సౌర శక్తి

వాకిట్లో దండెం మీద బట్టలు ఆరేసిన వారందరికీ  సూర్య రశ్మిలో ఉన్న శక్తి గురించి కొంతో, గొప్పో అవగాహన ఉండి తీరుతుంది.

ఈ శక్తి గురించి తెలుసుకునే ముందు ఇంగ్లీషు భాషలో ఉన్న “ఎనర్జీ, పవర్, ఫోర్స్” (energy, power, force) అనే మూడు మాటల అర్థాల గురించి కొద్దిగా విచారిద్దాం. వీటికి ప్రత్యేకమైన తెలుగు మాటలు వాడాలి. ఇక్కడ “ఎనర్జీ” అంటే  శక్తి అనీ, “పవర్” అంటే సత్వం అనీ, “ఫోర్స్” అంటే బలం అనీ వాడదాం.  ఈ మూడింటికి మధ్య గల సంబంధాన్ని గణిత సమీకరాణాలు ద్వారా చెప్పవచ్చు. కాని అవన్నీ ఇప్పుడు అవసరం లేదు.

భూతలం మీద, ఒక చదరపు కిలోమీటరు వైశాల్యం ఉన్న మేర పడే సూర్య రశ్మి అంతటినీ వాడుకోగలిగితే మనకి ఒక గిగా వాట్ (ఒక మిలియను వాట్ల) విద్యుత్ సత్వం (electrical power) లభిస్తుంది. కాని సూర్య రశ్మిని విద్యుత్తుగా మార్చటానికి మనకి సౌర కణాలు (solar cells) కావాలి. ప్రస్తుతం అత్యుత్తమమైన సౌర కణాల దక్షత (efficiency) 43 శాతం.  కనుక నిజంగా మనకి  1/0.43 అనగా 2.3  చదరపు కిలోమీటర్ల వైశాల్యం ఆక్రమించటానికి సరిపడా సౌర కణాలు కావాలి. తులనాత్మకంగా చూడాలంటే భక్రా-నంగల్ లో ఉన్న రెండు జల విద్యుత్ కేంద్రాల సత్వం 1.3 బిలియన్ వాట్లు.

దురదృష్టవశాత్తూ 43 శాతం దక్షత గల సౌర కణాలు చాల ఖరీదు. వీటిని అంతర్‌గ్రహ  యానాలకి వాడతారు; మన దైనందిన కార్యకలాపాలకి అంతకంటె చాల చవకరకం (అంటే, తక్కువ దక్షత గల) కణాలు వాడతారు. మనకి అందుబాటులో ఉన్న సౌర కణాల దక్షత ఏ 15 శాతం దగ్గరో ఉంటుంది. కనుక ఒక గిగా వాట్ ఉత్పత్తి చెయ్యటానికి 2.3 చదరపు కిలోమీటర్లు సరిపోవు. ఇంకా మూడింతలు – అంటే, 7 చదరపు కిలోమీటర్ల (లేదా 700 హెక్టర్లు, లేదా 1729 ఎకరాలు) వైశాల్యం ఆక్రమించాలి.

కనుక సౌర శక్తిని గిగా వాట్ విద్యుత్తుగా మార్చాలంటే మనకి 700 హెక్టర్ల  భూమి ఉండి, అక్కడ మబ్బు లేకుండా సూర్యుడు రోజల్లా కాస్తే, ఎండ కాసినంత సేపు భక్రా-నంగల్ వంటి విద్యుత్ కేంద్రాన్ని స్థాపించవచ్చు.

పోనీ, భారీ ఎత్తు విద్యుత్ కేంద్రాల మాట దేవుడెరుగు, సౌర విద్యుత్తుతో నడిచే కారుకి రూపకల్పన చేసి చూద్దాం. సూర్యుడు నడినెత్తిమీద ఉన్న సమయంలో ఒక చదరపు మీటరు వైశాల్యం గల స్థలంలో పడ్డ సూర్య రశ్మిలో 1 కిలోవాట్ విద్యుత్ సత్వం ఉంటుంది. మనకి అందుబాటు ధరలో దొరికే అత్యుత్తమ శ్రేణి సౌర కణాలు (solar cells) ఈ సత్వంలో 20 శాతం వాడుకోటానికి వీలయిన విద్యుత్తుగా మార్చగలవు. అంటే, 1,000 వాట్లలో అయిదో వంతు, లేదా 200 వాట్లు. అంటే, ఉరమరగా ఒక అశ్వ సత్వం (horse power) లో నాలుగో వంతు. కనీసం అర అశ్వ సత్వం కావాలంటే కనీసం 2 చదరపు మీటర్ల వైశాల్యం ఉన్న సౌర కణాలు కావలసి ఉంటుంది. అదైనా ఆ ప్రదేశం మీద సూర్య రశ్మి, ఏటవాలుగా కాకుండా, తిన్నగా పడాలి – మబ్బులు, మేఘాలు ఆకాశంలో లేని సమయంలో.

ఈ రోజుల్లో మనం తోలే కార్లు ఒక స్థిరమైన వేగంతో నడుస్తూన్నప్పుడు సుమారు 20 అశ్వసత్వాలు ఉపయోగిస్తాయి. ఎదుట ఉన్న కారుని దాటుకుని ముందుకి జోరుగా దూసుకు వెళ్లవలసి వచ్చినప్పుడు కారు త్వరణాన్ని పెంచాలి కనుక ఆ సమయంలో 100 అశ్వసత్వాలు కావలసి ఉంటుంది.

కనుక మనం ఇందాకా లెక్క వేసిన అర్ధ అశ్వసత్వం ఉన్న కారు ఎర్రన్న కుంటెద్దు బండిలా, లంకణాల బండిలా, నడుస్తుంది కనుక ఎవ్వరూ దానిని  నడపటానికి ఇష్టపడరు. ఇది విద్యుత్తుతో నడిచే కార్లతో వచ్చే ఒక చిక్కు.

అమెరికా ప్రభుత్వం అంతరిక్షంలోకి పంపే వ్యోమ నౌకలు చాల ఉత్తమ శ్రేణి సౌర కణాలని వాడతాయి.  వీటి సామర్ధ్యం బజారులో దొరికే చవక రకం వాటి కంటె ఇరవై రెట్లు  మెరుగు. వీటి ఖరీదు చదరపు మీటరు ఒక్కంటికి లక్ష డాలర్లు ఉంటుంది. వ్యోమ నౌక వెల బిలియను డాలర్లు ఉన్నప్పుడు ఈ సౌర పలకలు (solar panels)  మీద లక్ష డాలర్లు పెట్టటానికి  వెనుకాడరు. కాని ఈ మోస్తరు ఖర్చు ఒక లంకణాల బండి మీద పెట్టటం అవివేకం.