வட்டமாகச் சிந்தியுங்கள்: 140 ஆண்டுகாலத் தட்டையான சூரிய மின்தகடு வடிவமைப்புக்குச் சவால் விடுக்கும் ஜப்பானின் கோள வடிவ சூரிய மின்கலங்கள்

நூற்றாண்டு பழமையான வடிவமைப்பில் அதிரடியான மாற்றம்

140 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக, சூரிய மின்சக்தி அடிப்படையில் ஒரே மாதிரியாகவே இருந்து வருகிறது. சார்ல்ஸ் ஃபிரிட்ஸ் 1883ஆம் ஆண்டு திடமான தகடு வடிவில் முதல் சூரிய மின்தகடுகளில் ஒன்றை உருவாக்கியதிலிருந்து, கூரைகளில் பொருத்தப்படும் அல்லது பரந்த நிலப்பரப்புகளில் வரிசையாக அமைக்கப்படும் தட்டையான நீல நிறச் செவ்வகங்களாகவே ஒளிமின்னழுத்தத் தொழில்நுட்பம் இருந்து வருகிறது. இந்த வடிவமைப்பு இவ்வளவு பரவலாகிவிட்டதால், சூரிய மின்கலங்கள் உண்மையிலேயே தட்டையாகத்தான் இருக்க வேண்டுமா என்று பெரும்பாலானோர் கேள்வி எழுப்புவதில்லை. ஆனால் ஜப்பானில், கியோசெமி கார்ப்பரேஷன் நிறுவனத்தின் பொறியாளர்கள் இந்த அடிப்படைக் கருத்தைச் சவாலுக்கு உட்படுத்தினர். சூரிய ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் முறையையே மாற்றக்கூடிய ஸ்பெலார் எனப்படும் சிறிய கோள வடிவ சூரிய மின்கலங்களின் புதிய வகையை அவர்கள் உருவாக்கினர்.

நேர்த்தியான சூழலில், சூரிய ஒளி மேற்பரப்பின் மீது சரியாக 90 டிகிரி கோணத்தில் நேரடியாகப் படும்போது, வழக்கமான தட்டையான தகடு வடிவமைப்பு நன்றாகச் செயல்படுகிறது. ஆனால் உண்மையான உலகில் இத்தகைய சூழல் அரிது. நாள் முழுவதும் சூரியன் வானில் நகர்கிறது; பருவங்களுக்கு ஏற்ப அதன் கோணமும் மாறுகிறது. மேகங்கள் ஒளியைச் சிதறடிக்கின்றன. கட்டிடங்கள், மரங்கள் மற்றும் பிற தடைகள் நிழலை உண்டாக்குகின்றன. ஒளி சாய்வான கோணத்தில் படும்போது தட்டையான தகடுகளின் செயல்திறன் கணிசமாகக் குறைகிறது; நிழல் படும்போது அவை கிட்டத்தட்ட பயனற்றவையாகிவிடுகின்றன. சூரிய மின்சக்தியை எங்கு, எவ்வாறு திறம்படப் பயன்படுத்தலாம் என்பதற்கு இந்த வரம்புகள் தடையாக இருந்துள்ளன.

ஸ்பெலாரை உருவாக்கிய ஜப்பானியக் குழுவினர், இயற்கையில் ஒளி சீரான, நேரான முறையில் வருவதில்லை என்பதை உணர்ந்தனர். நாள் முழுவதும், பருவங்கள் மாறும்போதும் ஒளி வெவ்வேறு கோணங்களில் வருகிறது. அது நேரடிக் கதிர்களாக மட்டுமல்லாமல், நீர், கண்ணாடி போன்ற மேற்பரப்புகளில் பட்டு எதிரொளிக்கும் ஒளியாகவும், மேகங்கள் மற்றும் வளிமண்டலத் துகள்களால் சிதறடிக்கப்படும் பரவலான ஒளியாகவும் வருகிறது. கோள வடிவ சூரிய மின்கலம் இந்தப் பல்திசை ஒளியைச் சிறப்பாகப் பெறும் என்றும், நாள் முழுவதும் மற்றும் உகந்ததல்லாத வானிலையிலும் சீராக மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யக்கூடும் என்றும் அவர்கள் கருதினர்.

இந்தக் கருத்தின் விளைவுதான் ஸ்பெலார். வணிக ரீதியாக உருவாக்கப்பட்ட உலகின் முதல் கோள வடிவ சூரிய மின்கலத்துக்கான பதிவுசெய்யப்பட்ட வர்த்தக முத்திரை இது. வெறும் 1 முதல் 2 மில்லிமீட்டர் விட்டமுள்ள இந்தச் சிறிய சிலிக்கான் மணிகள், ஒளிமின்னழுத்தத் தொழில்நுட்பத்தை அடிப்படையிலேயே மறுபரிசீலனை செய்கின்றன. ஒளி சரியான கோணத்தில் தட்டையான மேற்பரப்பில் படுமாறு செய்வதற்குப் பதிலாக, ஸ்பெலார் மின்கலங்கள் எந்தத் திசையிலிருந்து வரும் ஒளியையும் ஏற்றுக்கொள்கின்றன. இதனால் சுற்றுப்புறத்திலிருந்து ஆற்றலைப் பெறும் இயற்கை உயிரினங்களைப் போலச் செயல்படும் முப்பரிமாண ஒளி-சேகரிப்பு அமைப்பு உருவாகிறது.

ஆச்சரியத் தருணம்: சூரிய மின்தகடுகள் ஏன் தட்டையாக இருக்க வேண்டும்?

ஸ்பெலாரின் கதை, கியோசெமி கார்ப்பரேஷனின் நிறுவனரும் தலைமைப் பொறியாளருமான ஷுஜி நகாட்டா எழுப்பிய எளிமையான, அதேவேளையில் ஆழமான ஒரு கேள்வியுடன் தொடங்குகிறது. கியோசெமியைத் தொடங்கிய பல ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, ஒளிமின்னழுத்த மின்கலங்களை எவ்வாறு மேலும் திறனுள்ளதாக மாற்றலாம் என்று நகாட்டா சிந்தித்தார். மிட்சுபிஷி எலக்ட்ரிக்கில் திட்டக் குழு உறுப்பினராகச் சூரிய மின்தகடுகளை உருவாக்கிய தனது முந்தைய அனுபவத்தின் அடிப்படையில், சூரியன் தொடர்ந்து நகரும்போது சூரிய மின்தகடுகள் ஏன் தட்டையாக இருக்க வேண்டும் என்று அவர் தன்னைத்தானே கேட்டுக்கொண்டார்.

ஆய்வகச் சூழல்களில் ஒளி மூலங்கள் பொதுவாக நிலையானவையாகவும் முன்கணிக்கக்கூடியவையாகவும் இருக்கும். ஆனால் நிஜத்தில் சூரிய ஒளி தொடர்ந்து மாறும் கோணங்களில் வருகிறது. நேரடி ஒளி மட்டுமின்றி, எதிரொளிக்கும் மற்றும் சிதறிப் பரவும் சுற்றுப்புற ஒளியும் உள்ளது; வழக்கமான தட்டையான தகடுகள் இந்த ஒளியைப் பெரும்பாலும் பெறுவதில்லை என்பதை நகாட்டா கவனித்தார். இதனால் அவரது மையக் கேள்வி எழுந்தது: ஒளிமின்னழுத்த மின்கலத்தின் மேற்பரப்பு கோள வடிவில் இருந்தால், சூரிய ஒளியைப் பெறுவதற்கான மிகத் திறனுள்ள வழியாக அது இருக்குமா? கியோசெமியின் கோள வடிவ நுண் சூரிய மின்கலத்துக்கான தொடக்க உந்துதலாக இந்தக் கேள்வி அமைந்தது.

ஸ்பெலார் பவர் கார்ப்பரேஷனின் நிறுவனரும் தலைவருமான திரு. ஜோசுகே நகாட்டா, நிறுவனத்தின் நோக்கம் குறித்து வெளியிட்ட அறிக்கையில் கூறியதாவது:

இத்தகைய எளிய கேள்விகளுக்கான பதிலாகவே கோள வடிவ சூரிய மின்கலங்களான ஸ்பெலார் உருவாக்கப்பட்டது. இயற்கையில் ஒளி சீரான முறையில் விழுவதில்லை. சூரியனின் இருப்பிடம் தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டே இருக்கிறது. சூரிய ஒளியில் ஒரு பகுதி மேகங்களால் சிதறடிக்கப்படுகிறது; மற்றொரு பகுதி கண்ணாடி மற்றும் நீரிலிருந்து எதிரொளிக்கிறது.

இந்தக் கருத்து உதித்த நேரம் மிகவும் சாதகமாக அமைந்தது. 1980களின் இறுதியில், ஹொக்கைடோவில் புதிய தொழிற்சாலைகளைக் கட்டி உற்பத்தித் திறனை விரிவுபடுத்த கியோசெமி திட்டமிட்டிருந்தது. தொழிற்சாலை அமைப்பதற்கான இறுதித் தேர்வாக காமிசுனகாவா வந்தது. ஒரு காலத்தில் நிலக்கரிச் சுரங்கம் இயங்கிய இந்த நகரத்தில், இறக்குமதி அதிகரித்ததால் சுரங்கம் மூடப்பட்டது. இழந்த வேலைவாய்ப்புகளுக்குப் பதிலாகப் புதிய தொழில்களை உருவாக்க அந்தச் சமூகம் முனைப்புடன் செயல்பட்டது. இந்தப் பொருளாதார மாற்றத்தின் விளைவுகளில் ஒன்று, ஜேமிக் (ஜப்பான் மைக்ரோகிராவிட்டி மையம்) நிறுவப்பட்டதாகும். கைவிடப்பட்ட சுரங்கப் பாதையை அறிவியல் ஆய்வுத் தளமாக அது புதுப்பித்தது. 1988ஆம் ஆண்டு, ஹொக்கைடோவிலுள்ள புதிய தொழிற்சாலையில் கியோசெமி செயல்பாட்டைத் தொடங்கிய அதே ஆண்டில், கோள வடிவ சூரிய மின்கலங்கள் குறித்த தமது தொலைநோக்கை நனவாக்க ஜேமிக்கின் தனித்துவமான வசதிகளை எப்படிப் பயன்படுத்தலாம் என்ற புதிய யோசனை திரு. நகாட்டாவுக்கு உதித்தது.

நுண்புவியீர்ப்பில் உற்பத்தி

குறைபாடற்ற கோள வடிவிலான சிலிக்கான் படிகங்களை உருவாக்குவது பெரும் பொறியியல் சவாலாக இருந்தது. பூமியில், மேற்பரப்பு இழுவிசையும் புவியீர்ப்பும் உருகிய சிலிக்கான் குளிர்ந்து திடமாகும்போது ஒழுங்கற்ற வடிவங்களை உருவாக்கச் செய்கின்றன. திறமையான சூரிய மின்கலங்களுக்குத் தேவையான, கிட்டத்தட்ட குறைபாடற்ற கோளங்களை உருவாக்க கியோசெமி, ஜேமிக்கையும் அதன் வியப்பூட்டும் செங்குத்துச் சோதனைப் பாதையையும் நாடியது. இந்தச் செங்குத்துச் சுரங்கப்பாதை பூமிக்குள் 710 மீட்டர் நீளத்துக்கு அமைந்துள்ளது. அதிலுள்ள 490 மீட்டர் நீளமுள்ள வீழ்ச்சிப் பாதை நுண்புவியீர்ப்பு நிலையில் சோதனைகள் செய்ய உதவுகிறது.

உற்பத்திச் செயல்முறையில், சிலிக்கானை வெற்றிட உறைக்குள் வைத்து அந்தப் பாதையில் கீழே விடுவார்கள். தடையின்றி விழும் நேரத்தில் உறையின் உட்புறம் நுண்புவியீர்ப்பு நிலையை அடைகிறது. புவியீர்ப்பால் ஏற்படும் வடிவச் சிதைவு இல்லாமல், மேற்பரப்பு இழுவிசையின் மூலம் உருகிய சிலிக்கான் குறைபாடற்ற கோளங்களாக உருவாக இது வழிவகுக்கிறது. கியோசெமி திட்டக் குழுவினர் பல சோதனைகளை நடத்தினர். சிலிக்கான் துண்டுகளை உறைகளில் வைத்து, தடையின்றி விழும் குறுகிய நேரத்தில் அவற்றை உருக்கி மீண்டும் படிகமாக்க முயன்றனர். பல முயற்சிகளுக்குப் பிறகு, விரும்பிய பந்து வடிவத் துகள்களை உருவாக்குவதில் வெற்றி பெற்றனர்.

Phys.org வெளியிட்ட செய்திகளின்படி, இந்தப் புதுமையான உற்பத்தி முறை, சரியான வடிவத்தை உருவாக்குவதைத் தாண்டியும் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளைத் தருகிறது. ஸ்பெலார் மின்கலங்களை உருவாக்கும் செயல்முறையில், மதிப்புமிக்கதும் குறைவாகக் கிடைப்பதுமான சிலிக்கான் மிகக் குறைவாகவே வீணாகிறது. குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் சிலிக்கான் முக்கியப் பொருளாகும். வழக்கமான தட்டையான சூரிய மின்கல உற்பத்தியில், சிலிக்கான் கட்டிகளிலிருந்து தகடுகள் வெட்டப்படுவதால் கணிசமான பொருள் வீணாகிறது. உருளை வடிவக் கட்டிகளைத் தட்டையான தகடுகளாக அறுக்கும்போது இந்தக் கழிவு உருவாகிறது. கோள வடிவப் படிகமாக்கல் முறையில் உருகிய பொருளிலிருந்தே இறுதிப் பொருளின் வடிவம் உருவாக்கப்படுவதால், வெட்ட வேண்டிய தேவை நீங்கி சிலிக்கான் பயன்பாடு குறைகிறது.

வழக்கமான தட்டையான சூரிய மின்தகடு உற்பத்தியுடன் ஒப்பிடும்போது ஸ்பெலார் மின்கலங்களுக்கான உற்பத்திச் செலவு பாதியாக இருக்கக்கூடும் என கியோசெமி கார்ப். மதிப்பிட்டதாக Phys.org மேலும் தெரிவித்தது. பொருள் வீணாவது குறைவதும், உற்பத்திச் செயல்முறைகள் எளிமையாக இருக்கக்கூடும் என்பதும் இந்தச் செலவு நன்மைக்குக் காரணங்கள். பொருட்களைத் திறமையாகப் பயன்படுத்துவதைத் தாண்டி, பாரம்பரிய ஒளிமின்னழுத்த உற்பத்தியைவிட இந்த உற்பத்திச் செயல்முறை சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்ததாகவும் கூறப்படுகிறது.

கோள வடிவ மின்கலங்கள் ஒளியைப் பெறுவது எப்படி?

ஸ்பெலார் மின்கலங்களின் அடிப்படை நன்மை அவற்றின் வடிவவியலில் உள்ளது. எந்தத் திசையிலிருந்து ஒளி வந்தாலும், கோளத்தின் மேற்பரப்பு அதே அளவில் ஒளியை எதிர்கொள்கிறது. சூரியனை நோக்கிச் சரியான கோணத்தில் திருப்பி வைக்க வேண்டிய தட்டையான தகடுகளைப் போலன்றி, ஒளி சாய்வான கோணங்களில் வந்தாலும் ஸ்பெலார் மின்கலங்களின் ஒளி-சேகரிப்புத் திறன் குறைவதில்லை. இதனால், இயந்திரக் கண்காணிப்பு அமைப்புகள் இன்றியே வானில் சூரியன் நகரும் நாள் முழுவதும் நேரடி சூரிய ஒளியை அவை பெறுகின்றன.

இன்னும் முக்கியமாக, கோள வடிவமைப்பு மறைமுக ஒளியையும் திறம்படப் பெற உதவுகிறது. கட்டிடங்கள், நீர் அல்லது பிற மேற்பரப்புகளிலிருந்து எதிரொளிக்கும் ஒளி பல்வேறு கோணங்களில் ஸ்பெலார் மின்கலங்களை அடைந்தாலும், உறிஞ்சுவதற்கு ஏற்ற மேற்பரப்பைச் சென்றடைகிறது. மேகமூட்டமான நாட்களில் தட்டையான தகடுகளின் செயல்திறன் பொதுவாகக் கடுமையாகக் குறையும். ஆனால் எல்லாத் திசைகளிலிருந்தும் ஒளியை ஏற்றுக்கொள்ளும் கோள வடிவத்தால், சிதறிப் பரவும் ஒளியையும் ஸ்பெலார் மின்கலங்கள் திறம்படப் பெறுகின்றன. இதனால் மாறுபடும் வானிலை நிலைகளிலும், அடிக்கடி மேகமூட்டம் நிலவும் பகுதிகளிலும் இவை நம்பகமானதாக இருக்கக்கூடும்.

பாரம்பரிய சூரிய மின்கலங்கள் செயல்படுவதைப் போன்றே, ஒவ்வொரு சிலிக்கான் கோளத்துக்குள்ளும் பி-என் சந்திப்பை உருவாக்குவதன் மூலம் இந்தத் தொழில்நுட்பம் செயல்படுகிறது; ஆனால் இது வளைந்த மேற்பரப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒளி-மின்னணுக் குறைக்கடத்திச் சில்லுகளை உற்பத்தி செய்த அனுபவத்தின் அடிப்படையில், கோள வடிவ மேற்பரப்புகளில் இந்தச் சந்திப்புகளை உருவாக்கும் நுட்பத்தை கியோசெமி குழு உருவாக்கியது. தொடக்கத்தில் இதற்கு குறிப்பிடத்தக்க புதுமையான முயற்சிகள் தேவைப்பட்டன. இவற்றை ஒன்றாக மின்சுற்றில் இணைக்கும்போது, இந்த நுண்ணிய கோளங்கள் மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகின்றன. சாதனங்களை இயக்கவோ மின்சார அமைப்புகளுக்கு வழங்கவோ அந்த மின்சாரத்தைச் சேகரிக்கலாம்.

பயனரின் பார்வையில், ஸ்பெலார் மின்கலங்கள் பொருத்தப்பட்ட சாதனங்களையோ கட்டமைப்புகளையோ சூரியனை நோக்கித் துல்லியமாகத் திருப்பி வைக்கத் தேவையில்லை. ஸ்பெலார் மின்சாரத்தில் இயங்கும் சாதனத்தைத் தட்டையான தரையிலோ, சாய்வான மேற்பரப்பிலோ வைக்கலாம்; இடம் மாற்றியும் வைக்கலாம். கிடைக்கும் ஒளியை அது தொடர்ந்து திறம்படப் பெறும். தகடுகளைச் சூரியனை நோக்கிச் சாய்த்துப் பொருத்தும் அமைப்புகளின் தேவையும், சூரிய மின்சாரச் சாதனங்களை எங்கு நிறுவலாம் அல்லது பயன்படுத்தலாம் என்பதற்கான கட்டுப்பாடுகளும் இதனால் நீங்குகின்றன.

கருத்திலிருந்து வணிகப் பொருட்கள் வரை

கருத்திலிருந்து வணிகப் பொருளாக மாற ஸ்பெலாருக்கு பல ஆண்டுகால மேம்பாட்டுப் பணிகள் தேவைப்பட்டன. ஒளியில் வைக்கும்போது மின்சாரம் உற்பத்தி செய்த, தொடர்ச்சியாக இணைக்கப்பட்ட முதல் நான்கு மின்கலங்களை வெற்றிகரமாக உருவாக்கிய பிறகு, ஆய்வுக் குழு தனது முயற்சிகளைத் தீவிரப்படுத்தியது. 1998ஆம் ஆண்டு, மேம்பாட்டுப் பணிகளைத் தொடர்ந்து மேற்கொள்ள கியோசெமி தனது சொந்த நுண்புவியீர்ப்பு ஆய்வகத்தை நிறுவியது. 2004ஆம் ஆண்டில், “Spherical Solar” என்பதன் சுருக்கமான “Sphelar” என்ற பெயருக்கான வர்த்தக முத்திரைப் பதிவுக்கு விண்ணப்பிக்கும் அளவுக்கு நிறுவனம் முன்னேறியது; சாத்தியமான கூட்டாளர்களுக்கு மாதிரிகளையும் வழங்கத் தொடங்கியது.

தொடக்கக் கட்டத்தில், இந்தப் புதிய தொழில்நுட்பத்துக்கான சாத்தியமான பயன்பாடுகள் அனைத்தையும் கற்பனை செய்வதே உருவாக்குநர்களுக்குச் சிரமமாக இருந்தது. ஆனால் இந்தப் புதுமையான யோசனை சந்தையை எட்டியதும், கூட்டாளர்களிடமிருந்தும் வாடிக்கையாளர்களிடமிருந்தும் மேலும் பல புதிய யோசனைகள் உருவாகின. கோள வடிவ சூரிய மின்கலங்களின் தனித்துவப் பண்புகளைப் பயன்படுத்தக்கூடிய நடைமுறைப் பயன்பாடுகளை அடையாளம் காண இந்தக் கூட்டு மேம்பாட்டு அணுகுமுறை உதவியது.

2012ஆம் ஆண்டில், கோள வடிவ சூரிய மின்கல வணிகத்தை மேம்படுத்தி வணிகமயமாக்குவதில் மட்டும் கவனம் செலுத்துவதற்காக, கியோசெமி கார்ப்பரேஷனிலிருந்து பிரிந்து ஸ்பெலார் பவர் கார்ப்பரேஷன் நிறுவப்பட்டது. நிறுவனத்தின் பிரதிநிதி இயக்குநரும் தலைவருமான இகுவோ இனகவா அதன் தொலைநோக்கைப் பின்வருமாறு விவரித்தார்:

உலகின் முதல் சிறிய விட்டமுள்ள கோள வடிவ சூரிய மின்கலமான ஸ்பெலாரை ஸ்பெலார் பவர் கார்ப்பரேஷன் வணிகமயமாக்கி, அதைப் பயன்படுத்திய தயாரிப்புகளை வழங்குகிறது. உலகளாவிய சுற்றுச்சூழலில் பெரிய மாற்றங்கள் ஏற்படுவதைக் குறைக்கவும், நீடித்த வளர்ச்சி இலக்குகளுக்கு (SDGs) பங்களிக்கவும், அன்றாடப் பயன்பாட்டுக்கு நெருக்கமான சூரிய மின்கலமாக ஸ்பெலாரின் பயன்பாட்டை ஊக்குவித்து வருகிறோம். ‘ஸ்பெலார் எப்போதும் உங்கள் அருகில்!’ என்ற முழக்கத்துடன், ஸ்பெலாரைப் பயன்படுத்திய தயாரிப்புகளின் பயன்பாட்டைப் பரவலாக்கவும் பாடுபடுகிறோம்.

இன்று, கோள வடிவ சூரியத் தொழில்நுட்பத்தின் பன்முகப் பயன்பாட்டை எடுத்துக்காட்டும் பல தயாரிப்பு வகைகளை நிறுவனம் வழங்குகிறது. தட்டையான தகடுகளைத் தாண்டிச் செல்வது, சூரிய ஆற்றலைக் கட்டமைக்கப்பட்ட சூழலிலும் அன்றாட வாழ்விலும் ஒருங்கிணைக்க முற்றிலும் புதிய வழிகளை எவ்வாறு உருவாக்குகிறது என்பதை இந்தப் பயன்பாடுகள் காட்டுகின்றன.

கட்டிட ஒருங்கிணைப்பும் ஒளி ஊடுருவும் மேற்பரப்புகளும்

ஸ்பெலார் தொழில்நுட்பத்தின் மிகவும் நம்பிக்கையளிக்கும் பயன்பாட்டுத் துறைகளில் ஒன்று கட்டிட ஒருங்கிணைந்த ஒளிமின்னழுத்தம் (BIPV) ஆகும். வழக்கமான சூரிய மின்தகடுகள் கூரைகளின் மேல் தனி அமைப்புகளாகப் பொருத்தப்படுவது வழக்கம்; அவை வெளிப்படையாகத் தெரிவதுடன், சில நேரங்களில் அழகியல் ரீதியாகப் பொருத்தமற்றவையாகவும் கருதப்படுகின்றன. ஆனால் ஸ்பெலார் மின்கலங்களை நேரடியாகக் கட்டிடப் பொருட்களில் பதிக்கலாம். இதனால் ஒளி ஊடுருவுதல் அல்லது கட்டிட வடிவமைப்பு போன்ற பிற செயல்பாடுகளைப் பேணிக்கொண்டே மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் மேற்பரப்புகளை உருவாக்க முடியும்.

ஸ்பெலார் பிஐபிவி தயாரிப்பு வரிசையில் ஸ்பெலார் தொகுதிகளை உள்ளடக்கிய கண்ணாடிக் கட்டிகள் அடங்கும். இந்த ஒளி ஊடுருவும் கட்டிடக் கூறுகளைச் சுவர்கள், ஜன்னல்கள் மற்றும் பிற கட்டிடக்கலை அம்சங்களில் பயன்படுத்தலாம். இவை ஒளியைக் கடத்திக்கொண்டே மின்சாரத்தையும் உற்பத்தி செய்கின்றன. செல்கள் எந்த அளவுக்கு அடர்த்தியாகப் பொருத்தப்படுகின்றன, குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டின் தேவைகள் என்ன என்பதன் அடிப்படையில் ஸ்பெலார் அமைப்புகளின் ஒளி ஊடுருவும் திறன் 50% முதல் 80% வரை இருக்கும்.

நகர்ப்புறச் சூழல்களில் வழக்கமான சூரிய மின்தகடுகளுக்கு உள்ள குறிப்பிடத்தக்க வரம்பை இந்தத் திறன் சரிசெய்கிறது. மக்கள் நெருக்கம் மிகுந்த நகரங்களில் கூரைப் பரப்பு குறைவாகவோ சுற்றியுள்ள கட்டிடங்களால் நிழல்படிந்தோ இருக்கும். பாரம்பரியத் தகடுகள் காட்சியை மறைக்கலாம் அல்லது வரலாற்றுச் சின்னங்களைப் பாதுகாப்பதற்கான தேவைகளுடன் முரண்படலாம். ஆனால் ஸ்பெலார் மின்கலங்களை, நாள் முழுவதும் மறைமுக ஒளி கிடைக்கும் கட்டிட முகப்புகள், ஜன்னல்கள் மற்றும் பிற செங்குத்து மேற்பரப்புகளில் பொருத்தலாம். திடமான தட்டையான தகடுகளால் சாத்தியமில்லாத அல்லது நடைமுறைக்கு ஒவ்வாத வளைந்த மேற்பரப்புகளிலும் சிக்கலான கட்டிட வடிவங்களிலும் இவற்றை ஒருங்கிணைக்க முடியும்.

ஒளி ஊடுருவும் கண்ணாடிக்குள் அடைக்கப்பட்ட சிறிய, கச்சிதமான சூரிய மின்தொகுதிகளான ஸ்பெலார் கண்ணாடிக் கட்டிகளையும் நிறுவனம் உருவாக்கியுள்ளது. இவை கட்டிடப் பொருட்களாகவும் மின் உற்பத்திக் கருவிகளாகவும் செயல்படலாம். இதனால் சாதாரண ஜன்னல்கள், கூரைச் சாளரங்கள் அல்லது அலங்காரக் கூறுகள் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் மேற்பரப்புகளாக மாறக்கூடும். கட்டிடக் கலையின் அழகியலைக் குலைக்காமல் ஒளி ஊடுருவும் திறனைப் பேணியபடி மின்சாரம் உற்பத்தி செய்ய முடிவதால், பயன்படுத்தும் அளவுக்கு அல்லது அதற்கும் அதிகமாக மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் கட்டிடங்களை உருவாக்கும் வாய்ப்பு ஏற்படுகிறது.

பொருட்களின் இணையத்துக்கான ஆற்றல் சேகரிப்பு

பொருட்களின் இணையம் (IoT) மூலம் உலகம் மேலும் அதிக இணைப்பை நோக்கி நகரும்போது, பரந்த உணர்விக் கருவி வலைப்பின்னல்களுக்கும் சிறிய சாதனங்களுக்கும் மின்சாரம் வழங்குவது குறிப்பிடத்தக்க சவாலாக உள்ளது. பரவலாக நிறுவப்பட்டுள்ள உணர்விக் கருவி வலைப்பின்னல்களில் மின்கலங்களை மாற்றுவது நடைமுறைக்கு ஒவ்வாதது; கம்பிகள் அமைப்பதற்கான செலவும் அதிகமாக இருக்கலாம். சுற்றுப்புறத்தில் கிடைக்கும் சிறிய அளவிலான ஆற்றலைச் சாதனங்கள் சேகரிக்கும் ஆற்றல் சேகரிப்பு முறையின் மூலம் ஸ்பெலார் இதற்குத் தீர்வளிக்கிறது. இதனை ஆற்றல் கவர்தல் என்றும் அழைக்கின்றனர்.

குறைந்த மின்சக்தி தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கென வடிவமைக்கப்பட்ட கச்சிதமான சூரிய மின்தொகுதிகளை ஸ்பெலார் ஈஐபிவி தொடர் வழங்குகிறது. கிடைக்கும் ஒளியிலிருந்து ஆற்றலைச் சேகரித்து உணர்விக் கருவிகள், நுண்ணறிவு வயர்லெஸ் பயன்பாடுகள் மற்றும் பிற சிறிய மின்னணுச் சாதனங்களை இயக்க இந்தத் தொகுதிகள் பயன்படும். ஸ்பெலார் மின்கலங்கள் எல்லாத் திசைகளிலிருந்தும் ஒளியைப் பெற்று, சிதறிய ஒளியுடனும் சிறப்பாகச் செயல்படுவதால், பாரம்பரிய சூரிய மின்கலங்கள் சிரமப்படும் உட்புற அல்லது நகர்ப்புறச் சூழல்களுக்கு இவை மிகவும் பொருத்தமானவை.

சுற்றுச்சூழல் உணர்விகள், நுண்ணறிவுக் கட்டிட அமைப்புகள், வேளாண் கண்காணிப்பு மற்றும் மின்கலங்களை மாற்றவோ கம்பி இணைப்புகள் அமைக்கவோ முடியாத இடங்களில் இயங்கும் சிறிய, பரவலாக நிறுவப்பட்ட சாதனங்கள் ஆகியவற்றுக்கு இந்த ஆற்றல் சேகரிப்பு மின்தொகுதிகளைப் பயன்படுத்தலாம். சூரியனை நோக்கித் துல்லியமாகத் திருப்பி வைக்க வேண்டியதில்லை என்பதால், பல்வேறு நிலைகளில் வைக்கப்படக்கூடிய அல்லது பயன்பாட்டின்போது இடம் மாற்றப்படக்கூடிய சாதனங்களுக்கு இவை மிகவும் ஏற்றவை.

1 முதல் 2 மில்லிமீட்டர் விட்டமுள்ள ஸ்பெலார் மின்கலங்களின் சிறிய அளவு, வழக்கமான சூரிய மின்கலங்களைப் பொருத்த முடியாத மிகச் சிறிய சாதனங்களிலும் அவற்றை ஒருங்கிணைக்க உதவுகிறது. இந்தச் சிறிதாக்கும் திறன், அணியக்கூடிய தொழில்நுட்பம் முதல் கட்டமைப்புகளில் பொருத்தப்படும் சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்புக் கருவிகள் வரை, தாமாகவே இயங்கும் நுண்ணறிவுச் சாதனங்களின் முற்றிலும் புதிய வகைகளை உருவாக்க வழிவகுக்கக்கூடும்.

அணியக்கூடிய தொழில்நுட்பமும் சூரிய மின்துணிகளும்

ஸ்பெலார் தொழில்நுட்பத்தின் எதிர்காலத் தன்மை மிக்க பயன்பாடு, அணியக்கூடிய மின்னணுச் சாதனங்கள் மற்றும் நுண்ணறிவுத் துணிகள் துறையில் இருக்கக்கூடும். சிறந்த நெகிழ்வுத்தன்மையைப் பேணியபடி சூரிய ஒளியில் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும், நூலிழை வடிவிலான சூரிய மின்சார உற்பத்தி நூலை நிறுவனம் உருவாக்கியுள்ளது. மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் துணிகளைத் தயாரிக்க இந்த ஒளிமின்னழுத்த நூல் உதவுகிறது. இதன் மூலம் ஆடைகள், பைகள் அல்லது பிற துணிப் பொருட்களைச் சூரிய மின்சார உற்பத்திக் கருவிகளாக மாற்றலாம்.

சூரிய மின்சார உற்பத்தி நூல், பொருளாதாரம், வர்த்தகம் மற்றும் தொழில்துறை அமைச்சகம், ஸ்பெலார் பவர் கோ., லிமிடெட் மற்றும் ஃபுகுய் மாகாண தொழில்துறைத் தொழில்நுட்ப மையம் ஆகியவை பங்கேற்ற தொழில்-கல்வித்துறை-அரசு கூட்டு ஆய்வுத் திட்டத்தின் மூலம் உருவாக்கப்பட்டது. இதன் விளைவாக உருவான ஸ்பெலார் டெக்ஸ்டைல் தயாரிப்பு எடை குறைந்தது, மெல்லியது, நெகிழ்வானது, நீட்சியடையக்கூடியது என விவரிக்கப்படுகிறது. இதனால் அணியக்கூடிய மின்னணுத் துணிகளுக்கான மின்சார விநியோகப் பயன்பாடுகளுக்கு இது ஏற்றதாக உள்ளது.

அணியக்கூடிய மின்னணுச் சாதனங்களில் உள்ள அடிப்படைச் சவாலான மின்சாரத் தேவையை இந்தத் தொழில்நுட்பம் கையாள்கிறது. மின்கலங்கள் அணியக்கூடிய சாதனங்களின் எடையையும் பருமனையும் அதிகரிக்கின்றன; அடிக்கடி மின்னேற்ற வேண்டியிருப்பதால் அவற்றின் வசதியும் குறைகிறது. சூரிய மின்சாரம் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட துணிகள், நாள் முழுவதும் சுற்றுப்புற ஒளியிலிருந்து ஆற்றலைச் சேகரித்து, பொருத்தப்பட்ட உணர்விகள், தொடர்புச் சாதனங்கள் அல்லது உடல்நலக் கண்காணிப்புக் கருவிகளைத் தொடர்ந்து இயக்கலாம். பயனர் தலையீடு தேவையில்லை; கூடுதல் எடையும் அதிகரிக்காது.

ஆடைகளைத் தாண்டி, கூடாரங்கள், வெயில் மறைப்புத் துணிகள், பாய்மரத் துணிகள், வாகன உறைகள் மற்றும் ஒளி படும் பிற துணி மேற்பரப்புகளுக்கும் இந்தத் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தலாம். தகவல் தொடர்புக் கருவிகள் அல்லது வழிகாட்டிச் சாதனங்களை இயக்கும் சீருடைகள் இதன் ராணுவப் பயன்பாடுகளில் அடங்கும். பொதுமக்களின் பயன்பாட்டில், வெளிப்புறச் செயல்பாட்டுக்கான உபகரணங்கள் ஜிபிஎஸ் சாதனங்கள், அவசரகாலச் சமிக்ஞைக் கருவிகள் அல்லது கைப்பேசிகளுக்கான மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யலாம். இந்தப் பொருளின் நெகிழ்வுத்தன்மையால், அணியும்போது வசதியையோ அசைவையோ பாதிக்காமல் ஆடைகளில் ஒருங்கிணைக்க முடியும். அணியக்கூடிய பயன்பாடுகளுக்குப் பொருத்தமற்ற திடமான சூரிய மின்தகடுகளுடன் இது வேறுபடுகிறது.

நுகர்வோர் தயாரிப்புகளும் ஒளியூட்டலும்

சிறப்புத் தொழில்துறைப் பயன்பாடுகளைத் தாண்டி, அன்றாடச் சூழல்களில் கோள வடிவ சூரியத் தொழில்நுட்பத்தின் நடைமுறை நன்மைகளை எடுத்துக்காட்டும் நுகர்வோர் தயாரிப்புகளையும் ஸ்பெலார் பவர் கார்ப்பரேஷன் உருவாக்கியுள்ளது. பாரம்பரிய தட்டையான சூரிய மின்தகடுகளால் உருவாக்கக் கடினமான அல்லது சாத்தியமற்ற வடிவமைப்புகளை ஸ்பெலார் மின்கலங்களின் தனித்துவப் பண்புகள் எவ்வாறு சாத்தியமாக்குகின்றன என்பதை இந்தப் பொருட்கள் காட்டுகின்றன.

ஸ்பெலார் தோட்ட விளக்கில், மேல்புறத்தில் பொருத்தப்பட்ட கோள வடிவ ஸ்பெலார் சூரிய மின்கலமும் எல்இடி விளக்குக் கூறும் உள்ளன. பகல் நேரத்தில் சூரிய ஒளியிலிருந்து மின்சாரம் சேகரிக்கப்பட்டு, இரவில் சேமித்த ஆற்றல் எல்இடி விளக்கை இயக்கி தோட்டங்கள், பூங்காக்கள் மற்றும் நடைபாதைகளை ஒளிரச் செய்கிறது. இயற்கைக் காட்சியைப் பாதிக்காமல் ஒளி வழங்கும் நோக்கில் இதன் வடிவமைப்பில் அழகியலுக்கு முன்னுரிமை அளிக்கப்பட்டுள்ளது. நிறுவுவது எளிது; மின்கட்டணமோ வயரிங் பணியோ தேவையில்லை. எனவே தொலைதூர இடங்கள் அல்லது மின்சாரக் கட்டமைப்பு இல்லாத பகுதிகளுக்கு இது ஏற்றது.

அதேபோல், மரங்களில் தொங்கவிடக்கூடிய ஸ்பெலார் ஒளியூட்டல் தயாரிப்பில் ஸ்பெலார் மின்தொகுதிகள் இடம்பெறுகின்றன. இவை பகலில் மின்சாரத்தைச் சேகரித்து, இரவில் எல்இடி விளக்குகளை எரியச் செய்கின்றன; ஸ்பெலார் மின்தொகுதியும் மென்மையாக ஒளிர்கிறது. நிறுவும்போது மரங்களைச் சேதப்படுத்தாமலும் அவற்றின் இயல்பான தோற்றத்தைக் குலைக்காமலும் பாதுகாப்பான, கவர்ச்சிகரமான ஒளியூட்டலை வழங்கும் வகையில் இந்தத் தயாரிப்பு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. தோட்ட விளக்கைப் போலவே, இதற்கும் மின் இணைப்போ தொடர்ச்சியான ஆற்றல் செலவோ தேவையில்லை.

எல்லாத் திசைகளிலிருந்தும் ஒளியைப் பெறும் திறனால் கிடைக்கும் ஸ்பெலார் தொழில்நுட்பத்தின் நடைமுறை நன்மைகளை இந்த நுகர்வோர் தயாரிப்புகள் எடுத்துக்காட்டுகின்றன. தோட்ட அலங்காரப் பொருட்களையும் மர விளக்குகளையும் சூரிய ஒளி சரியாகப் படும் கோணத்தைப் பற்றிக் கவலைப்படாமல் பல்வேறு திசைகளில் வைக்கலாம். தட்டையான தகடுகளுக்குப் போதுமான நேரடி ஒளி கிடைக்காத பகுதி நிழலிடங்களிலும் அவற்றைப் பொருத்தலாம். கோள வடிவ மின்கலங்கள் கச்சிதமாகவும் கண்ணில் அதிகம் படாதவாறும் இருப்பதால், தொழில்நுட்பச் சாதனங்கள் கூடுதலாகப் பொருத்தப்பட்டதுபோல் தோன்றாமல் அலங்காரக் கூறுகளுடன் ஒருங்கிணைக்கலாம்; இது அவற்றின் அழகியல் கவர்ச்சியை மேலும் அதிகரிக்கிறது.

செயல்திறனும் இயக்கத் திறனும்

எந்தச் சூரியத் தொழில்நுட்பத்தையும் மதிப்பிடும்போது செயல்திறன் ஒரு முக்கிய அளவுகோலாகும். இன்று கிடைக்கும் பெரும்பாலான வணிக ஒளிமின்னழுத்த மின்கலங்களைவிட, கிட்டத்தட்ட 20% அதிக செயல்திறன் கொண்ட நெகிழ்வான சூரிய மின்தகடுகளை கியோசெமி உருவாக்கியுள்ளதாக TheFutureOfThings வெளியிட்ட செய்திகள் தெரிவிக்கின்றன. எல்லாக் கோணங்களிலிருந்தும் ஒளியைப் பெறுவதும், நேரடி மற்றும் மறைமுக ஒளி மூலங்கள் இரண்டையும் பயன்படுத்துவதுமே இந்தக் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்துக்குக் காரணம்.

ஆனால் ஸ்பெலார் மின்கலங்களை வழக்கமான தட்டையான தகடுகளுடன் நேரடியாக ஒப்பிடும்போது, வெவ்வேறு செயல்திறன் அளவுகோல்களைக் கவனமாகப் பரிசீலிக்க வேண்டும். நேரடியான ஒளி செங்குத்தாகப் படும் உகந்த ஆய்வகச் சூழலில் கிடைக்கும் அதிகபட்சச் செயல்திறனின் அடிப்படையிலேயே தட்டையான தகடுகளுக்கு பொதுவாக மதிப்பீடு செய்யப்படுகிறது. இதற்கு மாறாக, ஒளியின் நிலை மற்றும் கோணங்கள் மாறினாலும் ஸ்பெலார் மின்கலங்கள் ஒப்பீட்டளவில் சீரான செயல்திறனைப் பேணுகின்றன. குறைபாடற்ற சூழலில் உச்சச் செயல்திறனைச் சோதிக்கும்போது அவை தட்டையான தகடுகளை மிஞ்சாமல் இருக்கலாம்; ஆனால் நிஜச் சூழலில் ஒரு முழு நாளில் கிடைக்கும் மொத்த மின்சார உற்பத்தி அவற்றில் அதிகமாக இருக்கக்கூடும்.

சூரியனைப் பின்தொடரும் அமைப்புகளின் தேவை நீங்குவதும் மற்றொரு செயல்திறன் நன்மையாகும். பெரிய அளவிலான சூரிய மின் திட்டங்களில், நாள் முழுவதும் தட்டையான தகடுகளைச் சூரியனை நோக்கித் திருப்பி வைக்க மோட்டார்கள் மற்றும் கண்காணிப்பு அமைப்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவை மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துவதோடு, பராமரிப்பும் தேவைப்படுகின்றன; அமைப்புகளின் சிக்கலையும் அதிகரிக்கின்றன. ஸ்பெலார் மின்கலங்கள் தங்களின் இயல்பான வடிவத்தின் மூலம் இதே போன்ற நன்மைகளை வழங்குகின்றன. இயந்திர உதவியின்றி விடியலிலிருந்து மாலை வரை உகந்த ஒளியைப் பெறுகின்றன. இந்தச் செயலற்ற இயக்கம் அமைப்பின் நம்பகத்தன்மையை அதிகரித்து, பராமரிப்புத் தேவையைக் குறைக்கிறது.

குறைந்த ஒளிச் சூழல்களில் செயல்படும் திறனும் இவற்றை வேறுபடுத்துகிறது. மேகமூட்டமான நாட்களில், அல்லது ஒளியின் தீவிரம் குறைவாக இருக்கும் அதிகாலை மற்றும் மாலை நேரங்களில், தட்டையான தகடுகளின் மின்சார உற்பத்தி வெகுவாகக் குறைகிறது. சிதறிய மற்றும் பரவலான ஒளியைப் பெறுவதற்கென வடிவமைக்கப்பட்டுள்ள ஸ்பெலார் மின்கலங்கள், இத்தகைய கடினமான சூழல்களில் ஒப்பீட்டளவில் சிறந்த செயல்திறனைப் பேணுகின்றன. அடிக்கடி மேகமூட்டம் நிலவும் பகுதிகளுக்கும், மாறுபடும் வானிலையிலும் சீராக இயங்க வேண்டிய பயன்பாடுகளுக்கும் இந்தப் பண்பு அவற்றை மிகவும் பொருத்தமானதாக்குகிறது.

சுற்றுச்சூழல் தாக்கமும் நீடித்த நிலைத்தன்மையும்

ஆற்றல் தொழில்நுட்பத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பதில் சுற்றுச்சூழல் சார்ந்த அம்சங்கள் அதிக முக்கியத்துவம் பெறுகின்றன. நிலைத்தன்மை நோக்கில் ஸ்பெலார் மின்கலங்கள் பல சாத்தியமான நன்மைகளை வழங்குகின்றன. உற்பத்தியின்போது சிலிக்கான் வீணாவது குறைவது குறிப்பிடத்தக்க சுற்றுச்சூழல் நன்மையாகும். சிலிக்கான் உற்பத்திக்கு அதிக ஆற்றல் தேவைப்படுவதுடன், சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பை ஏற்படுத்தும் வேதியியல் செயல்முறைகளும் அதில் அடங்கும். மதிப்புமிக்க இந்தப் பொருளைத் திறமையாகப் பயன்படுத்துவது சூரிய மின்கல உற்பத்தியின் ஒட்டுமொத்தச் சுற்றுச்சூழல் தடத்தைக் குறைக்கிறது.

Phys.org-இன்படி, வழக்கமான தகடுகளைவிட பாதியாக இருக்கக்கூடும் என மதிப்பிடப்பட்டுள்ள உற்பத்திச் செலவு குறைப்பு, சூரிய மின்சாரத்தைப் பொருளாதார ரீதியாக மேலும் எளிதில் அணுகக்கூடியதாக்கலாம். செலவு குறைவதால் பயன்பாடு அதிகரிக்கும்; அதன் மூலம் புதைபடிவ எரிபொருள் மின் உற்பத்திக்குப் பதிலாகச் சூரிய மின்சாரம் பயன்பட்டு, பசுங்குடில் வாயு வெளியேற்றம் குறையும். கூடுதல் பொருட்கள் அல்லது மாற்றங்கள் தேவையின்றி, ஏற்கெனவே உள்ள கட்டமைப்புகளிலும் தயாரிப்புகளிலும் சூரிய மின்கலங்களை ஒருங்கிணைக்க முடிவதும், அவற்றைப் பயன்படுத்துவதால் ஏற்படும் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பைக் குறைக்கிறது.

ஸ்பெலார் தொழில்நுட்பத்தின் நீடித்துழைக்கும் தன்மையும் நீண்ட ஆயுளும் அதன் சுற்றுச்சூழல் நன்மைகளை அதிகரிக்கின்றன. பெரிய, எளிதில் சேதமடையக்கூடிய தட்டையான தகடுகளுடன் ஒப்பிடும்போது, கோள வடிவ மின்கலங்கள் காற்று, ஆலங்கட்டி மழை அல்லது குப்பைகள் போன்ற சுற்றுச்சூழல் காரணிகளால் பாதிக்கப்படுவது குறைவாக இருக்கக்கூடும். அவற்றின் சிறிய அளவும் பாதுகாப்புப் பொருட்களில் பதிக்கக்கூடிய தன்மையும் பயன்பாட்டுக் காலத்தை நீட்டிக்கலாம். இதனால் மாற்ற வேண்டிய தேவை குறைந்து, உற்பத்தி மற்றும் அகற்றலுடன் தொடர்புடைய சுற்றுச்சூழல் செலவுகளும் குறையும்.

புதைபடிவ எரிபொருள் வளங்கள் குறைவதைத் தடுக்கவும் புவி வெப்பமடைதலை எதிர்கொள்ளவும் சூரிய மின்சாரத்தின் பயன்பாட்டை விரிவுபடுத்துவதன் மூலம், நீடித்த வளர்ச்சி இலக்குகளுக்கு (SDGs) பங்களிப்பதை ஸ்பெலார் பவர் கார்ப்பரேஷன் தனது தொழில்நுட்பத்துடன் வெளிப்படையாகத் தொடர்புபடுத்துகிறது. முன்பு சாத்தியமில்லாத பயன்பாடுகளிலும் இடங்களிலும் சூரிய மின்சாரத்தைச் சாத்தியமாக்குவதன் மூலம், உலகளாவிய ஆற்றல் கலவையில் சூரிய மின்சாரத்தின் ஒட்டுமொத்தப் பங்களிப்பை ஸ்பெலார் தொழில்நுட்பம் கணிசமாக அதிகரிக்கக்கூடும்.

சூரிய ஆற்றலின் எதிர்காலம்

எதிர்காலத்தில் பெரிய அளவிலான மின் உற்பத்தித் திட்டங்களில் தட்டையான சூரிய மின்தகடுகளே ஆதிக்கம் செலுத்தக்கூடும். இருப்பினும், சூரியத் தொழில்நுட்பத்தில் முக்கியமான பல்வகைமையை ஸ்பெலார் மின்கலங்கள் அறிமுகப்படுத்துகின்றன. பாரம்பரியத் தகடுகளுடன் நேரடியாகப் போட்டியிடுவதற்குப் பதிலாக, அவற்றால் கையாள முடியாத முற்றிலும் புதிய பயன்பாட்டுத் துறைகளை கோள வடிவ மின்கலங்கள் திறக்கின்றன. சூரிய ஆற்றலை எங்கு, எவ்வாறு சேகரிக்கலாம் என்பதை விரிவுபடுத்துவதன் மூலம், சூரிய மின்சாரப் பயன்பாட்டின் ஒட்டுமொத்த வளர்ச்சியை விரைவுபடுத்தி, அன்றாடச் சூழலில் அதை எங்கும் ஒருங்கிணைக்க உதவலாம்.

ஸ்பெலார் போன்ற தொழில்நுட்பங்களால் “எங்கும் ஆற்றல்” என்ற கருத்து மேலும் சாத்தியமாகிறது. தொலைதூர மின் உற்பத்திப் பண்ணைகளில் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்து நீண்ட தூரம் கடத்துவதாக மட்டும் சூரிய மின்சாரத்தைப் பார்க்காமல், ஒளி படும் ஒவ்வொரு மேற்பரப்பும் மின் மூலமாக மாறக்கூடிய உலகைக் கற்பனை செய்யலாம். ஒளியை உள்ளே அனுமதிக்கும் அதே நேரத்தில் ஜன்னல்கள் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கின்றன. ஆடைகள் அணியக்கூடிய சாதனங்களுக்கு மின்சாரம் வழங்குகின்றன. கட்டிடங்கள் கூரைகளிலிருந்து மட்டுமல்ல, சுவர்களிலிருந்தும் ஆற்றலை உற்பத்தி செய்கின்றன. இவ்வாறு பரவலாக மின்சாரம் உற்பத்தி செய்வதால், மின்சாரக் கடத்தலின்போது ஏற்படும் இழப்புகள் குறைந்து, ஆற்றல் அமைப்பின் நெகிழ்வுத்தன்மை அதிகரிக்கிறது.

பொருட்களின் இணையம் விரிவடைந்து, நுண்ணறிவு நகரங்கள் நனவாகும்போது, பரவலான மின் மூலங்களுக்கான தேவை அதிகரிக்கும். ஆற்றல் சேகரிப்புக்கும் பல்வேறு பொருட்கள் மற்றும் வடிவங்களுடன் ஒருங்கிணைப்பதற்கும் ஏற்ற ஸ்பெலார் மின்கலங்கள், இணைக்கப்பட்ட இந்த எதிர்காலத்துக்கான முக்கிய ஆதரவு தொழில்நுட்பமாக மாறக்கூடும். சுற்றுப்புற ஒளியைப் பயன்படுத்தி உணர்விகளுக்கும் சாதனங்களுக்கும் மின்சாரம் வழங்கும் திறன், நுண்ணறிவு நகரப் பயன்பாடுகளுக்கான உள்கட்டமைப்புச் செலவுகளையும் நிறுவல் தடைகளையும் நீக்குகிறது.

அடிப்படையான முன்கணிப்புகளைச் சவாலுக்கு உட்படுத்துவது எவ்வாறு திருப்புமுனைப் புதுமைகளுக்கு வழிவகுக்கும் என்பதையும் ஸ்பெலார் தொழில்நுட்பத்தின் உருவாக்கம் காட்டுகிறது. ஒரு நூற்றாண்டுக்கும் மேலாகத் தட்டையான சூரிய மின்தகடு வடிவமைப்பு பெரும்பாலும் கேள்விக்குள்ளாக்கப்படாமல் இருந்தது. சூரிய மின்கலங்கள் ஏன் தட்டையாக இருக்க வேண்டும் என்று கேட்டதன் மூலம், ஜப்பானியப் பொறியாளர்கள் ஒளியைப் பெறுவதற்கும் ஆற்றலை உற்பத்தி செய்வதற்கும் புதிய வழிகளைத் திறந்தனர். வழக்கமான நம்பிக்கைகளைச் சோதிக்கும் இந்த மனப்பான்மை, சூரியத் தொழில்நுட்பத்திலும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் துறையிலும் மேலும் பல புதுமைகளைத் தொடர்ந்து உருவாக்கும்.

உலகம் முழுவதிலுமுள்ள கூட்டாளர்களுடன் இணைந்து அசல் தயாரிப்புகளையும் பயன்பாடுகளையும் ஸ்பெலார் பவர் கார்ப்பரேஷன் தொடர்ந்து உருவாக்கி வருவதால், கோள வடிவ சூரிய மின்கலங்களின் தாக்கமும் அதிகரிக்கிறது. சிறப்புத் தொழில்துறைப் பயன்பாடுகள் முதல் நுகர்வோர் தயாரிப்புகள் வரை, கட்டிடப் பொருட்கள் முதல் அணியக்கூடிய தொழில்நுட்பம் வரை, சில நேரங்களில் முன்னேறுவதற்கான சிறந்த வழி செவ்வகங்களை விட வட்டங்களில் சிந்திப்பதுதான் என்பதை இந்தச் சிறிய கோளங்கள் நிரூபிக்கின்றன.

முக்கிய அம்சங்கள்

• ஜப்பானின் கியோசெமி கார்ப்பரேஷன் உருவாக்கிய ஸ்பெலார் கோள வடிவ சூரிய மின்கலங்கள் வெறும் 1 முதல் 2 மில்லிமீட்டர் விட்டமுள்ளவை; எல்லாத் திசைகளிலிருந்தும் ஒளியைப் பெறுகின்றன.
• சூரியன் தொடர்ந்து நகரும்போது சூரிய மின்தகடுகள் ஏன் தட்டையாக இருக்க வேண்டும் என்ற நிறுவனர் ஷுஜி நகாட்டாவின் கேள்வியிலிருந்து இந்தத் தொழில்நுட்பம் உருவானது.
• நுண்புவியீர்ப்பு நிலையில் குறைபாடற்ற சிலிக்கான் கோளங்களை உருவாக்க, ஜப்பானின் மைக்ரோகிராவிட்டி மையத்திலுள்ள 710 மீட்டர் நீள வீழ்ச்சிப் பாதை பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• உற்பத்தியில் சிலிக்கான் மிகக் குறைவாகவே வீணாகிறது; வழக்கமான தட்டையான சூரிய மின்தகடு உற்பத்திச் செலவில் ஏறத்தாழ பாதியே இதற்குத் தேவைப்படுகிறது.
• ஒளி படும் கோணங்கள் மாறினாலும் கோள வடிவ மின்கலங்கள் செயல்திறனைப் பேணுகின்றன; நேரடி மற்றும் மறைமுக ஒளி இரண்டையும் பெற்று, மேகமூட்டமான சூழலில் சிறப்பாகச் செயல்படுகின்றன.
• ஒளி ஊடுருவும் கட்டிடப் பொருட்கள், பொருட்களின் இணையச் சாதனங்களுக்கான ஆற்றல் சேகரிப்பு, சூரிய மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் துணிகள் மற்றும் நுகர்வோர் ஒளியூட்டல் தயாரிப்புகள் ஆகியவை இதன் பயன்பாடுகளில் அடங்கும்.
• கோள வடிவ சூரிய மின்கலப் பயன்பாடுகளை மட்டுமே மேம்படுத்துவதற்காக, 2012ஆம் ஆண்டு கியோசெமியிலிருந்து ஸ்பெலார் பவர் கார்ப்பரேஷன் பிரிந்து நிறுவப்பட்டது.
• பாரம்பரியத் தட்டையான தகடுகளைப் பயன்படுத்த முடியாத வளைந்த மேற்பரப்புகள், அணியக்கூடிய பொருட்கள் மற்றும் கட்டிடக்கலைக் கூறுகளில் சூரிய மின்கலங்களை ஒருங்கிணைக்க இந்தத் தொழில்நுட்பம் உதவுகிறது.