சர்க்கரை நோய், தற்கால உணவு, தானியங்கள் பற்றி சில கருத்துக்கள்

திடீரென்று நாம் சாப்பிடும் தானியங்கள் பற்றி எனக்கு இருக்கும் கருத்துக்களை எழுத வேண்டும் என்று ஒரு எண்ணம் வந்ததால், இந்தப் பதிவு. என்னடா, மற்ற பதிவுகளுக்கும் இதுக்கும் சம்பந்தமே இல்லையே என்றால்... பதில் இல்லை!

சர்க்கரை நோய்

கொஞ்சம் Background விவரங்கள். இப்போதெல்லாம், பலருக்கும் 40 வயதிலேயே சர்க்கரை நோய் வருகிறது. மருத்துவர் “வாழ்க்கை முறை மாறி விட்டது, முன்பு போல நடப்பது ஓடுவது எல்லாம் இல்லை, எல்லாவற்றிற்கும் மோட்டார் சைகிளும், காரும் வந்து விட்டது, நீங்கள் உணவில் சர்க்கரையை குறைத்துக் கொள்ளுங்கள், அரிசி குறைத்துக் கொள்ளுங்கள், வாக்கிங் போக வேண்டும்” என்று சொல்கிறார். பாதிக்கப் பட்டவரும் வேறு வழியின்றி இதை செய்யத் தொடங்குகிறார். ஒரு வேளையாவது, அரிசி சாதத்திற்கு பதில் சப்பாத்தி, ராகிக் கஞ்சி (கூழ்) என்று வாழ்க்கை போகிறது. இன்னமும் அதிகம் பாதிக்கப்பட்டால், மாத்திரை, அதை விட அதிகம் பாதிக்கப் பட்டால் ஊசி என்று தேவைக்கு ஏற்ப பல வித தீர்வுகளும் இருக்கின்றன. சர்க்கரை நோய் வந்தால், ‘ரத்த காயம்’ ஆறுவதற்கு நாளாகும், ஏதாவது ஒரு காரணத்திற்காக (எ.கா. இருதய பிரச்சனை) அறுவை சிகிச்சை செய்ய வேண்டும் என்றால் மருத்துவர்கள் தயங்குவார்கள். ‘சர்க்கரையை லிமிட்டுக்குள் கொண்டு வந்த பின் தான் அறுவை சிகிச்சை பற்றி பேசலாம்” என்பார்கள்.இங்கே நான் சொல்வது பெரும்பாலானவர்கள் உங்கள் வீட்டிலோ, உறவினர் அல்லது நண்பர்கள் வீட்டிலோ பார்த்திருப்பீர்கள், அல்லது கேட்டிருப்பீர்கள்.

சர்க்கரை நோய் என்பது மலேரியா, சிக்குன் குனியா, அல்லது சாதாரண சளி போல கிருமிகள் தாக்கி வரும் நோய் அல்ல. நம் உடலில் ஒரு சில பகுதிகள் சரியான பராமரிப்பு இல்லாமல் வேலை செய்யாததால் வரும் நிலைதான். இதை நோய் என்பதை விட, குறை என்று சொல்லலாம். கண்ணுக்கு கண்ணாடி போடுவதை நோய் என்று சொல்வதில்லையே, அது ஒரு குறைதானே. இருந்தாலும், எல்லோரும் ‘சர்க்கரை வியாதி’ என்று சொல்வதால், இங்கே நோய் என்றே எழுதுகிறேன்.

உடலில் சர்க்கரை ஏற்ற இறக்கம் எதனால்?

உடலில் இரத்தத்தில் சர்க்கரை குறிப்பிட்ட அளவு இருக்க வேண்டும். இது மிகக் குறைவாக இருந்தாலும் பிரச்சனை (தலை சுற்றல், மயக்கம், இறுதியாக மரணம்), அதிகமாக இருந்தாலும் பிரச்சனை. உணவில் சர்க்கரை அதிகமானால், அது இரத்தத்தில் சேரும்போது, சர்க்கரை அள்வு அதிகமாகும். உடனே, ‘இன்சுலின்’ என்ற ஒரு பொருள் உடலில் (பான்கிரியாஸ் பகுதியில்) சுரக்கும். அது சர்க்கரையை , ‘கிளைகோஜன்’ என்ற பொருளாக மாற்றி, ஈரலிலும், சதையிலும் சேர்த்து வைக்கும். சர்க்கரை அளவு குறைந்தால், இன்சுலினும் குறையும்.

ஒரேயடியாக கால் கிலோ சர்க்கரை (அல்லது இனிப்பு பொருள்) சாப்பிட்டால், அதிகம் பான்கிரியாசுக்கு வேலை வரும். இப்படி அடிக்கடி சாப்பிட்டால், பாங்கிராசுக்கு ஓவர் டூட்டி கொடுத்தால், விரைவில் அதன் இன்சுலின் சுரக்கும் திறன் குறையலாம்.

சாப்பிடும் போது, உடலில் சர்க்கரையின் அளவு அதிகரிக்கும். சாப்பிட்டு முடித்த பிறகு, (செரித்த பிறகு) உடலில் இருக்கும் சர்க்கரை குறையத் தொடங்கும். ஏனென்றால், ஒன்று இன்சுலினின் வேலை, இரண்டாவது, உடல் தன் பணிகளை செய்யவும் சர்க்கரை தேவை. மூச்சு விட, நடக்க, இதயம் துடிக்க என்று நமக்கு தெரிந்தும் தெரியாமலும் செய்யும் எல்லா வேலைக்கும் ஆற்றல் தருவது சர்க்கரை.


இவ்வளவு தூரம் கதை சொல்வது எதற்கு? இந்த சர்க்கரை நோயை வராமல் தடுக்க, அல்லது வருவதை தள்ளிப்போட, வந்தால் ஓரளவு கட்டுக்குள் வைக்க, உணவு கட்டுப்பாடும், உடல் பயிற்சியும் தேவை. உணவு கட்டுப்பாடு என்ற இடத்தில்தான் பிற தானியங்களைப் பற்றிய விவரங்கள் வருகின்றன.

தானியங்களில் இருக்கும் சத்துக்கள் :

மனிதர்களின் முக்கிய உணவுகளில் grains என்ற தானியங்கள் உண்டு. இவற்றில் பெருமளவு கார்போ ஹைட்ரைடு என்ற வகை பொருள் இருக்கும். Fat என்ற கொழுப்பு குறைந்த அளவு (அல்லது இல்லாமல்) இருக்கும். புரதச் சத்து (protein) என்பதும் ஓரளவு இருக்கலாம், அல்லது இல்லாமல் இருக்கலாம். விட்டமின் அல்லது வைட்டமின் (Vitamin) என்ற சத்துக்களும் கொஞ்சம் இருக்கும்.

கார்போ ஹைட்ரைடு என்பதை இன்னமும் சில வகைகளாகப் பிரிக்கலாம். ஒன்று நார்ச் சத்து (Fiber) ஆகும். இன்னொன்று ‘சர்க்கரை’ (simple sugar) என்பதாகும். இன்னொன்று 'Complex carbohydrate' என்ற வகை. இதை ‘சிக்கலான கார்போஹைட்ரைடு’ அல்லது ‘கடினமான கார்போ ஹைட்ரைடு’ என்று சொல்லலாம்.

எனக்கு படம் வரையத் தெரியும் என்பதைஇங்கே நிரூபிக்கிறேன்.




சர்க்கரையை கட்டுப்படுத்துவது எப்படி?
உடலில் சர்க்கரை அளவு மிகக் குறையாமலும், மிக அதிகமாகாமலும் இருக்க வேண்டும். அதே சமயம், பாங்கிரியாசுக்கு அளவுக்கு மீறி வேலை கொடுக்கக் கூடாது. இதை எப்படி செய்யலாம்? இதற்கு இரண்டு வழிகள் உண்டு.

1. இரண்டு மணிக்கு ஒருமுறை அல்லது 3 மணிக்கு ஒரு முறை, கொஞ்சம் சாப்பிட வேண்டும். கொஞ்சமாக சாப்பிட்டால், சர்க்கரை அளவு அதிகம் ஏறாது. 2 அல்லது 3 மணியில் கொஞ்சம்தான் இறங்கும், அதிகம் இறங்காது. ஆனால் 2 மணிக்கு ஒரு முறை கொஞ்சம் சாப்பிடுவது நடை முறையில் கடினம்.

2. ஐந்து அல்லது ஆறு மணிக்கு ஒரு முறை நடுத்தரமாக சாப்பிடலாம். ஆனால், உணவு எளிதில் சீரணிக்கப் பட முடியாததாக இருக்க வேண்டும் . ஆங்கிலத்தில் slow release என்று சொல்வார்கள். ‘மெதுவாக வெளிவிடுதல்’ என்று தமிழில் சொல்லலாம். வயிறு எளிதில் சீரணிக்க முடியாததால், கொஞ்சம் கொஞ்சமாக சீரணம் செய்து, சர்க்கரையை, கொஞ்சம் கொஞ்சமாக இரத்தத்தில் சேர்க்கும். இதற்கு சில மணி நேரங்கள் ஆகும். இப்படி சேரும் போது, உடலும் சர்க்கரையை பயன்படுத்திக் கொண்டு இருப்பதால், இரத்தத்தில் சர்க்கரையின் அள்வு நிறைய கூடாது, குறையாது. இன்சுலின் கொஞ்சம் தான் தேவைப்படும்.

இந்த இரண்டாவது முறையானது எப்போது நடக்கும்? நாம் சாப்பிடும் பொருள் லட்டு, ஜிலேபியாக இருந்தால் சாப்பிட்ட உடனே இரத்ததில் சர்க்கரை ‘விர்’ என்று ஏறும். சாதாரண அரிசி, மைதா மாவில் செய்த வட இந்திய ‘நான்’(naan) போன்ற பொருளகளை சாப்பிட்டாலும் உடனே ஏறும். Whole wheat என்ற ‘முழு கோதுமை’ யில் செய்த சப்பாத்தியில் ஏறாது. ராகிக்கூழில் ஏறாது.

இது ஏன்? இது தவிர எந்த வகை உணவில் சர்க்கரை சரியாக இருக்கும்?

நார்ச்சத்து, மற்றும் ‘காம்ப்ளக்ஸ் கார்போஹைட்ரைடு’ என்ற ‘சிக்கலான கார்போஹைட்ரடு’ அதிகம் இருக்கும் பொருள்கள் எல்லாவற்றையும் வயிறு மெதுவாக செரிக்கும். முழு கோதுமையிலும், ராகியிலும் இவை அதிகம். முழு கோதுமையில் இருந்து நார்ச் சத்தை பிரித்து விட்டால், மிச்சம் இருப்பது ‘மைதா’. இது சாப்பிட சுவையாக இருக்கும். சமைக்க நன்றாக இருக்கும் (ஜவ்வு போல இழுத்து பரோட்டா செய்யலாம்). உடலுக்கு ‘கெடுதல்’ என்று சொல்வதை விட ‘முழு கோதுமை அள்வு நல்லது அல்ல’ என்று சொல்லலாம்.

அரிசியில் என்ன பிரச்சனை? :

நெல்லில் இருந்து மேலே இருக்கும் பகுதி ‘உமி’ என்பது. இது ‘செல்லுலோஸ்’ என்ற பொருளால் ஆனாது, இதை நம்மால் செரிக்க முடியாது. இதை எடுத்த பின், அரிசியின் மேல் ‘தவிடு’ (bran) என்ற பொருள் ஒட்டிக் கொண்டு இருக்கும். இதில் நார்ச்சத்து, மற்றும் சில விட்டமின்களும், சில எண்ணைகளும் உண்டு. (கோதுமையில் இந்த எண்ணை கிடையாது). இந்த தவிட்டை எடுத்து விட்டால், நமக்கு மிச்சம் இருப்பது ‘வெள்ளை அரிசி’ . Polished rice என்று ஆங்கிலத்தில் சொல்வார்கள்.

பாலிஷ் செய்த அரிசியில் என்ன பயன்? 1. பார்க்க நன்றாக இருக்கும். ‘மல்லிகைப் பூ’ மாதிரி இருக்கும். 2. தவிட்டிற்கு என்று ஒரு மணம், சுவை உண்டு. பாலிஷ் செய்த அரிசியில் அந்த மணம், சுவை வராது. நம்மில் பெரும்பாலோர் பிறந்ததில் இருந்து வெள்ளை அரிசியையே சாப்பிட்டு வந்ததால், புதிதாத “தவிடு சேர்ந்த அரிசி’ சோற்றை சாப்பிட்டால், முகம் சுளிப்போம். இது தவிர, இன்னொரு முக்கிய காரணம் உண்டு.

தவிட்டில் இருக்கும் எண்ணை (rice bran oil) உடலுக்கு உகந்த எண்ணை. நல்லெண்ணை, ஆலிவ் எண்ணை இதெல்லாம் உடலுக்கு உகந்தது என்று கேள்விப்பட்டு இருப்பீர்கள். இவை எல்லாமே, பல நாட்கள் காற்றில் திறந்து வைத்திருக்க முடியாது. ஏனென்றால், இவற்றில் 'mono unsaturated, poly unsaturated' என்ற வித எண்ணைகள் உண்டு. அதனால், ’சிக்கு வாசனை’ வந்து விடும். 3. தவிட்டுடன் கூடிய அரிசி, விரைவில் கெட்டு விடும். அதனால், பல ஆண்டுகள் குடோனில் சேமிக்க வேண்டும் என்றால், தவிட்டை நீக்க வேண்டும்.

இப்படி பல காரண்ங்கள் இருப்பதால், பெரும்பாலும் வெள்ளை அரிசிதான் இப்பொது கிடைக்கிறது.
வெள்ளை அரிசி சாப்பிடுவது, மைதா மாவு சாப்பிடுவது போல. இது எளிதில் செரிக்கும், இரத்தத்தில் சர்க்கரை விரைவில் உயரும். வெள்ளை அரிசியில் தான் இந்தப் பிரச்சனை, தவிடு சேர்ந்த அரிசியில் இல்லை.

கோதுமையில் இந்த எண்ணை பிரச்சனை இல்லை, அதனால், முழு கோதுமையை அப்படியே சேமிக்கலாம்.



தவிட்டுடன் கூடிய அரிசி கிடைக்குமா?

‘கைக்குத்தல் அரிசி’ என்பது நெல்லை உரலில் வைத்து, உலக்கையால் குத்தி, உமியை நீக்கி எடுப்பது. தவிடானது அரிசியில் நன்றாக ஒட்டிக் கொண்டு இருக்கும். நம் உரல், உலக்கைக்கு எல்லாம் அசையாது. இப்படி கிடைக்கும் அரிசியில் தவிடு இருக்கும். தமிழகத்தில் (சென்னையில்) இது கிடைக்கிறது. ஆங்கிலத்தில் ‘Brown rie' என்று சொல்வார்கள்.

குறிப்பு: : பழுப்பு நிறத்தில் அல்லது சிவப்பு நிறத்தில் இருக்கும் அரிசி எல்லாவற்றிலும் தவிடு இருக்கும் என்று நினைக்க வேண்டாம். பல வகை நெல்களில், அரிசியின் நிறமே அப்படி இருக்கும். ‘தவிடு சேர்ந்த’ அரிசி என்று கவனமாக பார்த்து வாங்க வேண்டும்.

மெஷினிலும் இப்படி உமியை மட்டும் நீக்கி, தவிடு சேர்ந்த அரிசி கொடுக்க முடியும், ஆனால் சேமிப்பதில் பிரச்சனை இருப்பதால், யாரும் இப்படிசெய்வதில்லை, பாலிஷ் போட்டு அனுப்பி விடுகிறார்கள்.

பழைய காலத்தில் அரிசி: :
பழைய காலத்தில் (பெரும்பாலும் 1950 வரை இருக்கலாம், குத்து மதிப்பாக சொல்கிறேன்) எல்லோரும் தவிட்டுடன் கூடிய அரிசியைத்தான் சாப்பிட்டார்கள். அப்போது கடின உடல் உழைப்பு இருந்தது உண்மையே. அதனுடன் நார்ச்சத்து கொண்ட உணவு staple food என்ற முக்கிய உணவாக இருந்தது. அதனால், சர்க்கரை நோயின் தாக்கம் குறைவு.

பிற தானியங்கள்:
முன்பு எல்லோரும் எப்போதும் அரிசி சாப்பிடவில்லை. குறு தானியங்கள் என்று அழைக்கப்படும் ‘ராகி (கேப்பை, கேழ்வரகு), சோளம் (மக்காச் சோளம் அல்ல, இது வேறு, மகாராஷ்டிராவில் ஜோவார் என்று சொல்லப்படுவது), சாமை, திணை, கம்பு’ ஆகிய தானியங்களையும் சாப்பிட்டார்கள். நாம் இப்போது ‘சோறு, சாதம்’ என்று சொல்வது எல்லாம் நிச்சயமாக ‘அரிசி சோறு, சாதம்’ தான். ஆனால், முன்னால் ‘அரிசி சோறு’, அல்லது ‘கம்பஞ் சோறு’, என்று முழுதாக சொல்லிக் கொண்டு இருந்தார்கள் அப்போதும் வெறுமனே ‘சோறு’ என்றால் பெரும்பாலும் அரிசி சோற்றை குறிக்கும், ஆனால் 100% நிச்சயமாக் சொல்ல முடியாது. (ஆதாரம் இல்லை, என் தாத்தாசொன்னதுதான்).

இந்த தானியங்கள் எல்லாவற்றிலும் நார்ச்சத்து அதிகம் இருக்கிறது. தவிர, இவற்றை பயிர் செய்ய அதிகம் தண்ணீர்ர் தேவை இல்லை (நெல்லுக்கு வேண்டும்). மானாவாரிப் பயிர்களாகவே வளர்க்கப் படுகின்றன. இவை எல்லாம் தமிழகத்தில் இன்னமும் இருக்கின்றன, ஆனால் தேடித்தான் பிடிக்க வேண்டும்.

நார்ச்சத்து மிகுந்த உணவில் இன்னொரு பயனும் உண்டு. ஓரள்வு சாப்பிட்டாலே வயிறு நிறைந்த உணர்வு வந்து விடும். இவை செரிக்க நேரமாவதால், பல மணிகளுக்கு பசி எடுக்காது. இந்த ஐந்து தானியங்களிலும் , தவிடு சேர்ந்த அரிசியிலும் உணவு செய்து சாப்பிட்டிருக்கிறேன் என்ற முறையில் என்னால் நிச்சயமாக இதை சொல்ல முடியும்..


இவை அனைத்துமே சர்க்கரை நோயை எதிர்க்க / தாங்க உதவுகின்ற, நம் முன்னோர்கள் சாப்பிட்ட, நம் (தமிழ் நாட்டு ) நிலத்தில் இயற்கையாக விளைகின்ற தானியங்கள். உலகில் மற்ற தானியங்களும் இருக்கின்றன. எ.கா. பலருக்கும் தெரியும், ஓட்ஸ் என்ற தானியமும் உடலுக்கு நல்லது, ஆனால் அது இங்கே விளைவதில்லை, அதிக செலவில் வெளிநாட்டில் இருந்து இறக்குமதி செய்ய வேண்டி இருக்கிறது.

இந்த குறு தானியங்களில் எத்தனை வகை சமையல் செய்ய முடியும், பழைய கால ச்மையல் இப்பொது சரி வருமா என்றெல்லாம் தெரியவில்லை. புதுப் புது ரெசிபி கொடுத்து அசத்தும் வலைப் பதிவர்கள், இந்த குறு தானியங்களிலும் உணவு வகை செய்வது பற்றியும் கொடுக்கலாம் என்பது
என் எண்ணம்.

டிஸ்கி: இதில் தெரிந்த வரை சரியாகச் சொல்லி இருக்கிறேன். இதில், தவறான Advice இருக்குமானால், எனக்கு தெரியப்படுத்தவும், மாற்றிக்கொள்கிறேன்.

சோலார் செல் (சிலிக்கன்) பகுதி 2

இதற்கு முந்திய ஒரு பதிவில் சிலிக்கன் சோலார் செல் பற்றி பார்த்தோம். அமார்பஸ் சிலிக்கன் சோலார்செல் இவற்றை பற்றி இந்தப் பதிவில் பார்க்கலாம். பாலிக் கிரிஸ்டல், மோனோ க்ரிஸ்டல், அமார்ஃபஸ் இவற்றுக்கு ஒரு உதாரணம் என்ன என்றால்,

1. பெரிய கிரானைட் கல் என்பது மோனோ க்ரிஸ்டல் . ஒரே கல் பெரிய அளவில் ஒட்டுப் போடாமல் இருக்கும். (சீராக அணுக்கள் அமைந்து இருக்கும்),

2. பல கருங்கல் ஜல்லி சேர்ந்தது பாலி க்ரிஸ்டல் (ஒரு க்ரிஸ்டலில் கொஞ்ச தூரம் அணுக்கள் சீராக இருக்கும், அடுத்து இன்னொரு க்ரிஸ்டல் இருக்கும்),. பல ஜல்லிகளை வைத்து கொஞ்சம் சிமெண்ட் கலந்து ஒரு பலகை செய்தால் இருப்பது போல.

3. ஒரு மூட்டை மணல் என்பது அமார்ஃபஸ் (எதுவுமே வரிசையாக சீராக இருக்காது) என்று வைத்துக் கொள்ளலாம்.

இவற்றை தயாரிக்கும் முறைகளில் வித்தியாசம் இருக்கிறது. அதைப்போலவே இவற்றிலிருந்து செய்யும் சோலார் செல்களின் திறனும் வித்தியாசப் படும்.

சிலிக்கன் செல் வகைகளின் திறன்:
மோனோ க்ரிஸ்டல் (MONO CRYSTAL) என்ற சிலிக்கனை செய்ய மிக அதிக செலவாகும். இந்த சிலிக்கனில் சோலார் செல் செய்தால், இதன் திறன் அதிகமாக இருக்கும். இதற்கு என்ன காரணம்? சூரிய ஒளி படும்போது, எலக்ட்ரான்கள் வரும். அவை சிலிக்கனில் பயணம் செய்துதான் வெளியே இருக்கும் மின்கம்பிக்கு வரவேண்டும். மோனோ க்ரிஸ்டல் வகை சிலிக்கனில் இந்த எலக்ட்ரான்கள் பயணம் செய்ய தடை குறைவாக இருக்கும். அதனால் அதிகபட்ச மின்சாரம் கிடைக்கும்.

பாலி க்ரிஸ்டல் சிலிக்கன் நடுத்தரமாக இருக்கும். இது தயாரிக்க ஓரளவு செலவாகும், ஆனால் இதில் கிடைக்கும் மின்சாரமும் கொஞ்சம் குறைவாக இருக்கும்.

அமார்ஃபஸ் சிலிக்கன் என்பதற்கும் மோனோ க்ரிஸ்டல்/பாலி க்ரிஸ்டலுக்கும் நிறைய வேறுபாடுகள் உண்டு. அமார்ஃபஸ் என்பதை தயாரிக்க செலவு குறைவு. இதை ‘THIN FILM' என்ற குறைந்த தடிமன் உள்ள படலமாக படிய வைக்கலாம். அதனால் பொருள் செலவு மிச்சம். இது தவிர, வேறு ஒரு பயனும் உண்டு.

சூரிய ஒளி விழும் கோணம்:

சோலார் செல்லை, நேராக மேல் நோக்கி வைத்தால், அதில் உச்சி வேளையில் மட்டுமே சூரிய ஒளி நேராகப் படும். காலையிலும் மாலையிலும் சாய்வாகத்தான் ஒளி விழும், அதனால் மின்சாரம் குறைவாகத்தான் கிடைக்கும். அதிகம் மின்சாரம் வேண்டும் என்றால், சூரிய காந்திப் பூவைப் போல, இந்த செல்லை காலையில் இருந்து மாலை வரை திருப்பி வைக்க வேண்டும். இதற்கு TRACKING என்று பெயர். அதற்கு செலவு ஆகும்.

இந்த அமார்ஃபஸ் சிலிக்கன் சோலார் செல்லில், சூரிய ஒளி நேராக விழுந்தாலும் சாய்வாக விழுந்தாலும் அதை ஏறக்குறைய ஒரே அளவு மின்சாரமாக்கும் தன்மை கொண்டது. நிறைய சாய்வாக விழுந்தால் (அதிகாலை மற்றும் மாலை) அப்படி செய்யாது, ஆனால் மற்ற செல்களை விட இது இந்த விதத்தில் பரவாயில்லை. அதனால், TRACKING செலவு மிச்சமாகும்.


அமார்ஃபஸ் சிலிக்கன் சோலார் செல் தயாரிக்கும் முறை:

ஒரு கண்ணாடியின் மேல் சிலிக்கன் அணுக்களை, CVD என்ற ஆவி நிலை வேதி சேர்க்கை மூலம் படிய வைப்பார்கள். இது சுமார் ஒரு மைக்ரான் தடிமன் இருக்கும். இந்த அளவிலேயே இது சூரிய ஒளியில் பெரும்பாலான அளவை விழுங்கிவிடும். இதற்கு பதில் மோனோ க்ரிஸ்டல் சிலிக்கனை எடுத்தால் அது சுமார் 200 மைக்ரான் அளவு தடிமன் இருக்கும்.

இப்படி படிய வைக்க முடியும் என்பதால், இதை FLEXIBLE ஆக இருக்கும், எளிதில் வளையும் தன்மை கொண்ட பொருள்கள் மேலே கூட படிய வைக்கலாம். அதாவது சோலார் செல்லை எடுத்து, பாயை சுருட்டுவது போல சுருட்டி எடுத்து செல்ல முடியும். அவ்வளவு சீக்கிரம் உடையாது. இதற்கு பதில் மோனோ க்ரிஸ்டல் சிலிக்கன் சோலார் செல்லை பார்த்தால், அது கண்ணாடி போல எளிதில் உடைந்துவிடும், அதை ஒரு இடத்திலிருது இன்னொரு இடத்திற்கு எடுத்து செல்ல கவனம் தேவை.

இந்த அமார்ஃபஸ் சிலிக்கன் சோலார் செல்லில், மின்சாரமாக்கும் திறன் குறைவு என்று பார்த்தோம். இன்னொரு பிரச்சனை என்ன என்றால், புது செல்லில் ஓரளவாவது மின்சாரம் வரும், ஆனால் சில் வருடங்களில் அதன் திறன் இன்னமும் குறைந்து விடும். மோனோ க்ரிஸ்டலில் செய்தால் அது 20 அல்லது 30 வருடங்களில் கூட கொஞ்சம்தான் திறன் குறையும் (MAXIMUM 20% LOSS) .


குறிப்பு: இவை எல்லாம் மேலோட்டமாகவே எழுதுகிறேன். ஒவ்வொன்றையும் விளக்கமாக ’எப்படி தயாரிப்பது, அதில் என்ன பிரச்சனை, எப்படி வேலை செய்கிறது’ என்று எழுத நிறைய நேரம் தேவை. ஒன்றுமே எழுதாமல் இருப்பதற்கு பதில், மேலோட்டமாகவாவது எழுதுவோமே என்று இந்த முயற்சி.

சோலார் செல் (DSSC) பகுதி 2

DSSC அல்லது DSC என்ற வகை சோலார் செல்லின் அமைப்பை முந்திய பதிவில் பார்த்தோம். இது வேலை செய்யும் விதத்தை இந்தப் பதிவில் பார்க்கலாம். இதன் வடிவமைப்பின் படி, மின்சாரத்தை கடத்தும் கண்ணாடி வழியாக சூரிய ஒளி செல்லும். அடுத்து டைடானியா என்று சொல்லப்படும் டைடானியம் ஆக்சைடு வழியாக ஒளி செல்லும் (டைடானியம் ஆக்சைடு வெள்ளை நிறத்தில் இருக்கும்). சிறு துகள்களாக இருக்கும் டைடானியம் ஆக்சைடு வழியாக ஒளி செல்லும்போது கொஞ்சம் சிதறடிக்கப் பட்டாலும், பெரும்பாலும் உள்ளே சென்று விடும்.

உள்ளே, Dye அல்லது சாயம் தண்ணீரில் கரைந்து இருக்கும். சாயத்தின் மூலக்கூறுகள் கொஞ்சமாக டைடானியம் ஆக்சைடு மேல் ஒட்டியும் இருக்கும். இதை ஆங்கிலத்தில் ADSORPTION என்று சொல்வார்கள். ருதீனியம் பாலி பிரிடைடு (Ruthenium Poly pyridide) என்ற வேதிப்பொருள் சாயமாகப் பயன்படுகிறது, ஆனால் வேறு சில சாயங்களும் பயன்படுத்தலாம். ருதீனியம் என்பது தங்கத்தை விட விலை உயர்ந்த தனிமம், ஆனால் சோலார் செல் செய்ய இது மிகக் குறைந்த அளவே தேவைபடும். ருதீனியம் பாலி பிரிடைடுக்கு பதில் வேறு சாயங்கள் பயன்படுத்தினால், மின்சாரம் குறைந்த அளவில் தான் கிடைக்கிறது, அதனால் இன்னமும் ” விலை குறைவாக ஆனால் நல்ல திறன் உள்ள வேறு சாயம் கிடைக்குமா” என்ற கோணத்தில் ஆராய்ச்சி தொடர்ந்துகொண்டு இருக்கிறது.



இந்த சாயத்தின் வேலை என்ன என்றால், சூரிய ஒளியை விழுங்கி, கட்டற்ற எலக்ட்ரான்களை உருவாக்கி டைடானியம் ஆக்சைடுக்கு கொடுக்க வேண்டும். இதற்கு முன்பாக, டைடானிய்ம் ஆக்சைடு ஒரு குறைகடத்தி என்பதைப் பார்த்தோம். எல்லா குறைகடத்திகளுக்குமே, ‘ஒளியை மின்சாரமாக்கும்’ தன்மை உண்டு. ஆனால், ‘எந்த ஒளியை மின்சாரமாக்கும்’ என்ற விதத்தில் வேறுபாடு உண்டு. எடுத்துக்காட்டாக, டைடானியம் ஆக்சைடு “அல்ட்ரா வயலட்” என்று சொல்லப்படும் “புற ஊதா” கதிர்களை மின்சாரமாக்கும். காட்மியம் டெலுரைடு என்பது, “கண்ணுக்கு தெரியும்” ஒளியில் பெரும்பகுதியை மின்சாரமாக்கும். சிலிக்கன் என்பது “கண்ணுக்கு தெரியும் ஒளியில்” ஓரளவு பகுதியை மின்சாரமாக்கும்.

சூரிய ஒளியில் VISIBLE என்ற கண்ணுக்கு தெரியும் ஒளிதான் அதிகம். இந்த DSC செல்லில், டைடானியம் ஆக்சைடு, ‘புற ஊதாக்’ கதிர்களை நேரடியாக மின்சாரமாக்கும். ஆனால் அதன் அளவு குறைவு. சாயமானது ‘கண்ணுக்கு தெரியும்’ ஒளியில் பெருமளவு மின்சாரமாக்கும், அதை டைடானியம் ஆக்சைடுக்கு கொடுக்கும். இதுதான் வெளியில் கிடக்கும் மின்சாரத்தின் பெருமளவு ஆகும்.

இப்படி வரும் எலக்ட்ரான்களை நாம் “மின்சாரம் கடத்தும் கண்ணாடி” மூலம் வெளியே எடுத்து பயன்படுத்தலாம். இந்த வகை கண்ணாடிக்கு உதாரணம், “ஃபுளூரைடு கலந்த தகர ஆக்சைடு”, ஆங்கிலத்தில் "Fluoride doped Tin Oxide".

சரி, இதில் அயொடைடு உப்புக்கு என்ன வேலை?

சாயமானது ஒளியை விழுங்கி எலக்ட்ரானை கொடுத்த பிறகு ‘பாசிடிவ் சார்ஜ்’ (Positive Charge) இருக்கும். இப்போது, அருகில் இருக்கும் இன்னொரு சாயத்தின் மூலக்கூறு ஒளியை வாங்கி எலக்ட்ரானைக் கொடுப்பதாக கற்பனை செய்து கொள்ளுங்கள். இப்போது பாசிடிவ் சார்ஜ் இருக்கும் சாயம் இந்த எலக்ட்ரானை ஈர்க்கும். இந்த சாயமும் எலக்ட்ரானும் சேர்ந்தால், நமக்கு ஒரு பயனும் இல்லை. இந்த எலக்ட்ரான் டைடானியம் ஆக்சைடு மூலம் வெளியே வந்தால்தான் நமக்கு மின்சாரம் கிடைக்கும்.

அப்படி என்றால் பாசிடிவ் ஆக இருக்கும் சாயத்திற்கு வேறு வகையில் எலக்ட்ரானை கொண்டு வர வேண்டும். முதலில் வெளியே வந்த எலக்ட்ரானகள், நாம் மின்சாரமாகப் பயன்படுத்திய பிறகு அடுத்த மின் தகடுக்கு (electrode) வரும். இதுதான் சோலார் செல்லில் கீழே இருக்கும் தகடு.

இந்த எலெக்ட்ரானைக் கொண்டு வந்து ‘பாசிடிவ்’ ஆக இருக்கும் சாயத்திற்கு கொடுப்பதுதான் அயோடைடு உப்பின் வேலை.




அயோடைடு உப்பு ஒன்றும் ‘சும்மா’ எலக்ட்ரானை தூக்கி வந்து கொடுக்காது. ஒவ்வொரு வேலைக்கும் கூலி உண்டு. இங்கே அயோடைடு உப்பு எலக்ட்ரானை வாங்கி வேதிவினையில் ஈடுபடும். அப்போதுதான் ‘எலக்ட்ரானை தூக்கிக் கொண்டு’ வரும். தண்ணீருக்குள் நகர்ந்து சென்று , சாயம் இருக்கும் இடத்தில் சென்று , எலக்ட்ரானை இழந்து இருக்கும் சாயத்திற்கு இந்த எலக்ட்ரானை கொடுக்கும். இப்படி நகர்ந்து செல்வதை DIFFUSION என்று ஆங்கிலத்தில் சொல்வார்கள்.

எலக்ட்ரானைக் கொடுப்பதும் ஒரு வேதிவினையின் வழியாகத்தான். அயோடைடு எலக்ட்ரானைக்
கொடுத்த பின், மீண்டும் தண்ணீர் வழியே நகர்ந்து வந்து மின் தகட்டிற்கு வந்து அடுத்த எலக்ட்ரானை வாங்க தயாராகிவிடும்.

மற்ற வகை சோலார் செல்களில் இப்படி மூலக்கூறுகள் அல்லது அயனிகள் நகர்ந்து செல்வது இல்லை. எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகள் இவை இரண்டும்தான் பயணம் செய்யும்.

இந்த சோலார் செல்லின் நிறை குறை என்ன?

இதை குறைந்த செலவில் செய்ய முடியும். ருதீனியம் இல்லாமல் கூட, (எ.கா. இலைகளைப் பறித்து, கசக்கி சாறாக்கி, அந்த பச்சயத்தை வைத்துக் கூட) செய்ய முடியும் என்று விஞ்ஞானிகள் நிரூபித்து இருக்கிறார்கள்


இவற்றின் திறன் குறைவு. அதாவது, ஒரு சதுர அடி சோலார் செல்லை எடுத்துக் கொண்டால், ‘சிலிக்கன்’ சோலார் செல் அதிக அளவு மின்சாரம் கொடுக்கும். DSC செல் குறைந்த அளவுதான் கொடுக்கிறது. காரணம், ‘நிறைய ஒளியை மின்சாரமாக்கும்’ சாயம் இன்னும் நம்மால் கண்டுபிடிக்கப் படவில்லை.

புதுசாக செய்யும் DSC செல்லிலேயே திறன் குறைவு. பற்றாக்குறைக்கு, நாட்கள் செல்ல செல்ல திறன் இன்னமும் குறைகிறது. இதில் திரவம் (தண்ணீர்) இருப்பதும் ஒரு காரணம். வெளியில் இருந்து தூசி உள்ளே வந்தாலோ, உள்ளே இருக்கும் தண்ணீர் ஏதாவது “லீக்” ஆகி ஆவியாகிவிட்டாலோ, இந்த செல் வேலை செய்யாது, அல்லது திறன் குறைந்து விடும்.

வெயில் அதிகமானால் வெப்பநிலை அதிகமாகும். ஒவ்வொரு பொருளும் வெவ்வேறு அளவு ’விரியும்’ (EXPAND). தண்ணீர் அதிகமாக விரியும், அதனால் அழுத்தம் அல்லது PRESSURE அதிகமாகி செல் உடைந்து விடலாம். ஆராய்ச்சிக் கூடத்தில் செய்வது வேறு, வெளி உலகத்தில் பயன்பாட்டின்போது சோலார் செல் பல சூழ்நிலைகளையும் தாங்கிக் கொண்டு வேலை செய்ய வேண்டும். குளிர்ப்பிரதேசங்களிலும் பிரச்சனைதான். தண்ணீர் உறைந்து பனிக்கட்டி ஆனாலும் இந்த செல் உடையலாம். அப்படி உடையாமல் போனாலும், பனிக்கட்டியில் அயோடைடு அயனிகள் நகர்ந்து செல்லாது, அதனால் மின்சாரம் வராமல் போய்விடும். (தமிழ்நாட்டில் இந்தப் பிரச்சனை இல்லை! வெயில் மட்டும்தான் பிரச்சனை).

இதற்கு மாறாக, சிலிக்கன் சோலார் செல்லில், இருபது அல்லது இருபத்து ஐந்து வருடங்களுக்கு பிரச்சனை இல்லாமல் வேலை செய்யும். வெயில், பனி இவற்றை எல்லாம் தாங்கும். அதனால், DSC செல்லிலும் பலவருடங்கள் பல சூழ்நிலைகளி நல்லபடியாக வேலை செய்ய என்ன செய்ய வேண்டும் என்ற கோணத்தில் ஆராய்ச்சி நடைபெறுகிறது.

சோலார் செல். (DSSC) பகுதி 1

சோலார் செல்களில் DSSC என்ற வகை கடந்த சில வருடங்களில், ஆராய்ச்சி அளவில் அதிகம் பேசப்படுகிறது. DSSC என்பது Dye Sensitized Solar Cell என்பதன் சுருக்கம். Dye (டை) என்றால் சாயம் என்று பொருள். Sensitized என்பதற்கு இடத்திற்கு ஏற்ப பல பொருள்கள் இருக்கிறது. இந்த இடத்தில் என்ன பொருள்? எடுத்துக்காட்டாக, ”அவர் ரொம்ப சென்சிடிவ்” என்று சொன்னால் , “எளிதில் உணர்ச்சி வசப்படுவார்” அல்லது “தூண்டப்படுவார்” என்று சொல்லலாம். சோலார் செல்லில்?

DSSC (டீ.எஸ்.எஸ்.சி. ) வகை செல்களில் ‘டைடானியம் டைஆக்சைடு” என்ற ஒரு குறைகடத்தி பயன்படுகிறது. ஆனால், அதனால் சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றுவது முடியாது. அதில் சரியான சாயத்தை பூசினால், சாயம் சூரிய ஒளியை வாங்கி, எலக்ட்ரானை டைடானியம் டை ஆக்சைடுக்கு தரும். இந்த வகை செல்லின் அமைப்பு, வேலை செய்யும் விதம் இவற்றைப் பற்றி விவரமாக படிக்கும் போது, இது புரியும்.

இதற்கு ‘டீ. எஸ். சி.’ (DSC) என்றும், கிரேட்சல் செல் (Graetzel Cell) என்றும் வேறு பெயர்கள் உண்டு. DSC என்பதும் கூட “Dye Sentitized Cell" என்பதன் சுருக்கம்தான். நீளமாக “டீ.எஸ்.எஸ்.சி” என்று சொல்வதற்கு பதில், கொஞ்சம் சுருக்கமாக சொல்லலாம். இந்த வகை செல்களை முதலில் கண்டுபிடித்தவர் சுவிட்சர்லாந்தை சேர்ந்த மைக்கேல் கிரேட்சல் (Michael Graetzel) என்பவராவார். அதனால், இதற்கு ‘கிரேட்சல் செல்’ என்றும் பெயர்.

டீ.எஸ்.எஸ்.சி. அமைப்பு: கீழே இருக்கும் படத்தில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.


இதில் பலவித பொருள்கள் இருக்கின்றன. மேலே, முதலில் ஒரு கண்ணாடி இருக்கிறது. இது சூரிய ஒளியை உள்ளே விடும், அதே சமயம் மின்சாரத்தையும் கடத்தும். அடுத்து, டைடானியம் ஆக்சைடு என்ற ஒரு குறைகடத்தி, சிறு துகள்களாக இருக்கிறது. அது, மேலே இருக்கும் கண்ணாடியில் ஒட்ட வைக்கப் பட்டு இருக்கும். இவை சில நூறு நேனோ மீட்டர் அளவு இருக்கும். இவை எல்லாமே ஒரே அளவில் இருப்பதில்லை, அதனால் இந்தப் படத்தில் வேறு வேறு அளவில் இருக்கும்படி வரையப் பட்டுள்ளது. (இவற்றை ஒரே அளவில் செய்ய அதிக செலவாகும், அப்படி செய்தாலும் நமக்கு வரும் மின்சாரம் மாறாது, அதனால் கலவையாகவே பயன்படுத்துகிறார்கள்). இவை உண்மையில் வெள்ளை நிறத்தில் இருக்கும் . அதே போல, ஒளி மற்றும் மின்சாரம் கடத்தும் கண்ணாடிகள் நிறமற்றவையாக இருக்கும். ஆனால் இங்கே தெளிவாகத் தெரிவதற்காக ஒவ்வொரு பொருளும் வெவ்வேறு வண்ணங்களில் கொடுக்கப் பட்டு இருக்கின்றன.

அடுத்து சிவப்பு வட்டங்கள் சாயத்தை குறிக்கும். இவை பார்ப்பதற்கு துணிக்கு போடும் சாயம் போல இருந்தாலும் சில குறிப்பிட்ட வகையச் சார்ந்தவை. இது தவிர, அயோடைடு வகை உப்பு இருக்கும். (இந்தப் படத்தில் பச்சை நிற வட்டங்கள்). இவை எல்லாமே தண்ணீரில் கரைந்து இருக்கும். கடைசியில் கீழே மின்சாரம் கடத்தும் கண்ணாடி இருக்கும்.

இந்தப் படத்தில் வண்ணங்களும் அளவுகளும் உண்மையில் சோலார் செல்லில் இருப்பது போல இல்லை. உண்மையில் உப்பு பச்சை நிறத்தில் இருக்காது. அதைப் போலவே, அயோடைடு உப்பு மற்றும் சாயம் இவற்றின் மூலக்கூறுகள் மிகச் சிறிய அளவில் , நேனோ மிட்டருக்கும் குறைவான அளவில் இருக்கும். டைடானியம் ஆக்சைடு சில நூறு நே.மீ. இருக்கும். கண்ணாடி பல மைக்ரான் தடிமன் (ஆயிரம் நே.மீ = 1 மைக்ரான்) இருக்கும். இரண்டு கண்ணாடிகளுக்கும் உள்ள இடைவெளி, பல மைக்ரான்கள் இருக்கும். இருந்தாலும், எளிதாகப் புரிய வைக்க படத்தில் வண்ணங்களும், எல்லா பொருள்களையும் ஏறக்குறைய ஒரே அளவிலும் கொடுத்திருக்கிறேன்.


பிற விவரங்கள்:
சிலிக்கன், காட்மியம் டெலுரைடு, சி.ஐ.ஜி.எஸ். போன்ற சோலார் செல்களுக்கும், DSC செல்களுக்கும் வித்தியாசங்கள் இருக்கின்றன. மற்ற எல்லா செல்களிலும் 'P-type' மற்றும் 'N-type' என்று இரண்டு வகை குறைகடத்திகள் இருக்கும். அவற்றில் ‘எலெக்ட்ரான்கள்’ மற்றும் ‘துளைகள் அல்லது holes' என்பவை மூலம் மின்சாரம் செல்லும்.

ஆனால் DSC செல்லில், ஒரே ஒரு குறைகடத்தி (TiO₂ டைடானியம் ஆக்சைடு) தான் இருக்கும். இதன் வழியாக எலக்ட்ரான் மட்டும்தான் செல்லும். இதில் துளைகள் (holes) கிடையாது.

அதைப் போலவே, இதில் திரவ நிலையில் பொருள் இருப்பதையும் பார்க்கலாம். DSC செல்களில் சில சமயம் ‘ஜெல்’ (Gel)போன்ற பொருள்களையும் விஞ்ஞானிகள் பயன்படுத்துகிறார்கள். ஆனால் பெரும்பாலும் DSC செல்களில் திரவ நிலையில்தான் சாயம் இருக்கும். மற்ற சோலார்செல்களில் எல்லாப் பொருள்களுமே திடநிலையில் இருக்கும்.

வரலாறு: இந்த செல் வேலை செய்யும் விதத்தைப் பார்த்தோம். கொஞ்சம் யோசித்தால், இதற்கும், செடிகளுக்கும் இருக்கும் ஒற்றுமை புரியும். மரம், செடி கொடிகள் எல்லாம், சூரிய ஒளியை வைத்து, பச்சயத்தின் (Chlorophyl) மூலம் கார்பன் டை ஆக்சைடை உணவாக மாற்றுகின்றன. இது எப்படி என்றால், பச்சயம் சூரிய ஒளியை விழுங்கி, கட்டற்ற (சுதந்திர) எலக்ட்ரான்களை உருவாக்கும். அந்த எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டு வேதி வினைகள் நடக்கும்.

வேறு விதமாக சொன்னால், பச்சயம் சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக்கும். பிறகு அந்த மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தி, மின் வேதிவினை (Electrochemical reaction) நடக்கும். இதைப்பற்றி யோசித்த கிரேட்சல், ‘நாமும் பச்சயம் போல ஒரு பொருளைப் பயன்படுத்தி மின்சாரம் தயாரிக்கலாமே’ என்று சொல்லி தொடங்கியதுதான் இந்த செல். இதில் வரும் மின்சாரத்தை மின்வேதி வினைக்கு பயன்படுத்தாமல், வெளியே பயன்பாட்டுக்கு எடுத்துச் செல்வது ஒன்றுதான் வித்தியாசம்.


இது எப்படி வேலை செய்கிறது என்பதை அடுத்த பதிவில் பார்க்கலாம்.

சிலிக்கன் சில்லு பற்றிய புத்தகம்.

இந்தப் பதிவில் ‘சிலிக்கன் சில்லு செய்முறை’ என்ற தலைப்பில் வந்த பதிவுகள் சேர்த்து, புத்தக வடிவில் கிழக்கு பதிப்பகம் வெளியிட்டு இருக்கிறது. புததகம் பற்றிய விவரங்கள்:

தலைப்பு: சிலிக்கன் சில்லு - ஓர் அறிமுகம்
ஆசிரியர்: ராமநாதன்
பக்கங்கள்: 136
விலை : ரூ. 100/-

பெரும்பாலும் பதிவுகளில் இருக்கும் விவரங்கள்தான் இந்தப் புத்தகத்தில் இருக்கின்றது. பதிவில் இருக்கும் கலர் படங்கள், புத்தகத்தில் கறுப்பு வெள்ளையில் இருக்கின்றன. ஆனால், தமிழ் நாட்டில் பலருக்கும் வலைப்பதிவுகளை அதிக நேரம் தொடர்ந்து பார்க்க வாய்ப்பு இல்லாமல் இருக்கிறது. வாய்ப்பு இருக்க்பவர்களுக்குக் கூட நிறைய நேரம் தொடர்ந்து கம்ப்யூட்டரை பார்ப்பதை விட, புத்தகத்தில் படிப்பது, பயணம் செய்யும் போது படிப்பது போன்ற வகையில் புத்தகம் வசதியாக இருக்கலாம்.

இதை வாங்க அணுக வேண்டிய ஆன்லைன் முகவரி இங்கே

சோலார் செல் (சிலிக்கன்) பகுதி 1

அடுத்த சில பதிவுகளில் சிலிக்கன் சோலார் செல் பற்றி பார்க்கலாம். சிலிக்கன் சோலார் செல்லையே, மூன்று விதமாகப் பிரிக்கலாம். ஒன்று க்ரிஸ்டலைன் (Crystalline) சோலார் செல் அல்லது சீரான அணு அமைப்புகளைக் கொண்ட சிலிக்கனில் செய்யப் பட்ட சோலர் செல். (க்ரிஸ்டல் என்பதன் தமிழாக்கம் என்ன? தமிழில் பாடம் படித்து பல ஆண்டுகள் ஆனதால் மறந்து விட்டது). இதை ‘மோனோ க்ரிஸ்டலைன்” (Mono crystalline) சிலிக்கன் சோலார் செல் என்றும் சொல்வார்கள்.

இரண்டாவது ‘பாலி க்ரிஸ்டலைன்’ (Poly crystalline) சிலிக்கன் சோலார் செல். சுருக்கமாக பாலி சிலிக்கன் சோலார் செல். இதில் அணுக்கள் ஓரளவு சீரான அமைப்பில் இருக்கும். மூன்றாவது வகை ‘அமார்ஃபஸ்’ (amorphous) சிலிக்கன் என்பது. இதில் அணுக்கள் சீரான வரிசையில் இருக்காது.

படம். 1. க்ரிஸ்டல் என்பதில் அணுக்கள் சீராக இருக்கும்.



இந்த மூன்று வகைக்கும் பொதுவாக, சிலிக்கன் சோலார் செல் பற்றி சில வார்த்தைகள்:

சிலிக்கன் என்பது மணலில் இருந்து தயாரிக்கப் படுவது. மணல் விலை குறைவு என்றாலும், மணலை உருக்கி பல வேதிவினைகளை செய்து தயாரிக்க வேண்டும் என்பதால், சிலிக்கனின் விலை மிக அதிகம். சோலார் செல் அல்லது சிலிக்கன் சில்லு தயாரிக்க மிகவும் தூய்மையான சிலிக்கன் தேவை. எப்படி அழுக்கு தண்ணீர் அல்லது கடல் நீரை, குடிநீராக்க நிறைய செலவு ஆகுமோ, அதைப்போல, அதைவிட பன்மடங்கு அதிகமாக, சிலிக்கனை தூய்மையாக்க செலவு ஆகும்.


ஒரு ’பெண்டியம் சிப்’ அல்லது ஒரு செல்போன் சிப் செய்ய சிறிய அளவு சிலிக்கன் போதும். இதன் எடை ஒரு ஐம்பது பைசாவின் எடை, அல்லது அதை விடக் குறைவாகத்தான் இருக்கும். ஆனால், இதன் திறன் அதிகம், இதை வைத்து கம்ப்யூட்டரும், செல்போனும் வேலை செய்யும். ஏனென்றால், ஒரு வீட்டிற்கு 4 பேர், ஆளுக்கு ஒரு செல்போன, ஒரு கம்ப்யூட்டர் என்று அதிகபட்சமாக வைத்தால் கூட, கைப்பிடி மணல்தான் வேண்டும். இதை தூய்மை செய்து சிலிக்கன் சில்லு செய்ய சில ஆயிரம் ஆனாலும், பரவாயில்லை.


ஆனால் இந்த அளவு சிலிக்கனை வைத்து சோலார் செல் செய்தால், மிகக்குறைந்த அளவே மின்சாரம் கிடைக்கும். அதை வைத்துக்கொண்டு, ஒரு கால்குலேட்டரைத்தான் ஓட்ட முடியும். நாலு பேர் இருக்கும் ஒரு வீட்டிற்கு தேவையான மின்சாரம் வேண்டும் என்றால் ஒன்று அல்லது இரண்டு மூட்டை மணல் வேண்டும். இதை தூய்மை செய்ய லட்சக்கணக்கில் செலவு ஆகும். அதனால்தான் சோலார் செல் விலை அதிகமாக இருக்கிறது.


ஒவ்வொரு வகை சோலார் செல்லிலும், “இதை செய்ய எவ்வளவு செலவாகும்?” , அடுத்து, “இதிலிருந்து எவ்வளவு மின்சாரம் எடுக்க முடியும்?” மற்றும் “இதை பெரிய அளவில் செய்ய முடியுமா?” என்று சில கேள்விகளுக்கு பதில் தேட வேண்டும். எந்த செல்லை குறைந்த செலவில் , பெரிய அளவில் செய்ய முடியுமோ அது வியாபாரத்திற்கு வரும். மற்றவை, ஆராய்ச்சி நிலையிலேயே இருக்கும். மூலப்பொருளின் விலையும், தயாரிக்கும் செலவும் குறைந்தால், அது மார்க்கெட்டுக்கு வரும்.

சிலிக்கனில் மூலப்பொருளான மணல் விலை குறைவு. தயாரிக்கும் செலவு அதிகம். மணல் அதிக அளவில் இருப்பதால், “எல்லோரும் சோலார் செல் வாங்கினால் உலகத்தில் போதுமான அளவு சிலிக்கன் கிடைக்குமா?” என்ற கவலை இல்லை.


முதலில் ‘க்ரிஸ்டலைன்’ அல்லது மோனோ க்ரிஸ்டலைன் சிலிக்கன் சோலார் செல் பற்றி பார்க்கலாம். மணல் என்பது சிலிக்கன் டை ஆக்சைடு என்ற பொருளுடன் பல வித ‘அழுக்களும்’ சேர்ந்தது. இரும்பு, அலுமினியம், சோடியம், என்று பல பொருள்களும் சேர்ந்து இருக்கும். மணலை எடுத்து, தூய்மை செய்து, உருக்கி, வேதிவினை மூலம் ஆக்சிஜனை நீக்கி, சிலிக்கன் என்ற பொருள் தயாரிக்கப் படுகிறது. திடப்பொருள்களில், அணுக்கள் ஒரே சீராக இருந்தால் அது ‘சிங்கிள் க்ரிஸ்டல்’ (Single Crystal) அல்லது மோனோ க்ரிஸ்டல் என்று சொல்லப் படும். ”சிறிது தூரம் சீராக இருக்கும், பிறகு மாறிவிடும்” என்ற வகையில் இருந்தால், ‘பாலி க்ரிஸ்டல்’ என்று சொல்லப் படும், ‘அணுக்கள் ஒழுங்காக வரிசையில் இல்லாமல் கோணல் மாணலாக இருக்கும்” என்றால் ‘அமார்ஃபஸ்’ என்று சொல்லப் படும். சிங்கிள் க்ரிஸ்டல் சிலிக்கன் தயாரிக்கும் செலவு அதிகம், பாலி க்ரிஸ்டல் மற்றும் அமார்ஃபஸின் விலை கொஞ்சம் குறைவு.

இப்படி நல்ல முறையில் தயாரிக்கப் பட்ட சிங்கிள் க்ரிஸ்டல் சிலிக்கனை எடுத்து, அதில் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு (மிகக் குறைந்தஅளவு)பாஸ்பரஸ் என்ற தனிமத்தை சேர்த்தால், அது ‘நெகடிவ்’ (Negative or N type) என்று சொல்லப்படும். இதற்கு பதில் போரான் (Boron) என்ற தனிமத்தை சேர்த்தால், அது positive அல்லது p type என்று சொல்லப்படும். இவற்றை ‘அயனி பதித்தல்’ என்ற ஒரு முறையில் சேர்க்கலாம். இப்படி சிலிக்கனை எடுத்து, தேவையான அளவு, தேவையான ஆழத்தில் பாஸ்பரஸ் மற்றும் போரான் அணுக்களை சேர்த்தால், கீழே இருக்கும் அமைப்பில் சோலார் செல் வரும்.


படம் 2. சிலிக்கன் சோலார் செல் அமைப்பு


இதில் மேல்பரப்பில், முக்கோணப் பட்டைகள் போன்ற அமைப்பு இருக்கும். சாதாரணமாக, நமது வண்டிகளில், பின்புறத்தில், ரிஃப்ளக்டர் (Reflector) என்ற ஒன்று பொருள் இருக்கும். இரவில், அதன்மேல் வெளிச்சம் பட்டால், அது ஒளியை பிரதிபலிக்கும். இதிலும் முக்கோணப் பட்டைகள் இருக்கும். சோலார் செல்லில் இருக்கும் இந்தப் பொருள், சிலிக்கனில் இருந்து ஒளி வெளியே செல்லாமல், உள்ளேயே இருக்கும்படி செய்யும். வெளியில் இருந்து வரும் சூரிய ஒளியை சுலபமாக விட்டு விடும்.

N-வகை சிலிக்கனிலும், P-வகை சிலிக்கனிலும், மின்சாரம் கடத்தும்கம்பிகள் இணைக்கப் பட்டு இருப்பதையும் பார்க்கலாம். சாதாரணமாக நெகடிவ் பகுதியில் எலக்ட்ரான்கள் அதிகமாக இருக்கும். பாஸிடிவ் பகுதியில் எலக்ட்ரான்கள் குறைவாக இருக்கும். எலக்ட்ரான் இல்லாத இடத்தை ‘துளைகள்’ அல்லது ‘holes’ என்றும் சொல்லலாம். பாஸிடிவ் பகுதியில் துளைகள் (holes) அதிகமாக இருக்கும். நெகடிவ் சிலிக்கனுடன் பாசிடிவ் சிலிக்கனை வைத்தால், கொஞ்சம் எலக்ட்ரான்கள் நெகடிவ் பகுதியில் இருந்து பாசிடிவ் பகுதிக்கு வந்து துளைகளை நிரப்பிவிடும்.

சூரிய ஒளி சோலார் செல் மீது விழும்போது, அது சிலிக்கனால் உறிஞ்சப்படும். அதன் ஆற்றல், சிலிக்கனின் எலக்ட்ரான்களுக்கு போகும். சாதாரண எலக்ட்ரானகள், ஆற்றல் அதிகமானதும், சுதந்திர எலக்ட்ரானாக (கட்டுறா எலக்ட்ரான்) வெளிவரும். இப்போது இது மின்சாரமாக பயன்படும்.

சிலிக்கன் சோலார் செல்லில் என்ன குறை? இது தயாரிக்க காசு அதிகம் செலவாகும். சோலார் செல் செய்ய, அதிக சிலிக்கன் செலவாகும். ஏனென்றால், சூரிய ஒளியை விழுங்கும் திறன் சிலிக்கனுக்கு குறைவு. நம் ஊரில் வரும் ஒளியை ‘முடிந்தவரை’ மின்சாரம் ஆக்க வேண்டும் என்றால், 100 அல்லது 150 மைக்ரான் சிலிக்கன் தேவைப்படும். இதே சி.ஐ.ஜி.எஸ். படலம் என்றால் ஓரிரண்டு மைக்ரான் போதும்.

இது தவிர, சி.ஐ.ஜி.எஸ். போன்ற படலங்களை, கண்ணாடி மேல் படியவைக்கலாம். எவ்வளவு தேவையோ அவ்வளவு தடிமன் (1 அல்லது 2 மைக்ரான்) படிய வைத்தால் போதும். சிலிக்கனை இப்படி படிய வைப்பது மிகக் கடினம். இன்னமும்அதிக செலவு ஆகும். தற்போது எப்படி சிலிக்கனைத் தயாரிக்கிறார்கள்? ஒரு சிலிண்டர் (உருளை) போல சிலிக்கன் செய்து, வைர ரம்பம் (diamond saw) வைத்து சீவி, தகடு போல எடுத்து சோலார் செல் செய்கிறார்கள் (சிப்ஸ் கடையில், கொதிக்கும் எண்ணையில், வாழைக்காய் வறுவலுக்கு சீவுவது போல). அப்போதுதான் சிங்கிள் க்ரிஸ்டலில் செய்ய முடிகிறது. இப்படி சீவும்போது, 100 அல்லது 200 மைக்ரான் தடிமனில் சீவினால், அது எளிதில் உடைந்து நொறுங்குகிறது. அதனால் 500 மைக்ரான் தடிமனில் (அல்லது கொஞ்சம் அதிக தடிமனில்) சீவுகிறார்கள். இதனால் தேவைக்கு அதிகமாகவே சிலிக்கன் விரய்மாகிறது.
படம் 3. சிலிக்கன் வேபர்



சிலிக்கன் சோலார் செல்லில் என்ன நிறைகள்? இதைத் தயாரிக்கும் தொழில் நுட்பம், பல ஆண்டுகளாக இருக்கிறது. ஒரே மாதிரி திறன் கொண்ட செல்களை, ஒரே தரத்தில், லட்சக் கணக்கில் செய்வது முடியும். இப்போதைக்கு இருக்கும் சோலார் செல்களில் சிலிக்கன் செல்தான் அதிக்பட்சம் சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக்குகிறது. மற்ற வகை செல்கள் (குறிப்பாக காட்மியம் டெலுரைடு, சி.ஐ.ஜி.எஸ். இரண்டும்) இதைப் போலவே, அல்லது இதைவிட அதிகம் மாற்ற முடியும் என்று விஞ்ஞானிகள் கணக்கில் சொன்னாலும், வியாபார ரீதியில் அதிக அளவில் தயாரிக்கும் போது, மற்ற வகை சோலார் செல்களை லட்சக் கணக்கில், ஒரே தரத்தில், நல்ல தரத்தில் செய்யும் தொழில்நுட்பம் இன்னமும் வரவில்லை.

இது தவிர, சிலிக்கன் சோலார் செல்கள் 20 அல்லது 25 வருடம் பிரச்சனை இல்லாமல் வேலை செய்யும். சி.ஐ.ஜி.எஸ். மற்றும் பிற வகை சோலார் செல்கள் எல்லாம், இந்த் அளவு வேலை செய்யுமா என்று தெரியாது.

சுருக்கமாகச் சொன்னால், ‘இதுநாள் வரையும், இப்போதைக்கும், சோலார் செல்லில், சிலிக்கன் முதலிடத்தில் இருக்கிறது. ஆனால் மற்ற பொருள்கள் இதைப்போலவே திறமையாக, இன்னமும் குறைந்த செலவில் சீக்கிரமே வந்துவிடும்” என்பது விஞ்ஞானிகளின் கணிப்பு.

சோலார் செல் (C.I.G.S.)பகுதி 2

சோலார் செல்லில் சி.ஐ.ஜி.எஸ். என்று ஒரு வகை இருப்பதை இதற்கு முந்திய பதிவில் பார்த்தோம். இதை ஏன் நான்கு தனிமங்களை சேர்த்து செய்ய வேண்டும்? இந்த செல்லை உருவாக்குவது எப்படி? என்பது பற்றி இந்தப் பதிவில் பார்க்கலாம்.


சோலார் செல் செய்ய குறை-கடத்தி வேண்டும். ஏனென்றால், சூரியனில் இருந்து வரும் ஒளியை உறிஞ்சி மின்சாரமாக மாற்ற வேண்டும் என்றால், அதற்கு சரியான அளவு ’ஆற்றலை ஏற்கும்’ திறன் வேண்டும். இதை ஆங்கிலத்தில் band gap (ஆற்றல் பட்டை இடைவெளி?) என்று சொல்வார்கள். குறைகடத்திகளுக்கு, சூரிய ஒளியை விழுங்கி, சாதாரண எலக்ட்ரான்களை , கட்டற்ற/சுதந்திர எலக்ட்ரானாக மாற்றும் வகையில் band gap அமைந்திருக்கிறது. இப்படி எலக்ட்ரான் மாறினால், அதை மின்சாரமாகப் பயன்படுத்த முடியும்.

சரி, அப்படி என்றால், மற்ற குறைகடத்திகளை வைத்து சோலார் செல்களை செய்யலாமா? தாராளமாக செய்யலாம். சிலிக்கன், ஜெர்மேனியம் என்று சில தனிமங்கள் குறைகடத்திகளாக இருக்கின்றன. இவற்றில் சிலிக்கன் என்பது, நாம் பயன்படுத்தும் எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களில் இருக்கும் ‘சிப்’ செய்ய வசதியாக இருக்கிறது. இதை வைத்தே சோலார் செல்லும் செய்யலாம். ஆனால் அதன் விலை அதிகமாகிறது.

இவை தவிர வேறு வகை குறைகடத்திகளும் உண்டு. அவற்றில் இரண்டு அல்லது மூன்று அல்லது நான்கு தனிமங்கள் சேர்ந்து இருக்கும். காலியம் ஆர்சனைடு (Gallium Arsenide) என்பது ஒரு குறைகடத்தி. இதில் காலியம் மற்றும் ஆர்சனிக் என்ற இரண்டு தனிமங்கள் உண்டு. காட்மியம் டெலுரைடு, காட்மியம் சல்பைடு ஆகியவையும் குறைகடத்திகள் தான். இவற்றைப் பற்றி விரிவாக பின்வரும் பதிவுகளில் பார்க்கலாம்.

இதைப் போலவே, காப்பர்-இண்டியம்-செலனைடு (Copper Indium Selenide) எனபதும் ஒரு குறைகடத்தி. இதில் தாமிரம் (காப்பர்), இண்டியம், செலனியம் ஆகிய மூன்று தனிமங்கள் இருக்கின்றன. இதை வைத்தே கூட சோலார் செல் செய்யலாம். இதனுடன் காலியம் என்ற தனிமத்தையும் சேர்த்தால், அப்படி வரும் சோலார் செல்லில் சில நன்மைகள் இருக்கின்றன. அதனால், நான்கு தனிமங்களையும் சேர்த்து சோலார் செல் செய்கிறார்கள்.

காலியம் சேர்க்கும்போது, இந்த சோலர்செல்லின் ஆற்றல் இடைவெளி (band gap) அதிகமாகிறது. அதனால், வெளிவரும் மின்சாரத்தின் மின்னழுத்தம் (voltage) அதிகமாகிறது. இது தவிர, உலகில் இண்டியம் என்ற தனிமம் அதிக அளவில் இல்லை, அதனால், முடிந்தவரை இண்டியத்தின் அளவைக் குறைத்து, காலியத்தின் அளவை அதிகரிக்க வைத்தால், நிறைய செல்கள் தயாரிக்க முடியும் என்ற நோக்கத்திலும் காலியம் சேர்க்கப்படுகிறது.

சிலிக்கன் சோலார் செல்லைக் காட்டிலும், இந்த வகை செல்களின் விலை குறைவு. இதன் மூலப்பொருள்களின் விலை குறைவு. தயாரிக்கும் செலவும் குறைவு; இதை மேலும் குறைக்கவும் ஆராய்ச்சி நடந்துகொண்டு இருக்கிறது. இந்த செல்களின் பயன் விகிதம் (அதாவது சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக்கும் திறன்) 13% தான் இருக்கிறது. சிலிக்கனில் 24% வரை மின்சாரமாக்க முடிகிறது. ஆனால், சி.ஐ.ஜி.எஸ்.இன் விலை சிலிக்கன் சோலார் செல்லை விட மிகக் குறைவாக இருப்பதால்,
’ஒரு யூனிட் மின்சாரம் எடுக்க எவ்வளவு செலவு?” என்ற வகையில் பார்த்தால், சி.ஐ.ஜி.எஸ். சோலார் செல்தான் குறைந்த செலவில் தரும்.


இந்த செல்லை எப்படி தயாரிக்கிறார்கள்?

ஒரு மின்சாரம் கடத்தக்கூடிய கண்ணாடியை எடுத்துக் கொண்டு, அதில் அரை மைக்ரான் (0.0005 மி.மீ) தடிமனுக்கு, மாலிப்டினம் உலோகத்தைப் படிய வைக்க வேண்டும். இதற்கு ஆவி நிலைப் படிய வைத்தல் அல்லது Physical Vapor Deposition என்ற ஒரு முறையைப் பயன்படுத்துகிறார்கள்.

அதன் மேல், தாமிரம், இண்டியம், காலியம் மற்றும் செலனியம் இந்த நான்கு தனிமங்களையும் சுமார் 1 அல்லது 2 மைக்ரான் தடிமனில் படிய வைக்க வேண்டும். இந்த அளவு தடிமனிலேயே, அத்தனை ஒளியையும் ‘விழுங்கி’ விடும் திறன் சி.ஐ.ஜி.எஸ். படலத்திற்கு உண்டு. சிலிக்கன் போன்ற பொருள்கள், 100 மைக்ரான் அல்லது அதற்கு அதிக தடிமனில் இருந்தால்தான் சூரிய ஒளியை நல்லபடி மின்சாரமாக்க முடியும். சி.ஐ.ஜி.எஸ்.ஐப் பொறுத்த வரை ‘குறைந்த தடிமனிலேயே, குறைந்த அளவு பொருள் கொண்டே வேலையை முடித்து விட முடியும்’ என்பது ஒரு நிறைதான்.

இப்படி பொருள்களைப் படிய வைக்க எந்த முறையைக் கையாளலாம்? தாமிரம், இண்டியம் மற்றும் காலியம் இவை மூன்றும் ‘ஆவி நிலை படிய வைத்தல்’ முறையில் சேர்த்து விடலாம். இந்த மூன்று தனிமங்களையும், எல்லா இடத்திலும் ஒரே அளவு படிய வைப்பது (uniform deposition) கடினமானது. ஏக்கர் கணக்கில் சோலார்செல் வைத்து மின்சாரம் தயாரிக்க வேண்டும் என்றால், எல்லா செல்லும் நன்றாக வேலை செய்ய வேண்டும் இல்லையா? ஒவ்வொரு செல்லும் ஒரு மாதிரி வேலை செய்தால், நிறைய இழப்பு ஏற்படும். இதனால், எல்லா இடங்களிலும் சரிசமமாக பொருள்களைப் படிய வைக்க வேண்டும்.

மூன்றையும் படிய வைத்த பின் என்ன செய்வது? இதன் மேல், செலனியம் சேர்க்க , ‘ஹைட்ரஜன் செலனைடு’ என்ற வாயுவை செலுத்தினால், வேதிவினை நடந்து, செலனியம் சேர்ந்துவிடும். ஆனால், ‘ஹைட்ரஜன் செலனைடு’ ஆபத்தான வாயுவாகும். இது அதிக நச்சுத்தன்மை கொண்டது. கொஞ்சம் சுவாசித்தாலே இறந்துவிடுவோம். தவிரவும், இது தீப்பிடித்து எரியவும் செய்யும். ”இந்த வினையே வேண்டாம், ஹைட்ரஜன் செலனைடு இல்லாமல், வேறுவிதத்தில் இதை செய்ய முடியுமா?” என்ற கோணத்தில் ஆராய்ச்சி நடக்கிறது. ‘ஆவிநிலைப் படியவைத்தல்’ முறையில் இருக்கும் செலவை விட குறந்த செலவில், ‘மின்வேதியியல்’ என்ற electrochemical முறையிலும், screen printing என்ற இன்னொரு முறையிலும் சி.ஐ.ஜி.எஸ். செல்களை செய்ய ஆராய்ச்சி நடக்கிறது.

இதன் மேல், காட்மியல் சல்பைடு என்ற படலம் தேவைப்படுகிறது. அது, மற்ற படலங்களைக் காட்டிலும் எளிதாக செய்ய முடிகிறது. ஒரு தொட்டியில் வெந்நீரை எடுத்து, அதில், காட்மியம் சல்பைடு, அம்மோனியா, தயோ யூரியா என்ற மூன்று பொருள்களை சரியான விகிதத்தில் கலந்து வைத்தால், 10 நிமிடங்களில் காட்மியம் சல்பைடு படிந்து விடும். அது, தொட்டியின் சுவர்களிலும், கூட படிந்து விடும். இது மஞ்சள் நிறத்தில் இருக்கும். சி.ஐ.ஜி.எஸ். மேல் இதைப் படிய வைத்து, பின்னர் 200 அல்லது 300 செண்டிகிரேடு வெப்பநிலையில் கொஞ்ச நேரம் வைத்தால், (annealing) காட்மியம் சல்பைடு நல்ல் தரத்தில் இருக்கும்.

அதன் மேல், மின்சாரம் மற்றும் ஒளி கடத்தக் கூடிய கண்ணாடியைப் படிய வைக்க வேண்டும். இதற்கு அலுமினியம் கலந்த துத்தநாக ஆக்சைடு (aluminum doped Zinc oxide) படலத்தை, ‘ஆவிநிலைப் படியவைத்தல்’ மூலம் சேர்க்கலாம்.

இந்த செல்லில் என்ன குறை என்றால், எல்லா சமயங்களிலும், ஒரே தரமான செல் தயாரிப்பது கடினமாக இருக்கிறது. தாமிரம், இண்டியம், காலியம், செலனியம் இவை நான்கையும் சரியான அளவில், நன்கு கலந்த விதமாக படிய வைப்பது மிகவும் சிக்கலான விஷயம். தடிமன் மாறினாலோ, அல்லது, கலவையில் அளவு மாறினாலோ, செல்லின் தன்மை மாறிவிடுகிறது. இதனால் இதில் வரும் மின்சாரத்தின் அளவு, மின்னழுத்தம் ஆகியவை கொஞ்சம் முன்னே பின்னே வருகிறது. இதை சரியாக, பெருமளவில் செய்ய முடிந்தால், வர்த்தக ரீதியில் இந்த செல் அதிக அளவு வர வாய்ப்பு உண்டு.

சோலார் செல் (C.I.G.S.) பகுதி 1

இந்தப் பதிவில், சி.ஐ.ஜி.எஸ். (CIGS) என்று சொல்லப்படும் சோலார் செல் பற்றி பார்க்கலாம்.

முதலில், சி.ஐ.ஜி.எஸ். என்றால் என்ன? இது வகை சோலர் செல்லில், தாமிரம், இண்டியம், காலியம், செலனைடு என்ற நான்கு வகை தனிமங்கள் சேர்ந்து இருக்கும். ஆங்கிலத்தில் Copper-Indium-Gallium-Selenide என்று எழுதும்போது, இந்த நான்கு தனிமங்களின் முதல் எழுத்துக்களை சேர்த்து C-I-G-S என்று சுருக்கமாக சொல்கிறார்கள்.

இந்த வகை செல்கள் பார்க்க எப்படி இருக்கும்? எப்படி வேலை செய்கிறது? இப்போது நிறுவனங்கள் விற்கின்றனவா? இவற்றின் நிறை/குறை (advantage and disadvantage) என்ன? இந்தக் கேள்விகளுக்கு பதில்களைப் பார்க்கலாம்.


மற்ற சோலார் செல்களைப் போல இல்லாமல், இந்த சி.ஐ.ஜி.எஸ். சோலார் செல்கள் எப்போதும் நல்ல கறுப்பு நிறத்தில் இருக்கும். கீழே இருக்கும் படத்தில் சி.ஐ.ஜி.எஸ். சோலார் பேனல் புகைப்படம் இருக்கிறது. இது ஹோண்டா நிறுவனம் செய்தது. (கார் விற்கும் அதே ஹோண்டா தான். இங்கே டாடா நிறுவனம் காரும் செய்கிறது, செல்போன் வியாபாரத்திலும் இருப்பது போல, ஜப்பானில் ஹோண்டா நிறுவனமும், பல வித வியாபாரங்கள் செய்கிறது).

படம் 1. சி.ஐ.ஜி.எஸ். சோலார் செல்

மற்ற வகை சோலார் செல்கள், நீலம், அல்லது கருஞ்சிவப்பு போன்ற நிறங்களில் இருக்கும். சில சமயங்களில் கறுப்பாகவும் இருக்கலாம். கீழே சில எடுத்துக் காட்டுகள் கொடுக்கப்பட்டு இருக்கிறது.

இந்தப் பதிவுகளில் பெரும்பாலான படங்கள் வெளி தளங்களில் இருந்து (அனுமதி இன்றி) கொடுக்கப்பட்டுள்ளன. தெரிந்து செய்யும் தவறுகளில் இதுவும் ஒன்று.

படம் 2. அமார்ஃபஸ் சிலிக்கன் சோலார் செல் மரக்கலர்

படம் 3. க்ரிஸ்டலைன் சிலிக்கன் சோலார் செல் நீல நிறம்

படம் 4. காட்மியம் டெலுரைடு சோலார் செல் மரக் கலர் (பழுப்பு நிறம்?)

ப்டம் 5. சாயம் பூசப்பட்ட சோலார் செல் (Dye sensitized solar cell) சிவப்பு நிறம்

இந்த சி.ஐ.ஜி.எஸ். வகை சோலார் செல்களை இப்போது Dow Solar (டௌ சோலார்), நேனோ சோலார், மியாசோல், அசெண்ட் சோலார், சோலிண்ட்ரா, குளோபல் சோலார், க்யூ செல்ஸ் என்று உலகில் பல நிறுவனங்கள் விற்கின்றன . சி.ஐ.ஜி.எஸ். செல்களை, இந்தியாவில் யாராவது தயாரிக்கிறார்களா என்று தெரியவில்லை.

இந்த செல்லின் அமைப்பு, கீழே இருக்கும் படத்தில் கொடுக்கப்பட்டு இருக்கிறது. இதில் சி.ஐ.ஜி.எஸ். என்ற ஒரு படலம் (thin layer) இருப்பதை கவனிக்கவும். இதற்கு மேலே CdS என்ற காட்மியம் சல்பைடு என்ற ஒரு படலமும் இருக்கிறது.

சி.ஐ.ஜி.எஸ். படலத்திற்கு கீழே மாலிப்டினம் (Molybdinum) என்ற ஒரு படலமும், அதன் கீழே கண்ணாடியும் இருக்கிறது.

அதைப் போலவே, காட்மியம் சல்பைடுக்கு மேலே ஒரு கண்ணாடி போன்ற படலமும், இருக்கிறது. இங்கே ஒவ்வொரு படலத்தையும் தெளிவாகக் காட்ட, வெவ்வேறு வண்ணத்தில்
வரைந்திருக்கிறேன். உண்மையில், சி.ஐ.ஜி.எஸ். படலம் கறுப்பாக இருக்கும். காட்மியம் சல்பைடு மஞ்சள் நிறத்தில் இருக்கும். மற்ற படலங்கள் எல்லாம், நிறமற்றதாக, சாதாரண கண்ணாடி போலத்தான் இருக்கும்.


இப்படி பல விதமான பொருள்கள் இருந்தாலும், இந்த செல்லை சி.ஐ.ஜி.எஸ். என்று சொல்வதற்கு காரணம், இந்த சி.ஐ.ஜி.எஸ். படலம்தான் ஒளியை உறிஞ்சி, மின்சாரமாக (அதாவது எலக்ட்ரான் என்ற மின்னணுவாக) மாற்றுவது.

இப்படி ஒளியை உறிஞ்சியதும், சி.ஐ.ஜி.எஸ். இல் இருக்கும் எலக்ட்ரானின் ஆற்றல் அதிகமாகி, அது free electron என்ற கட்டுறா எலக்ட்ரான் ஆகிவிடும். இப்போது அது சுதந்திரமாக ஓட முடியும். காட்மியம் சல்பைடு ப்டலத்திற்கு சென்று விடும்.


இந்த செல்லில், மற்ற படலங்களின் வேலை என்ன?

எலக்ட்ரான்/ மின்னணு வந்ததும், அதை ஒரு மின்கடத்தி மூலம் வெளியே கொண்டு வந்தால்தான் மின்சாரத்தை பயன்படுத்த முடியும். அதனால், காட்மியம் சல்பைடுக்கு மேல் மின்சாரத்தைக் கடத்தும் கண்ணாடி இருக்கிறது. இந்தக் கண்ணாடி வழியாகத்தான் சூரிய ஒளியும் விழும், அதனால் இது மின்சாரத்தையும் ஒளியையும் கடத்தும் கண்ணாடி.

சாதாரணக் கண்ணாடி ஒளியை மட்டும் விடும், மின்சாரத்தைக் கடத்தாது. ஆனால் ஒளி மற்றும் மின்சாரத்தைக்க் கடத்தும் கண்ணாடிகள் உண்டு, அதைத்தான் இந்த சோலார் செல்லில் பயன்படுத்துகிறோம்.

சி.ஐ.ஜி.எஸ். படலத்தின் கீழேயும்,மின்சாரத்தைக் கடத்தும் கண்ணாடி இருக்கிறது. இந்தக் கண்ணாடிக்கு பதிலாக, அலுமினியம் அல்லது தாமிரம் அல்லது இரும்பு போல எதை வேண்டுமானாலும் பயன்படுத்தலாம். இப்படி பயன்படுத்தும்போது, சிறிய அளவு மாலிப்டினம் என்ற ஒரு உலோகத்தை பயன்படுத்தி ‘கோந்து போல’ ஒட்டினால், நல்ல பலன் கிடைக்கிறது. இந்த மாலிப்டினம் என்ற உலோகம் நன்றாக மின்சாரம் கடத்தும். அதே சமயம், சி.ஐ.ஜி.எஸ்.க்கு எந்த பாதிப்பும் இருக்காது. வெறும் தாமிரத் தகட்டின் மேலே சி.ஐ.ஜி.எஸ். படிய வைத்தால், சில நாட்களில், தாமிர அணுக்கள் இந்த சி.ஐ.ஜி.எஸ். படலத்திற்குள் ஊடுருவி சென்று விடும். அதன் பின், சூரியஒளியை மின்சாரமாக்கும் திறன் அடிபடும். செல் சரியாக வேலை செய்யாது. அலுமினியம் தகட்டை பயன்படுத்தினால், இந்தப் பிரச்சனை இல்லை. ஆனால், சோலார் செல்லில் வரும் மின்னணு, அலுமினியத்திற்கு வரும் இடத்தில் மின் தடை அதிகமாகிறது (இதற்கு மேல் எப்படி சொல்வது என்று தெரியவில்லை. Low Resistance Contact வருவதில்லை). நடுவில் புரோக்கர் வேலை செய்ய மாலிப்டினம் வைத்தால், சரியாக வேலை செய்கிறது.

மேலிருக்கும் காட்மியம் சல்பைடு என்பது ஒரு குறைகடத்தி. சி.ஐ.ஜி.எஸ்.இல் ஒளி பட்டதும் வெளி வரும் எலக்ட்ரான் காட்மியம் சல்பைடில் சென்று வெளிவந்து, நாம் பயன்படுத்திய பிறகு சி.ஐ.ஜி.எஸ்.இல் முடியும். ஒரு பேட்டரியில் பாஸிடிவ், நெகடிவ் என்று இரண்டு முனைகள் இருப்பது போல, இங்கும் எலக்ட்ரான் கொடுக்க மற்றும் வாங்க இரு படலங்கள் தேவை. நமக்கு வெளியில் எலக்ட்ரான் கொடுப்பது காட்மியம் சல்பைடு, எலக்ட்ரான் வாங்கிக் கொள்வது சி.ஐ.ஜி.எஸ்.


இந்த செல்லை உருவாக்குவது எப்படி?

எதற்காக நான்கு வித தனிமங்கள் இதில் இருக்க வேண்டும்? சிலிக்கன் சோலார் செல்லில், ஒரே ஒரு தனிமம் தானே இருக்கிறது. இப்படி நான்கு தனிமங்கள் வைத்து தயாரிப்பது சிக்கலான விஷயம் இல்லையா? இவ்வளவு கஷ்டப்படுவதில் என்ன பலன்? இவற்றை அடுத்த பதிவில் பார்க்கலாம்.

சோலார் செல்- அட்டவணை

சோலார் செல் (Solar Photovoltaic cell) பற்றிய விவ்ரங்களை சில பதிவுகளில் எழுதி இருக்கிறேன். சில பதிவுகள் இனிமேல் வரும். அனைத்தையும் இந்த அட்டவணையில் தொகுத்திருக்கிறேன்.

1. 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.



2. நிதி விவரங்கள் (Economics). ஒரு வீட்டில் சோலார் செல் மூலம் மின்சாரம் பயன்படுத்துவது என்றால் எவ்வளவு செல்வு ஆகும், அதை எப்படி கணக்கிட வேண்டும் என்பது பற்றிய மேலோட்டமான பதிவு



3. 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.
   



4. 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.
   




5. 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
   



6. 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.
   
   




7. க்ரிஸ்டலைன் சிலிக்கன் சோலார் செல்: இது ஒருவகையான சோலார் செல். இது எப்படி இருக்கும், எப்படி வேலை செய்கிறது, இப்போதைய நிலமை என்ன என்பது பற்றிய விவரங்கள்.

பகுதி 1




8. அமார்ஃபஸ் சிலிக்கன் சோலார் செல்
   

அடுத்து எழுத நினைப்பவை:

9. காட்மியம் டெலுரைடு சோலார் செல்



10. சி.ஐ.ஜி.எஸ். (CIGS) சோலார் செல்

பகுதி 1
பகுதி 2


11. டீ.எஸ்.எஸ். சி. (DSSC) சோலார் செல்:

பகுதி 1 , மற்றும் பகுதி 2


12. சோலார் செல்- நிதி விவரங்களைக் கணக்கிடுதல் (எ.கா.) கடைசியில் உங்கள் வீட்டிற்கு ஓரளவு மின்சாரமாவது சூரிய ஒளியில் எடுக்க வேண்டும் என்றால் என்ன வாங்க வேண்டும், எங்கே வாங்கலாம், எவ்வளவு செலவு ஆகும் , லாப நஷ்டக் கணக்கு என்று (எனக்கு தெரிந்த வரை) முழு விவரங்களுடன் பார்க்கலாம். இதில், ‘நிதி விவரங்கள்’ பதிவை விட அதிக அள்வு விவரங்கள் (complete details) இருக்கும்.

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.

(தகடூர் கோபி சொல்வதற்கேற்ப, சில சொற்களை ஆங்கிலத்திலிருந்து தமிழில் மாற்றி எழுதி இருக்கிறேன். மற்றவைக்கு நேரம் வந்தால் பார்க்கலாம்).

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.

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 ஒரு தனிப் பதிவில் 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.


அடுத்து, சோலார் செல்லை எப்படி வைக்க வேண்டும்? அப்படியே வீட்டு மொட்டை மாடியில் படுக்க வைக்கலாமா? எந்த கோணத்தில் வைப்பது? என்ற கேள்விகள் வரும். இது அடுத்த பதிவில்.

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.

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 மகாராஷ்டிரா, புனாவில் 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.


டிஸ்கி: எனக்கு இந்த நண்பரை 17 ஆண்டுகளாகத் தெரியும் என்பதால் எனக்கு அவர் சொல்வதில் முழு நம்பிக்கை உண்டு . அதனால் அவர் சொல்வதை அப்படியே கொடுத்திருக்கிறேன்.

எனது வலைப் பதிவுகள் முடிந்த வரை அறிவியல் பதிவுகளாகவே வைக்க நினைக்கிறேன். அறிவியல் பதிவு என்ற பெயரில் வியாபாரப் பதிவுகளாக்க விரும்பவில்லை. மேலதிக கமர்சியல் விவரங்கள் தெரிந்து கொள்ள விரும்பினால், நேரடியாக இந்த நண்பரையோ அல்லது வேறு கமர்சியல் நிறுவனங்களையோ தொடர்பு கொள்ளலாம். சோலார் செல் பிசினஸ் செய்யும் நண்பரின் தொடர்பு விவரங்கள் தெரிய ‘scienceintamil' AT gmail.com என்ற முகவரிக்கு தனிமடல் அனுப்பவும்.

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