அறிவார்ந்த ஒரு புதியவகை சூரிய மின்சக்தி தொழில்நுட்பம், லட்சக்கணக்காண மக்களுக்கு மின்சாரத்தையும் அதேசமயத்தில் தூய்மையான நீரையும் வழங்குவுள்ளது.

சூரிய மின்கல பரண்களால் உற்பத்தி செய்யப்பட்டு, பயனற்று வீணாகும் வெப்ப ஆற்றலை ஆக்கமுறையில் பயன்படுத்திக் கொள்ளும் சவ்வடுக்குகளை அமைப்பதன் மூலம் நீரை தூய்மையாக்க முடியும். இத்தொழில்நுட்பம் உலகில் வாழும் பல லட்சக்கணக்கான மக்களின் வாழ்வியலையே மாற்றியமைக்கும் வல்லமையுடையது.

solar technologyசவூதி அரேபிய நாட்டின் கண் உள்ள மன்னர் அப்துல்லா பல்கலைக்கழகம் கண்டறிந்தறிக்கும் இது, பழைய தொழில்நுட்பத்தில் ஒரு புதிய அனுகூலமாகும். உலகச் சமுதாயம் எதிர்நோக்கும் முக்கிய இடர்பாடுகளான நீர் மற்றும் மின்சாரத் தேவைகள் என இரண்டையும் ஒரே சமயத்தில் எளிமையாக பெறுவதற்கு இத்தொழில்நுட்பம் உதவுமென அவர்கள் நம்பிக்கை தெரிவித்திருக்கிறார்கள்.

நம்மில் பலர், இந்த இரண்டு முக்கிய ஆதாரங்களும் கிடைக்கப்பெற்றுள்ளோம். ஆனால், உலகில் வாழும் மக்களுள் கிட்டதட்ட 780 மில்லியனுக்கும் மேற்பட்ட மக்களுக்கு தற்சமயத்தில் தூய்மையான நீர் கிடைக்கவில்லை. அதனினும் அதிகமான மக்களுக்கு மின்சாரம் கிடைக்கவில்லை.

தூய்மையான நீரும் மின்சாரமும் ஒரு சமூகத்திற்கு கிடைக்காமல் இருப்பதென்பது, தூய்மைக்கேடு வழியமைந்த நேரடிப் பின்னடைவுகளை மட்டும் ஏற்படுத்துவதில்லை. வேளாண் பயிர் வளர்ப்பு, கால்நடை பராமரிப்பு, எதிர்காலத் தேவைக்கான உணவு மற்றும் மருந்துப் பொருட்களை இருப்பில் சேமித்து வைத்தல் போன்ற பல தொழில்களும் இதனால் பாதிப்படைகின்றன.

தூய்மையான நீருக்கும் மின்சாரத்திற்கும் இடையே இருக்கக்கூடிய மிக நெருங்கிய, தவிர்க்கவே முடியாத சார்புத்தன்மை குறித்து நாம் அரிதாகவே சிந்திக்கிறோம் என்பதும் உண்மையே.

தூய்மையான நீரின்மை, தகுந்த அளவில் மின் உற்பத்தி செய்யும் திறனைக் குறைந்துவிடும். அதேபோன்று தேவையான அளவு மின்னாற்றலின்மையும், நீரை சுத்தகரிக்கும் திறனைக் குறைத்துவிடும்.

சூரிய மின்னுற்பத்தி மூலம், தொலைதூர கிராமங்களுக்கும் வறண்ட நிலப்பகுதிகளுக்கும் மின்சாரத்தின் பயனை கொண்டு போய் சேர்க்க முடியும். ஆனால் அந்தச் சூரிய மின்னாற்றல் உற்பத்தித் தகடுகளை தூய்மையாக்கப்பட வேண்டிய நீர்வழித்தடங்களோடு இணைப்பதென்பது, அவ்வறண்ட நிலங்களில் எளிதில் செய்ய முடியாத செயலாகும்.

ஒரே கல்லில் இரண்டு மாங்காய் என்பதுபோல, சூரிய மின்சக்தியை முழுமையாக பயன்படுத்தும் ஆற்றல் கொண்ட ஃபோட்டோ வோல்டாயிக் மின்கலன்களின் மூலம் ஒரே நேரத்தில் மின்சாரத்தையும் தூய்மையான நீரையும் உருவாக்க முடியும் என்று இந்த ஆய்வை மேற்கொண்ட அறிவியல் ஆய்வாளர்கள் கருதுகிறார்கள்.

ஒளி மின்னழுத்தக் கலன்களோடு (photovoltaics) நீரை சுத்தகரிக்கும் தொழில்நுட்பத்தை இணைப்பது  ஒரு புதிய செய்தியல்ல. அமெரிக்க ஐக்கிய நாட்டைச் சார்ந்த ஒரு ஆரம்பகட்ட நிறுவனம், சுழி நீர், அதாவது நீராதாரம் ஏதுமின்றியே, சூரிய ஆற்றலை பயன்படுத்தி நீரை நேரடியாக வளிமண்டலத்திலிருந்து உறிஞ்சும் தொழில்நுட்பத்தை அண்மையில் கண்டறிந்தருப்பதை நாம் நினைவு கூறலாம்.

அந்த தொழில்நுட்பத்தை பயன்படுத்தி இயங்கும் கருவியினை மேலும் செழுமைப்படுத்தவும், கையாளுவதற்கு எளிமையாகவும் அதேசமயத்தில் பொருளாதாரச் சிக்கனமும், நடைமுறை பயன்பாட்டுத் தன்மையுடையதாகும் மாற்ற பல புதிய முன்னேற்றங்கள் அதில் செய்யப்பட வேண்டிய தேவை இருந்தது.

இந்த நவீன மின் உற்பத்திச் சாதனத்தை வடிவமைத்த பொறியாளர்கள், அதன் வினைதிறனை மனதில் வைத்து வடிவமைத்திருக்கிறார்கள். மாசுநீரை தூய்மைப்படுத்தும் அதேவேளையில், மின்னாற்றல் உற்பத்தி திறன் பாதிப்படையாத வகையில் உயர்தரமான சிலிகன் ஒளி மின்னழுத்த மின்கலன்களை இதில் பயன்படுத்யிருக்கிறார்கள்.

தெளிவான வானிலையின் போது பெறப்படும் சூரிய ஆற்றலில் 10 விழுக்காட்டிற்கு அதிகமான சூரிய ஆற்றல், இதில் உள்ள ஒளி மின்னழுத்த மின்கலனில் விழுந்தாலே மின் உற்பத்தி தொடங்கிவிடும். இது மரபார்ந்த சூரிய மின் உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தின் செயல்திறனை விட மேம்பட்டுதன்று.

இச்சாதனத்தின் மீது விழும் சூரியக்கதிர்வீச்சின் எஞ்சிய ஒரு பகுதி வெப்ப ஆற்றலாக வீணாகும். இந்த வெப்ப ஆற்றலை உறிஞ்சக்கூடிய வகையில், தட்டையான நீர் வெறுக்கும் சவ்வடுக்கு (hydrophobic membranes) அவற்றிற்கிடையே நிறுவப்பட்டிருக்கிறது. இவ்வடுக்கு, ஆவியாதலையும் ஆவிச்செறிதலிற்கும் உதவுகிறது.

photovolataic panelவெப்பம், நீரை நீராவியாக்கத் தூண்டும் எனும் விதியே இங்கு செயல்படுஇறது. இவ்வாறு ஆவியாக்கப்பட்ட நீரை மீண்டும் குளிர்விக்க வேண்டுமெனில், அதில் உள்ள வெப்ப ஆற்றலை உறிஞ்ச வேண்டும். சாதனத்தில் நிறுவப்பட்டுள்ள சவ்வடுக்கினால் வெப்ப ஆற்றல் உறிஞ்சப்பட்டு, கீழடுக்கிற்கு செல்லும்போது, நீராவி, நீராகச் சுருங்குகிறது. இந்த செயல்முறை திரும்பத் திரும்ப நிகழும்போது, மிகத் தூய்மையான நீர் பெறப்படுகிறது.

மரபான சூரிய மின்கல உற்பத்தி முறையில், இத்தகைய சவ்வடுக்குகளை நிறுவுவதன் வழி, ஐந்து மடங்கு தூய்மையான நீரினை  உறுதியாகப் பெற முடியும் என ஆய்வாளர்கள் கண்டடைந்திருக்கிறார்கள்.

ஒரு சதுர மீட்டர் அளவுள்ள சூரிய மின்கலத்தில், இத்தகைய பல்லடுக்கு சவ்வினைக் கொண்ட சுத்தகரிப்பு சாதனத்தின் மூலம், ஒரு மணி நேரத்தில் 1.6 லிட்டர் கடல் நீரை சுத்தகரிக்க முடியும் என்பதை ஆய்வாளர்கள் செய்து காட்டியிருக்கிறார்கள். இந்த சுத்தகரிப்பு நிகழும் அதே வேளையில் அதன் மேற்புறத்தில் ஒளி மின்னழுத்தக் கலன்களின் மூலம் மின்னுற்பத்தி நடைபெறுவது எவ்வகையிலும் தடைபடவில்லை என்பது மிகவும் முக்கியமான அம்சமாகும்.

உலக மொத்த மின் உற்பத்தியில் சூரிய மின் உற்பத்தியின் பங்கு 500 ஜிகாவாட் என கடந்தாண்டு கணக்கிடப்பட்டது. இந்த அளவினை எதிர்வரும் 2025-ஆம் ஆண்டிற்குள் இரட்டாப்பாக்கிவிடுவோமென ஆய்வாளர்கள் கருதுகிறார்கள்.

இது நற்செய்தியாயினும், இந்த இலக்கினை எட்டுவதற்கு, 4 பில்லியன் சதுர மீட்டர் நிலம் தேவைப்படுகின்றது. நீர் வடிகட்டும் சவ்வுகளைக் கொண்ட அம்மின்னுற்பத்தி கலன்களை இரட்டிப்பளவில் நிறுவினால், அதன் மூலம் கிடைக்கும் நீரானது, 2017 -ஆம் ஆண்டில் பயன்படுத்தப்பட்ட குடிநீரில் 10 சதவீதத்திற்கு சமமானதாகும்.

அளவீடுகளின் படி இது ஒரு வியப்பூட்டும் கருத்துருவே. இதில் ஆய்வாளர்களின் அடுத்தகட்ட நகர்வென்பது, சாதனத்தின் வினைதிறனையும் (efficiency) அதன் சராசரி பயன்பாட்டுத்தன்மையின் எல்லைகளை விரிவுப்படுத்தும் வழிகளை கண்டறிவதை துரிதப்படுத்துவதாகவும் அமையவுள்ளது.

எதிர்காலச் சமூகத்திற்கு தேவையான மின்னாற்றலையும் தூய்மையான நீரையும் பூர்த்தி செய்யும் தொழில்நுட்பங்கள் அதிக மதிப்புடையதாக உள்ளன.

சான்றாக, உப்புநீக்குதல் எனும் குடிநீராக்கும் செயல்முறைக்குத் தேவையான மின்னாற்றல் கிடைத்தால் ஒழிய பெருந்திரள் மக்கள் கூட்டத்திற்கு அது பயன்படாது. 2016-ஆம் ஆண்டில், மத்திய கிழக்க நாடுகளின் தூய நீர்த்தேவைகளில் 3% கடல்நீரே பூர்த்தி செய்தது. ஆனால் அவற்றை பெற தேவையான மின்னாற்றலின் அளவு 5% என்பது ஆறுதலான செய்தி.

கடல் நீரிலிருந்து உப்பை பிரித்தெடுக்க, அதற்குத் தேவையான மின்னாற்றலோடு, தூய்மைப்படுத்தப்பட்ட நீரின் மிகச்சிறிய பின்னமும் அதற்குத் தேவைப்படும் என்பது இங்கு கூடுதல் செய்தி.

அமெரிக்க ஐக்கிய நாட்டின் நிலைமையை வைத்து பார்க்கும்பொழுது, அடுத்த வரும் பத்தாண்டுகளில் மிடா அளவிலான தண்ணீர் தேவைப் பற்றாக்குறைகள் ஏற்படும்,  அந்நாடு இதற்கு முன்பு சந்தித்திராத நீர்-மின்னாற்றல் பற்றாக்குறையை அப்பொழுது சந்திக்கும். ஆயினும் அவற்றை தவிர்க்கக்கூடிய வகையில் கண்டறியப்பட்டுள்ள இவ்வகை தொழில்நுட்பம் அவ்வளவு எளிதில் நடைமுறைக்கு வந்துவிடாது.

இவ்வாய்வுக் கட்டுரை ‘நேச்சர் (Nature) இதழில் வெளியாகியுள்ளது.

https://www.sciencealert.com/new-kind-of-solar-technology-could-provide-electricity-and-clean-water-to-millions

- ப.பிரபாகரன்

Pin It