). ஆனால், முடிந்த வரை, அதே 4 ஆம்பியர் மின்சாரத்தை தர பார்க்கும். இதனால், சோலார் செல்லை ’மின்சாரம் வழங்கும் கருவி’ (current source) என்று சொல்லலாம்.
சந்தடி சாக்கில் ‘நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை Optimum point' என்று ஒன்றை சொன்னேன். அது என்ன ”நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை”? இந்த நிலையில் , அதிகபட்ச திறன் (பவர்) கிடைக்கும். சோலார் செல்லை இந்த நிலையில்செயல்படுத்தினால் தான் நல்லது. இது பற்றிய விவரம் கீழே பார்க்கலாம்.
சோலார் செல்லை ஒரு மின்சாரம் தரும் கருவி என்றும் அது முடிந்த வரை ஒரே அளவு மின்சாரம் தரும் என்றும் பார்த்தோம். பேட்டரியும் ஒரு மின்னழுத்தம் தரும் கருவி (வோல்டேஜ் சோர்ஸ்) என்று சொன்னோம். இவை ஒரளவுதான் உண்மை. ஒரு சோலார் செல்லில், (குறிப்பிட்ட அளவு சூரிய ஒளி விழும்போது), அதில் ஒரு மின் தடை (Resistance) இணைத்தால், அதில் எவ்வளவு மின்னழுத்தம் வரும், எவ்வளவு மின்சாரம் வரும்? இது மின் தடையின் அளவைப் பொறுத்தது. மின் தடை மிகக் குறைவாக (ஏறக்குறைய பூஜ்யமாக) இருந்தால், அதிக பட்ச மின்சாரம் வரும். அதே சமயம் மின்னழுத்தம் , ஏறக்குறைய பூஜ்யமாக இருக்கும். இதை சார்ட்- சர்க்யூட் – கரண்டு (Short circuit current) என்று சொல்வார்கள். இப்படி அதிகபட்சமாக வரும் மின்சாரம் இந்த உதாரணத்தில் 7 ஆம்பியர் ஆகும்.
மின் தடையை கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அதிகரித்தால், மின்சாரம் கொஞ்சம் குறையும். ஆனால், முடிந்த வரை ஆறு ஆம்பியருக்கு பக்கம் இருக்கும். மின் தடையை அதிகரிக்கும் பொழுது, மின்னழுத்தமும் கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அதிகமாகும். இதை இந்தப் படத்தில் சிவப்பு நிற கோட்டில் பார்க்கலாம்.
இப்படி அதிகமாக்கிக் கொண்டு போகும்போது, 2.7 ஓம் மின் தடை வைத்தால், அதில் 16 வோல்டேஜ் மின்னழுத்தம் வரும், அப்போது 6 ஆம்பியர் மின்சாரம் வரும். இதில் எவ்வளவு மின் திறன் (Power) வருகிறது என்றால் 96 வாட்ஸ் (Watts) ஆகும். (6 * 16 = 96).
இதை விட குறைந்த மின் தடை இருக்கும்போது, மின்னழுத்தம் கம்மியாக இருக்கும். மின்சாரம் சுமார் 6 அல்லது 6.5 ஆம்பியர் இருக்கும். மின் திறன் (power) கம்மியாகும்.
இதை விட அதிக மின் தடை வைத்தால் என்ன ஆகும்? இப்போது, மின்சார பேட்டரியை நினைவு படுத்திக் கொள்ளுங்கள். காரில் பேட்டரியின் அளவுக்கு மேல் அதிகமாக மின்சாரம் இழுத்தால், பேட்டரி திணறும். மின்னழுத்தம் போதுமான அளவு வராது. ரொம்ப அதிகமாக இழுத்தால், பேட்டரி மண்டையைப் போட்டுவிடும், மின்னழுத்தம் (voltage) மற்றும் மின்சாரம் (current) வரவே வராது.
அதைப் போலவே, இந்த சோலார் செல்லில், 2.7 ஓமிற்கு மேல் மின் தடை வைத்தால், இதன் மின்சாரம் குறையும். மின்னழுத்தம் 16 வோல்டேஜுக்கு மேல் அதிகமாக இருக்கும், ஆனால் மின்சாரம் ‘டமால்’ என்று குறையும். அதனால் மின் திறன் குறையும். இதற்கு மேல் கொஞ்சம் கொஞ்சமாக மின் தடையை ஏற்றினால் கூட, மின்சாரமானது , வதந்தியில் அகப்பட்ட பங்கு சந்தை சரிவது போல குறையும். மொத்தத்தில் மின் திறன் என்கிற ‘பவர்’ குறைந்து விடும். இதற்கு அதிகமான மின் தடை (ரெசிஸ்டென்ஸ்/ லோடு) பயன்படுத்தினால், என்ன வரும் என்பதை பச்சை நிற கோட்டில் பார்க்கலாம். இப்படி மின் தடையை அதிகப் படுத்திக் கொண்டே போனால், மின்சாரம் குறைந்து கொண்டே வரும், அதே சமயம் மின்னழுத்தம் கொஞ்சம் அதிகமாகும். ஆனால், இந்த சோலார் செல் கொடுக்கக் கூடிய அதிக பட்ச மின்னழுத்தம் 20 வோல்ட் ஆகும். இதற்கு ‘ஓபன் சர்க்யூட் வோல்டேஜ்’ என்று பெயர். நீங்கள் 10 லட்சம் ஒம் மின் தடை பயன்படுத்தினால் கூட, மின்சாரம்மிகக் குறைவாக இழுத்தால் கூட, இந்த செல்லால், 20 வோல்ட் தான் சப்ளை செய்ய முடியும்.
இதனால் தான் 16 வோல்ட், 6 ஆம்ப் என்பது, இந்த சோலார் செல்லிற்கு, ஒரு குறிப்பிட்ட சூரிய ஒளியில், 'நல்ல திறன் எடுக்கும் நிலை’ அல்லது ஆப்டிமம் பாயிண்ட். இதில் செயல்படுத்த 2.7 ஓம் லோடு பயன்படுத்த வேண்டும்.
சோலார் செல்லில் வரும் அதிக பட்ச மின்சாரம் அதில் விழும் சூரிய ஒளியைப் பொறுத்தது. ஒளி அதிகமானல், அதிக பட்ச மின்சாரமும் அதிகமாகும். சோலார் செல்லில் வரும் அதிக பட்ச மின்னழுத்தம் (ஓபன் சர்க்யூட் வோல்டேஜ்), பெரும்பாலும் அதன் வெப்ப நிலையைப் பொறுத்தது. சூடு அதிகமானால், அதிக பட்ச மின்னழுத்தம் குறைந்து விடும். நீங்கள் பார்த்த கோடுகள் கூட கொஞ்சம் மாறிவிடும். (படங்கள் கீழே).
நடைமுறையில் சோலார் செல்லில் இருந்து வரும் மின்சாரத்தை, பேட்டரியில் சேர்த்தி பின்னர் பயன்படுத்தலாம். ஆனால், பேட்டரியின் மின்சாரத்தை ஏற்ற, சரியான அளவு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்த வேண்டும். 16 வோல்ட் பேட்டரிக்கு, 16 வோல்ட்டுக்கு மேல் மின் அழுத்தம் தர வேண்டும்.
இதிலிருந்து என்ன தெரிகிறது? சோலார் செல்லை வைத்து நேராக பேட்டரிக்கு இணைப்பு கொடுக்கக் கூடாது. அப்படி செய்தால், பல சமயங்களில் பேட்டரியில் மின்னேற்றம் (சார்ஜ்) ஏறாது. ஏனென்றால், சோலார் செல்லிலிருந்து எடுக்கப்படும் மின் அழுத்தமும், கரண்டும், 1. செல் மீது விழும் சூரிய ஒளி, 2. வெப்ப நிலை மற்றும் 3. மின் தடை அல்லது மின் பளு அல்லது லோடு ஆகியவற்றைப் பொறுத்து மாறும்.
அதற்கு பதில், எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட் வைத்து, ஒவ்வொரு நிமிடமும் ‘எந்த அளவு லோடு கொடுத்தால் இப்போது அதிக பட்ச மின் திறன் எடுக்கலாம்’ என்று கணக்கிட்டு, அந்த அளவு மின்சாரம் மற்றும் மின்னழுத்தம் எடுக்க வேண்டும். அப்படி எடுத்ததை, இன்னொரு எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட் வைத்து பேட்டரிக்கு தேவையான அளவு மின்னழுத்தமாக மாற்றவேண்டும்.
நமது வீட்டில் வரும் மின்சாரம் ஏசி கரண்டு (AC current) ஆகும். ஆனால் அதை ‘டிரான்ஸ்பார்மர்” (Transformer) வைத்து மாற்றிக் கொள்ளலாம். இந்த எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட்டை, டி.சி. கரண்டு டிரான்ஸ்பார்மர் (DC current Transformer) என்று குத்து மதிப்பாக சொல்லலாம். இப்படி செய்வது ‘மாக்சிமம் பவர் பாயிண்ட் ட்ராக்கர்’ (maximum power point tracker or MPP tracker) என்று சொல்வார்கள். இப்படி செய்யாமல், நேராக லோடை சோலார் செல்லில் இணைத்தால், அதன் திறனை முழுதும் பயன்படுத்த முடியாமல் போய்விடும். ‘சோலார் செல் சரியாக வேலை செய்யவில்லை’ என்று நாம் புலம்ப வேண்டியதுதான். இப்படி செய்யும்போது உணமையில் சோலார் செல்லை நமக்கு பயன்படுத்தத் தெரியவில்லை என்றுதான் சொல்ல வேண்டும்.
இந்த இடத்தில், நாம் முன்பு பார்த்த ட்ராக்கருடன் குழம்பிக் கொள்ள் வேண்டாம். ‘ஒரு திசை ட்ராக்கர்’ மற்றும் இரு திசை ட்ராக்கர் எல்லாம், சோலார் செல்லை அடிக்கடி பகல் முழுவதும் திருப்பி, சூரியனைப் பார்க்க வைப்பதாகும். ”எந்த திசையில் வைத்தால் அதிக பலன் இருக்கும்’ என்று கணக்கிட்டு இதை மாற்ற வேண்டும்.
நாம் இந்த பதிவில் மாக்சிமம் ட்ராக்கர் என்று சொல்வது, சோலார் செல்லுக்கு எந்த அளவு மின் தடை கொடுத்தால் அதிக அளவு மின் திறன் கிடைக்கும் என்று கணக்கிட்டு, அந்த அளவு மின் தடை கொடுத்து, வரும் மின்சாரத்தை பயன்பாட்டிற்கு ஏற்ற மாதிரி மாற்றிக் கொள்வதைக் குறிக்கிறது.
No comments:
Post a Comment