सौरऊर्जा प्रयोग

सौरऊर्जा प्रयोग

– डॉ. प्रमोद पाठक
दिवसेंदिवस इंधनाच्या वाढत्या किमती पाहता भारताला राष्ट्रीय स्तरावर पर्यायी ऊर्जा वापरण्याचे धोरण अमलात आणावेच लागेल. आजच्या घटकेला भारतात ज्या ठिकाणी मोकळ्या मैदानी जागा आहेत, तिथे सौर विद्युत ऊर्जा प्रकल्पांची उभारणी होते आहे. ज्या ठिकाणी वार्‍याचा वेग एक विशिष्ट मर्यादेच्या वर आहे- जसे तामिळनाडू- तेथे मोठ्या प्रमाणावर वायुविद्युत प्रकल्प उभारले जात आहेत. या प्रकल्पांची क्षमता अक्षरशः हजारो मेगावॅटमध्ये जाते.
हे झाले मोठ्या प्रमाणावर विद्युत उत्पादनाच्या संदर्भात. कुटुंबाच्या स्तरावरही पर्यायी ऊर्जा प्रकल्प आता आकार घेत आहेत. पाणी गरम करण्यासाठी सौर फलक संयंत्रे (डेश्ररी ऋश्ररीं झश्ररींश लेश्रश्रशलींेीी) बसविण्यात येत आहेत. गोव्यातही शेकडो घरांवर असे गरम पाणी करण्याचे प्रकल्प लागताना दिसतात. मोठी आस्थापने, हॉटेल्स वगैरेंमध्ये २००० लि. ते ५००० लि. क्षमतेचे सौर जलतापक बसविले जात आहेत. त्यातून फार मोठ्या प्रमाणावर विजेचा वापर कमी होण्यास मदत होते अथवा इंधन वाचते. एरवी असे पाणी तापविण्यासाठी एकतर लाकूडफाटा, डिझेल अथवा विजेचा वापर झाला असता, आता तेच पाणी सौरऊर्जा वापरून गरम करण्यात येते आहे.
सौर कुकर
शालेय अभ्यासक्रमात ज्याचा अंतर्भाव होतो आणि जो वापरण्यासाठी एकदम सोपा आहे असे उपकरण म्हणजे डब्बा प्रकारातील सोलर कुकर आहे. त्यात खालच्या भागात उष्णतारोधक चौकटीत चार भांडी ठेवायची सोय असते. त्यावर काच एका चौकटीत बसविलेली असते. वर उघडणार्‍या झाकणात आतल्या बाजूस आरसा बसविलेला असतो. त्याचा उपयोग अधिक सौर ऊर्जा परावर्तित करून सौर कुकरचे तापमान वाढविण्यासाठी होतो.
सौर कुकरचा दुसराही प्रकार आहे. त्याला आंतर्गोलीय (पॅराबोलिक) कुकर म्हणतात. त्यात आतील भागावर पडणारी सौरऊर्जा केंद्रक भागात (ऋेलरश्र िेळपीं) एकत्रित होत असल्याने तापमान बरेच वाढविता येण्याची क्षमता असते. याचा उपयोग घरगुती प्रेशर कुकर वापरून अन्न शिजविण्यासाठी होऊ शकतो. डब्बा प्रकारच्या सौर कुकरमध्ये अन्न शिजण्यासाठी दोन-अडीच तास लागतात, त्या मानाने आंतर्गोलिय कुकरमध्ये त्याचा व्यास असेल त्या प्रमाणात कमी-अधिक वेळ लागतो.
आजकाल गॅसचे दर भरमसाठ वाढत आहेत. त्याची उपलब्धीही कमी होत जाणार आहे. आपण गॅस जाळतो तेव्हा वातावरणात कार्बनडाय ऑक्साइड वगैरे वायू मिसळतात आणि प्रदूषण वाढते. या सर्व गोष्टी लक्षात घेता भविष्यात नव्या पिढीला अन्न शिजविण्यासाठी सौर कुकरचा उपयोग करणे भाग पडेल असे दिसते.
सौर कुकर रचनेवर बरेच संशोधन सुरू आहे. त्यात दोनतीन प्रकारे सुधारणा करण्याचे प्रयत्न सुरू आहेत. पहिला भाग म्हणजे घरगुती सामानांपासून घरच्या घरी सोलर कुकर तयार करणे, सोलर कुकरची कार्यक्षमता वाढविणे आणि तिसरी गोष्ट म्हणजे सोलर कुकरची किंमत कमी करणे.
दरवर्षी संशोधनपर आणि वैज्ञानिक मासिके व नियतकालिकांमधून निरनिराळ्या पद्धतीने बनविलेल्या सोलर कुकरची माहिती येत असते. त्याचबरोबर पिण्याचे पाणी निर्जंतुक करण्याची उपकरणे नव्याने प्रगत होत आहेत. हळूहळू ती वापरात येतील.
नव्याचा ध्यास
काही पाश्‍चात्त्य देशांमध्ये संशोधनपर साहित्य, नव्या गोष्टींची पेटंट वगैरे फार मोठ्या प्रमाणावर होतात. याचे कारण तेथे शालेय स्तरापासून नवे प्रकल्प करणे, नव्या कल्पना अजमावून पाहणे आदी गोष्टींचे जणू शालेय स्तरावर बाळकडू मिळते. त्यात स्वतः त्या गोष्टीवर प्रयोग करून पाहणे यावर भर दिला जातो. त्याचप्रमाणे भारतातही प्रगती घडवून आणायची असेल तर शालेय स्तरापासून प्रयोग करण्याची आणि काहीतरी नव्या गोष्टी करून पाहण्याची दृष्टी नव्या पिढीत संक्रमित करण्याचे प्रयत्न झाले पाहिजेत.
भारतात सौर ऊर्जा मुबलक प्रमाणावर उपलब्ध आहे. तिला धरून आता मोठ्या प्रमाणावर उद्योग, प्रकल्प अस्तित्वात येत आहेत. अशा वेळी शालेय स्तरावरील विद्यार्थ्यांना जर सौर ऊर्जेसंदर्भात स्वतः प्रयोग करून पाहण्याची संधी दिली, तिची शक्तिस्थाने आणि मर्यादा जाणून घेण्याची संधी दिली तर पुढे जाऊन भारतात सौर ऊर्जेसंदर्भात मूलभूत (र्ऋीपवराशपींरश्र) आणि उपयोजित (अिश्रिळशव) असे दोन्ही प्रकारचे वैज्ञानिक संशोधन करण्याचा पाया तयार होईल. त्या दृष्टिकोनातून ९ वी ते १२ वीच्या स्तरापर्यंतच्या विद्यार्थ्यांना सौर ऊर्जेच्या छोट्या उपकरणांवर प्रयोग करून पाहण्याची संधी देण्याचे धोरण ठेवावे लागेल.
सौर कुकरवरील प्रयोग
सौर कुकर हे वापरण्यास अत्यंत सोपे उपकरण आहे. त्याची कमाल क्षमता किती असू शकते याचा अंदाज कसा काढावा याबाबत कोणतेही प्रायोगिक शालेय स्तरावर अंतर्भूत केलेले नाही. गुणांच्या बाबतीत बोलायचे तर सौर ऊर्जेसारखा महत्त्वाचा विषय सौर कुकरची माहिती देणारा एक परिच्छेद इतक्यापुरताच मर्यादित आहे. ही एक प्रकारची उदासीनता शालेय अभ्यासक्रम ठरविणार्‍या समितीच्या वैचारिक बैठकीत दिसून येते. १५-२० वर्षांवरील तरुण पिढीला कुठल्या ज्ञानाची गरज आहे याचा विचार अभ्यासक्रम ठरविताना होत नाही, याचेच ते प्रत्यंतर आहे. माझ्या मते १० वी व १२ वीच्या स्तरावर सौर ऊर्जेवर एकेकपूर्ण धडा नव्या धोरणात अभ्यासक्रम ठरविताना झाला पाहिजे. तसा तो अभ्यासक्रम तयारही आहे.
त्या अभ्यासक्रमाला जोडून करता येणार्‍या काही प्रयोगांची माहिती येथे दिली आहे.
प्रयोग क्र. १ ः सौर कुकरचे आतील तापमान मोजणे
सौर कुकरच्या काचेतून आत गेलेली औष्णिक ऊर्जा बर्‍याच प्रमाणात आतच शोषली जाते, तर काही ऊर्जा परत वातावरणात पसरते. जसजसे उन्ह वाढत जाते तसतसे अधिक ऊर्जा आत शोषली जाऊन आतील तापमान वाढते. बाहेरचे तापमान आणि सौर कुकरच्या आतील तापमान यांचेही काही प्रमाण असते. ते जाणून घेण्याचा सोपा प्रयोग करता येतो.
तापमान ११० डि.सें.पर्यंत मोजता येणारा एक तापमापक सौर कुकरच्या काचेखालच्या भागात ठेवावा आणि दुसरा बाहेर ठेवावा. सकाळी ८ पासून ते दुपारी ४ पर्यंत हा प्रयोग करता येतो. ८ ते १२ पर्यंत दर एक तासाने दोन्ही तापमापकावरील तापमान मोजत जावे. नंतर अर्ध्या तासाने घ्यावे. सुमारे २.३० ते ३ या दुपारच्या वेळेत ते वाढताना दिसेल. त्यानंतर ते कमी होईल. त्याचा आलेख काढता येईल. या प्रयोगातून सौर कुकरच्या आतल्या भागात जास्तीत जास्त किती तापमानापर्यंत पोहोचता येते ते कळेल.
प्रयोग क्र. २ ः सौर कुकरमध्ये पाणी तापविणे
पूर्वीच्या प्रयोगात थोडा बदल करावा. सौर कुकर घेताना चार भांडी त्यासोबत देतात. ही भांडी बाहेरून काळी असतात, जेणेकरून आत येणारी उष्णता जास्तीत जास्त शोषली जाऊन तापमान वाढावेे. प्रथम एकाच भांड्यात अर्धा लिटर पाणी मोजून घालावे व पूर्वीप्रमाणेच तापमापक आत व बाहेर ठेवून मोजमाप घ्यावे.
असे लक्षात येईल की यावेळी सौर कुकरच्या आतमधील तापमान व बाहेरील तापमान यांचा आलेख जरा वेगळा होतो. दु. २.३० नंतर सौर कुकर उघडून, हातात हॅण्डग्लोव्ह घालून तापलेल्या पाण्याचे तापमान मोजा. ते तापमान आणि सौर कुकरमधील आतले तापमान यात तफावत आढळते.
हाच प्रयोग एकाऐवजी चारही भांड्यांत पाणी भरून करावा. प्रत्येक भांड्यात मोजून अर्धा लिटर पाणी भरून प्रत्येक भांड्यातील पाण्याचे तापमान पाहा. या प्रयोगात सौर कुकरची पाणी तापविण्याची, म्हणजे एकंदरच सौर कुकरच्या जागेवर पडणार्‍या ऊर्जेच्या शोषणाची क्षमता काढता येईल. त्याचे गणित मांडता येते. असाच एक अधिक प्रयोग करून पाहण्यासाठी चांगला आहे. प्रथम एकाच भांड्यात १ लि. पाणी भरून ते तापवावे. दुसर्‍या दिवशी चारही भांड्यांमध्ये एक लीटर पाणी भरून तसेच तापमान घ्यावे.
सौर कुकरची उष्णता पकडून आतील पाण्यात किती उष्णता (कॅलरीमध्ये) काढता येण्याची शक्यता आहे हे लक्षात येईल.
प्रयोग क्र. ३ : सौर कुकरमध्ये भात शिजविणे
साधारणपणे अर्धा लिटर पाणी आणि १०० ग्रॅम तांदूळ घेऊन तो सौर कुकरच्या आत शिजायला ठेवला आणि सौर कुकरचे आतील तापमान कसे वाढते आहे याचा आलेख काढला तर फक्त पाणी आणि भात शिजताना होणारे तापमान यांच्या आलेखातील बदल लक्षात येईल.
प्रेशर कुकरमध्ये तापमान १०० डि.सें.वर जाते. पाण्याची वाफ होऊन दाब निर्माण होतो व एका विशिष्ट दाबाला शिटी वाजते. सौर कुकरमध्ये मात्र दाब साधारणपणे पहिल्या इतकाच राहून कमी तापमानावर बराच वेळ राहिल्याने अन्न शिजण्याची प्रक्रिया घडते.
सौर कुकरमध्ये इतरही धान्ये शिजविता येतात. डाळी, फोडणी देऊन भाज्या, अंडी उकडणे, बटाटे उकडणे इ. गोष्टीही करता येतात. त्यांचे वैज्ञानिक प्रयोग करून प्रत्येक वेळी तापमानांचे आलेख आणि सौरऊर्जा शोषून घेण्याची प्रत्येक वेळची क्षमता यांचे गणित करणे इ. गोष्टींवर वैज्ञानिक प्रयोग होऊ शकतील.
विज्ञान म्हणजे काय? तर आपण जे काही करतो ते कसे घडते हे समजावून घेण्याबरोबर त्या-त्या गोष्टीला गणिती समीकरणात बद्ध करणे असते. सौर ऊर्जा समजावून घेण्यात अशा प्रयोगांची मदत होईल. त्यावर प्रयोग करता करता कुणा बालवैज्ञानिकाला पुढे जाऊन काही नव्या प्रकारचा सौर कुकर तयार करता येईल. शालेय अभ्यासक्रमात दुसर्‍याही प्रकारच्या सौर कुकरांवरती असे प्रयोग करून पाहता येतील.
चवीने खाणार त्याला सूर्य देणार
सौर कुकरमधल्या शिजलेल्या अन्नाची विशेषतः म्हणजे ते अधिक रुचकर लागते. आपण जेव्हा अन्न अधिक तापमानावर शिजवितो तेव्हा त्यातून स्वाद देणारी रसायने उडून जातात. सौर कुकरमध्ये तसे होत नाही. सौर कुकर बंद असतो आणि त्यात शिजणारे अन्न हे कमी तापमानावर शिजत असल्याने स्वाद रसायने तशीच राहतात. त्यामुळे सौर कुकरमधील अन्न अधिक स्वादिष्ट असते.
सौर कुकरमध्ये केकही करता येतो. त्याचा प्रत्यक्ष प्रयोग मी स्वतः केला आहे. एकाच आंबवलेल्या पिठापासून नेहमीच्या ओव्हनमध्ये तयार केलेल्या केकपेक्षा सौर कुकरमध्ये केलेला केकचा अधिक छान स्वाद होता.
वर दिलेल्या प्रकारचे प्रयोग आंतर्गोलिय कुकरवरही करता येतील. शालेय शिक्षकांनाही काहीतरी नव्या कल्पना लावून दरवर्षी नवे प्रयोग विद्यार्थ्यांकडून करवून घेता येतील. त्यामुळे प्रत्येक वर्षी काहीतरी नावीन्य आणि नव्या प्रयोगांतून नवे ज्ञान विद्यार्थ्यांपर्यंत पोहोचेल.
यानंतरच्या काही वर्षांत जवळपास प्रत्येक कुटुंबाला आपला कमीत कमी एक वेळचा स्वयंपाक सौर ऊर्जेचा वापर करून तयार करण्याची वेळ येणार आहे. अशावेळी नव्या पिढीच्या हाती हे सौर ऊर्जेशी संबंधित प्रायोगिक ज्ञान असेल तर त्याचा उपयोग सौर ऊर्जा उपयोगात आणण्याच्या नव्या वाटा शोधण्यात होईल. सौर ऊर्जेचा जास्तीत जास्त वापर हा या एकविसाव्या शतकाचा मूलमंत्र झाला पाहिजे.

Leave a Reply