20 August 2018

News Flash

वीजनिर्मितीसाठी नवे शाश्वत पर्याय

आज जगातील प्रत्येक देशाला पाहिजे तेवढी वीज मिळत नाही.

|| डॉ. नीलकंठ बापट

आज जगातील प्रत्येक देशाला पाहिजे तेवढी वीज मिळत नाही. वीज निर्मितीसाठी आवश्यक असणारे खनीज तेल, वायू, कोळसा काही देशांतच उपलब्ध आहेत. भारतासारख्या देशांना महाग परदेशी चलन देऊन त्या वस्तू आयात कराव्या लागतात. शिवाय या वस्तू निसर्गात मर्यादित प्रमाणात उपलब्ध आहेत. त्या निसर्गाने एकदाच निर्माण केल्या. त्या परत निर्माण होणार नाहीत. त्याचा साठा लवकरच संपणार आहे. या वस्तूंचा उपयोग केल्यास वातावरण दूषित होते. विशेषत: त्यापासून धूर व कार्बन डायऑक्साइड निर्माण होतो व ते मानवी आरोग्यास घातक आहे. अणु वीज केंद्रातून मानवास हानीकारक असे किरण वातावरण दूषित करते व सर्व जीवांस ते घातक आहे. वरील दोष निर्माण न करणारे तंत्रज्ञानाच्या शोधात शास्त्रज्ञ आहेत.

सर्व देश वीजनिर्मितीसाठी नवे शाश्वत पर्याय शोधत आहेत. समुद्र लाटा, वारा, सूर्यप्रकाश अशा पर्यायांचा उपयोग करण्यात आला आहे. सौर ऊर्जेचा उपयोग अधिक प्रमाणात होत आहे. पण पृथ्वीवर सौर ऊर्जा निर्माण करण्याला व त्यामुळे उपयोग मोठय़ा प्रमाणावर करण्याला मर्यादा आहेत. त्यासाठी मोठय़ा प्रमाणावर जमीन उपलब्ध असावी लागते. पण ते शक्य नाही कारण मानवाला स्वत:च्या उपयोगासाठीही ती पाहिजे असते. तसेच पृथ्वीवर पोचणारे सूर्यकिरण फार कमी प्रतीचे असते. कारण पृथ्वीच्या वातावरणासुळे सूर्यकिरणाची शक्ती फार कमी होते. मूळ शक्तीच्या २० टक्के शक्तीचे किरण पृथ्वीवर पोचतात. दिवसातील ५ तास, वर्षांतील ३०० दिवस व पृथ्वीवरील काहीच भूभागात सूर्यप्रकाश उपलब्ध असतो. पृथ्वीवर एका ठिकाणी निर्माण झालेली वीज दुसऱ्या ठिकाणी पाठवण्यासाठी तारेचा उपयोग केला जातो, पण या पद्धतीत विजेचा वाटेत नाश होतो. याला पर्याय  एकोणिसाव्या  शतकातील , एडिसनचा समकालीन वैज्ञानिक तेस्ला याने बिनतारी माध्यमातून वीज वहन करण्याची संकल्पना विकसित केली. तो अभिमानाने सांगत असे की मी अमेरिकेत वीज निर्माण करेन व ती युरोपला निर्यात करेन. सौर ऊर्जा अवकाशात निर्माण करणे व ती बिनतारी माध्यमाचा उपयोग करून पृथ्वीवर आणणे लाभदायक ठरेल. अवकाशात जमिनीची उपलब्धता अमर्यादित आहे. सूर्यप्रकाश दिवसाचे २४ तास, महिन्याचे व वर्षांचे सर्व दिवस व पृथ्वीवरील सर्व प्रदेशात वीज उपलब्ध होईल व विजेचा प्रश्न कायमचा सुटेल. अर्थात यात अनेक अडचणी आहेत. त्या जाणून घेतल्या पाहिजेत.

  • रॉकेटद्वारे उपग्रह अवकाशात नेणे व तिथे तो कायम सूर्यप्रकाशात राहील अशा रीतीने स्थिर करणे
  • उपग्रहावर वीज निर्मिती करणे
  • निर्माण झालेली वीज योग्य माध्यमाद्वारे पृथ्वीवर पोचवणे व तिथे तिचे वितरण करणे. उपग्रह कार्यान्वित करण्यासाठी रॉकेटद्वारे अंदाजे ८० हजार टन वस्तू अवकाशात पाठवाव्या लागतील. हे फार खर्चीक आहे. शास्त्रज्ञ नवीन पर्याय शोधत आहेत.

रॉकेटचे वजन कमी करणे

  • चंद्रावर कायमस्वरूपी स्थानक निर्माण करणे व तेथून रॉकेट निर्मिती व त्याचे प्रक्षेपण करणे
  • प्रत्येक वेळी नवे रॉकेट वापरण्या ऐवजी एकाच रॉकेटचा पुनर्वापर करणे
  • इआन मस्कसारखे खासगी उद्योगपती मंगळावर मानवी वस्ती करण्याचे स्वप्न बाळगून आहेत व त्यासाठी कमी खर्चातील रॉकेट विकसित करत आहेत. त्यांना यश येईल अशी आशा आहे
  • उपग्रह अवकाशात पाठवणे जसे खर्चीक व अवघड आहे तितकेच अवघड काम त्याच्या देखभालीचे आहे. कारण ही देखभाल अवकाशात जाऊन करता येणार नाही. पृथ्वीवरून ती करावी लागेल.

अवकाशात तयार झालेली वीज पृथ्वीवर पाठवण्यातही अनेक समस्या आहेत. वीज वितरणासाठी पृथ्वीवर जे पर्याय उपलब्ध आहेत ते अवकाशात उपलब्ध नाहीत. उदाहरणार्थ तांब्याच्या किंवा अ‍ॅल्युमिनियम तारांद्वारे वीज वहन करता येणार नाही. तारांविरहित वीजवहनाचे पर्याय शोधले पाहिजेत. शास्त्रज्ञ दोन्ही पर्यायांचा विचार करत आहेत.

लेसर

  • पहिल्या पर्यायात उपग्रहावर निर्माण झालेल्या सौर ऊर्जेचे रूपांतर मायक्रो वेव्हमध्ये केले जाते व ती रूपांतरित ऊर्जा पृथ्वीवर पाठवली जाते. पृथ्वीवर तिचे परत विजेत रूपांतर केले जाते. तारांद्वारे आपल्याला पाहिजे तेथे वीज वाहून नेता येते. पृथ्वीवर पारंपरिक पद्धतीने निर्माण झालेली वीज वापरली नाहीतर वाया जाते वा बॅटरीसारख्या खर्चीक साधनात  साठवली जाते. मायक्रो वेव्ह या पर्यायाची एक महत्त्वाची मर्यादा ही की मायक्रो वेव्ह ग्रहण करण्यासाठी आवश्यक असणाऱ्या अ‍ॅन्टेनाला पृथ्वीवर फार मोठय़ा प्रमाणावर कित्येक किलोमीटर जमीन लागते. तसेच उपग्रह ते पृथ्वी या दरम्यान जर जिवंत व्यक्ती आली तर तिला अपाय होण्याचीही भीती आहे. अर्थात लेसरबाबतही हे खरे आहे पण मायक्रो वेव्हचा विस्तार लेसरपेक्षा जास्त असतो म्हणून अपघाताची शक्यता जास्त.  लेसरमार्फत वीज विश्वात कुठेही व कोणत्याही ठिकाणी अत्यंत अल्प वेळात पाठवता येते. अवकाशातील अन्य ग्रह, विमाने, समुद्रावरील जहाजे, पृथ्वीवरील मोटारी या सर्वाना काही क्षणात वीज पुरवणे शक्य आहे. त्यासाठी महाग ग्रीडची जरुरी नाही

मायक्रो वेव्ह

  • अवकाशात निर्माण झालेल्या विजेचे रूपांतर मायक्रो वेव्हमध्ये करणे व मायक्रो वेव्ह पृथ्वीवर पाठवणे. उपग्रहावरून पाठवलेल्या मायक्रो वेव्हचे ग्रहण करण्यासाठी पृथ्वीवर अ‍ॅन्टेना उभारणे व तिथे मायक्रो वेव्हचे रूपांतर विजेत करणे व ही वीज तारेमार्गे सर्वत्र पोचवणे. या विविध प्रक्रियांत विजेचा नाश होतो. मायक्रो वेव्ह विशिष्ट ठिकाणी अचूकपणे पाठवणे कठीण असते. तुलनेने लेसर याबाबत अधिक कार्यक्षम आहे. पण लेसर मायक्रो वेव्हला मार्गदर्शन करू शकतो.

लेसर मायक्रो वेव्हच्या तुलनेने लेसर

  • तंत्रज्ञान हे अलीकडचे आहे. लेसर हे मानवनिर्मित बीम आहे. त्याची निर्मिती उपग्रहावर निर्माण केलेल्या विजेतून करता येते. तेथून लेसर बीम मोकळ्या आकाशातून पृथ्वीवरील लेसरचे ग्रहण करणाऱ्या केंद्रात पोचते व तेथे लेसरचे परत विजेत रूपांतर केले जाते व त्या विजेचे कुठेही वितरण करता येईल. याला पर्याय म्हणजे सूर्यप्रकाशापासून थेट लेसर निर्माण करणे .

 

ngbapat36@gmail.com

First Published on May 13, 2018 12:04 am

Web Title: new options for electricity generation