সৌরশক্তির যাদু : কম ভোল্টেজে

image_print

শেখর ব্যানার্জী
ইলেক্ট্রনিক্স বিশেষজ্ঞ ও স্বনিযুক্ত গবেষক, যতিন দাস পার্ক, কলকাতা

পার্থসারথি মজুমদার
অধ্যাপক, ভৌতবিজ্ঞান বিভাগ, রামকৃষ্ণ মিশন বিবেকানন্দ বিশ্ববিদ্যালয়, বেলুড়

ঘরে আলো

প্রচলিত ভূমিজ-পদার্থভিত্তিক (fossil fuel) শক্তির ক্ষেত্রে অধুনা একদিকে চাহিদার মাত্রা অতিরিক্ত বেড়ে যাওয়ার ফলে দাম বাড়তে বাড়তে আকাশছোঁয়া, অন্যদিকে প্রয়োজন মেটাবার মত শক্তিই বা কোথায়? অথচ সাধারণ মানুষের জীবনে শক্তি ছাড়া চলে না। একদিকে গৃহস্থালীর নানাবিধ আধুনিক যন্ত্রপাতি চালাবার জন্যে বিদ্যুৎ শক্তির আশু প্রয়োজন; অন্যদিকে শিল্প-কৃষি ও অন্যান্য ক্ষেত্রেও অনেক শক্তির ভীষণ দরকার। শক্তির এই বিপুল ঘাটতি কমাতে আমাদের সরকার বিরাট অর্থব্যয়ে পেট্রোলিয়াম আমদানী করে চলেছে, কিন্তু এই ভাবেই কি চলবে? বিশেষত যখন এই গরম দেশে রোদ-হাওয়ার অভাব নেই। আমাদের মত রৌদ্রস্নাত দেশে তাই সৌরশক্তি সম্বন্ধে গবেষণা ও সেই শক্তির ঠিকমত ব্যবহার যাতে আম-জনতা করতে পারে সেটা অত্যন্ত জরুরী। এ-ব্যাপারে আমরা বাড়ীতে সম্পূর্ণ নিজেদের সামর্থে যা করতে পেরেছি, এই প্রতিবেদনে তা রাখছি।

প্রথমে, যে-সব জায়গায় সরকারী বিদ্যুৎ সরবরাহের ঘাটতি রয়েছে, সে-সব জায়গায় কিভাবে সৌর-শক্তির সাহায্যে আলোর ব্যবস্থা করা যেতে পারে, সে ব্যাপারে বলি। বেশীর ভাগ ক্ষেত্রে সৌরপ্যানেল থেকে উৎপন্ন সৌরবিদ্যুৎ দিয়ে জোরদার একটি বড়সড় মাপের ব্যাটারী চার্জ (বা আধানযুক্ত) করা হয়। কিন্তু ব্যাটারীর বিদ্যুৎ DC হওয়ার কারণে সেটা আমাদের গৃহস্থালীর 220 Volts AC বিদ্যুৎ-চালিত যন্তের পক্ষে উপযুক্ত নয়। সেটা পেতে দরকার একটি ইনভার্টার (inverter) যন্ত্রের, যা 12 volts DC বিদ্যুৎ কে 220 volts AC তে রুপান্তরিত করতে পারে। কিন্তু এটা খানিক খরচাসাপেক্ষ, বিশেষ করে অপেক্ষাকৃত কম আর্থিক সামর্থের পরিবারের জন্য। আরও মনে রাখা দরকার যে 220 volts AC মোটেই সম্পূর্ণ নিরাপদ নয়, বিশেষ করে আমাদের দেশে। রোজই কোথাও না কোথাও থেকে 220 volts AC তে বিদ্যুৎস্পৃষ্ট হওয়ার দুর্ঘটনার খবর আসে।

এদিকে 12 volts 50 Watt (বা আরও কম শক্তিশালী) সৌরপ্যানেল থেকে সরাসরি উৎপন্ন বিদ্যুতের দরুণ তেমন কোন দুর্ঘটনার সম্ভাবনা নেই। এই সব কারণে হয়ত আরেকটা বিকল্প আছে যেটা নেওয়া যেতে পারে। এই বিকল্পে, সৌরপ্যানেল থেকে পাওয়া 12 volts DC বিদ্যুৎ দিয়ে সরাসরি ছোট 12 volts, 7 – 9 Ampere Hour, Lead-Acid ব্যাটারীকে আধানযুক্ত করা চলতে পারে এবং সেই আধানযুক্ত ব্যাটারী দিয়ে 12 volts DC Light Emitting Diode বা LED জ্বালানো চলতেই পারে। আমরা পরীক্ষা করে দেখেছি যে আলোকসজ্জায় ব্যবহৃত চীনে Warm White LEDর যে মালা বাজারে পাওয়া যায়, তা দিয়ে বড়, ধরুণ, 4×3 বর্গ মিটারের ঘর অনায়াসে আলোকিত করা যায়, প্রায় একটা 40 – 60 Watt বাল্বের মত! এমন একটি আলোকিত ঘরের ছবি আমরা পরে রাখছি, একটা ধারণা দেওয়ার জন্য। ব্যাটারী ঠিকমত আধানযুক্ত হলে, যেটা কড়া রোদে 4 – 5 ঘন্টায় অনায়াসে সম্ভব, এই ধরণের আলো রাতে প্রায় 5 – 6 ঘন্টা জ্বলে বেশ জোরের সঙ্গে, তারপর ধীরে ধীরে তা স্তিমিত হয়ে পড়ে, ব্যাটারীর আধান কমার সঙ্গে-সঙ্গে। খরচার ব্যাপারে বলতে গেলে যেটা সবচেয়ে বেশী দামী, সেটা হল সৌরপ্যানেল। একটি 12 volts 50 Watt প্যানেলের দাম 2,500 – 3,000 টাকা, ভাল Lead Acid ব্যাটারীর দামও অনুরূপ, চীনে LED’র মালার দাম খুব বেশী হলে 400 – 500। আমাদের হিসেব অনুযায়ী মোটামুটি হাজার ছয়েক টাকার একটা প্রারম্ভিক খরচের পর বিনামূল্যে ঘরে আলো জ্বালাবার ব্যবস্থা হয়ে যায়, তা প্রায় বছর দুয়েকের জন্যও তো বটেই। এই ব্যবস্থা কি আমাদের দেশের যে কোন বাড়ীতে অন্ধকার ঘোচাবার পক্ষে যথেষ্ট নয়?


(বাঁ দিকে : আলোকিত ঘর, ডান দিকে : LED মালা ও ব্যাটারী)

জল গরম করা : সস্তায়

আমরা DC heater element নিয়েও কিছু পরীক্ষা করেছি। একটা কালো রঙ করা ধাতুর জলাধার, তার মধ্যে দুটো তার ঢোকানো, যেগুলো 24 volt এর একটা ব্যাটারী প্যাকের (12 volt, 9 Amp/hr এর দুটো ব্যাটারী হতে পারে) সঙ্গে লাগানো। ব্যাটারী প্যাকটি আগে থেকে সৌরশক্তিতে চার্জ করে রাখা যেতে পারে। জলাধারটি 2 লিটার আয়তনের হলে শীতকালেও জল 50 – 60 ডিগ্রী সেলসিয়াস অবধি গরম করতে 20 – 30 মিনিটের বেশী লাগা উচিত নয়। যে-সব জায়গায় বিদ্যুতের ঘাটতি, সেখানে এই সস্তার জল-গরম করার যন্ত্র বিশেষ কাজে দেবে আশা করা যায়। প্রাথমিক চিকিৎসার কেন্দ্রগুলিতে প্রায়ই যখন গরম জলের দরকার হয়, অথচ বিদ্যুতের অভাবে তা সম্ভব হয় না, এই যন্ত্র সেখানে খুবই কাজে আসতে পারে। আরেকটা কথা মনে রাখা দরকার – এই যন্ত্র ব্যবহারে কোনও কারেন্ট বা শক লাগার বিপদের ভয় নেই, যা 220 volt যন্ত্রে যথেষ্ট রয়েছে।

সুপারক্যাপাসিটর দিয়ে সৌরশক্তি সঞ্চয় ও যানবাহনে ব্যবহার

সাধারণতঃ সৌরশক্তি সঞ্চয় করা হয় ব্যাটারীতে, তাকে চার্জ করার মাধ্যমে। কিন্তু rechargeable ব্যাটারী হলেও সেটা খুব বেশী বার রিচার্জ (recharge) করা যায়না, এবং চার্জ করতেও সময় লাগে অনেক। এর প্রধান কারণ এই যে ব্যাটারীর মধ্যে বৈদ্যুত-রাসায়নিক (electrochemical) পদ্ধতিতে বাইরের বৈদ্যুতিক কারেন্ট দিয়ে বিদ্যুৎশক্তি সঞ্চিত হয়। এই পদ্ধতি সময়সাপেক্ষ, এবং বেশীবার ব্যাটারীর শক্তি ফুরিয়ে গেলে তাকে রিচার্জ করলে ব্যাটারী কিন্তু আস্তে আস্তে কমজোরী হয়ে যায়।

শুধু তাই নয়, ব্যাটারী কমজোরী হয়ে গেলে, তাকে যে-কোনও জায়গায় ফেলে দেওয়া যায়না, কারণ ব্যাটারীর মধ্যে যে রাসায়নিক পদার্থগুলি রয়েছে, সেগুলি বিষাক্ত, এবং খাবার জলে ঢুকে গেলে সেগুলো মানুষের ক্ষতি করতে পারে।

সৌরশক্তি দিয়ে চার্জ করা সুপারক্যাপাসিটর-চালিত ব্যাটারীহীন ট্রেনের model

সৌরশক্তি দিয়ে চার্জ করা সুপারক্যাপাসিটর-চালিত ব্যাটারীহীন ট্রেনের model

এই সব কারণে এর বিকল্প হিসেবে বিদেশে তৈরী হয়েছে ‘সুপারক্যাপাসিটর’ (supercapacitor) – এক ধরণের ক্যাপাসিটর যার মান সাধারণ ক্যাপাসিটরের তুলনায় অনেক গুণ বেশী। টিভি, অডিও-সিসটেম প্রভৃতি ইলেকট্রনিক যন্ত্রে যে-সব ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা হয়, তাদের মানের তুলনায় এক কোটি থেকে একশো কোটি গুণ বেশী। এগুলি কোন বিষাক্ত রাসায়নিক পদার্থ দিয়ে তৈরী নয়, সাধারণতঃ অঙ্গার (carbon) দিয়ে তৈরী, ন্যানোপ্রযুক্তির (nanotechnology) মাধ্যমে। এই প্রযুক্তিও এমন নয় যে এদেশে তৈরী করা সম্ভব নয়। কিন্তু তা সত্ত্বেও এদেশে এই ধরণের ক্যাপাসিটর পাওয়া যায়না! আমেরিকা, জার্মানী ও চীনদেশে অবশ্যই এগুলি পাওয়া যায়, দরকার হলে সেখান থেকেই আমদানী করতে হয়।

সৌরশক্তি দিয়ে চার্জ করা সুপারক্যাপাসিটর-চালিত ব্যাটারীহীন সাইকেল-রিক্সার model

সৌরশক্তি দিয়ে চার্জ করা সুপারক্যাপাসিটর-চালিত ব্যাটারীহীন সাইকেল-রিক্সার model

এই সুপারক্যাপাসিটরের বহু-বহু প্রয়োগ রয়েছে, এবং অনেকেই মনে করছেন যে ভবিষ্যতে ব্যাটারীর ব্যবহার সম্পূর্ণ বন্ধ হয়ে যেতে পারবে এদের আবির্ভাবে। প্রয়োগের মধ্যে একটা হচ্ছে যানবাহনের কাজে। আমরা সুপারক্যাপাসিটরকে সৌরশক্তি সঞ্চয়ের আধার হিসেবে ব্যবহার করে prototype model ট্রাম বা ট্রেন, সাইকেল রিক্সা ও গঙ্গা পারাপার করার ferry boat বানিয়েছি। এগুলি সবই খেলনা মাপের, কিন্তু যে-ভাবে পরিকল্পনা করা হয়েছে, তাতে পূর্ণ মাপের তৈরী করতে কোন বাধা নেই, ইচ্ছে ও খানিকটা অর্থবল ছাড়া, তাও সেটাও শুধু শুরুতে। তারপর প্রকৃতির দানে দৈনন্দিন শক্তিসঞ্চয় ও ব্যবহার নিখরচায়! Model খেলনার কয়েকটা নমুনা নীচে দিলাম, নীচে youtube ভিডিওতে সম্পূর্ণ বিবরণ রয়েছে। (youtube-এ solar-powered supercapacitor-driven model railcar দিয়ে খুঁজলে এই ভিডিওটা পাওয়া যাবে)।

সৌরশক্তি দিয়ে চার্জ করা সুপারক্যাপাসিটর-চালিত ব্যাটারীহীন সাইকেল-রিক্সার আমরা সকলেই জানি যে কলকাতা শহর থেকে একটু শহরতলির দিকে গেলেই সাইকেল-রিক্সা বা ভ্যান-রিক্সা ছাড়া কোন যানবাহন নেই। অথচ বছরের বেশীর ভাগ সময়ে গরমে সাইকেল রিক্সা চালকদের কষ্টের সীমা থেকে না। ওপরের ছবিতে আমরা যে খেলনার মডেলটা দেখছি, তার একটা পূর্ণমাপের সংস্করণ কী করা যায়না, যাতে সাইকেল রিক্সা চালানো একটু সহজ হয়? এখন আপনারা শহরতলিতে ‘টো-টো’ বলে একটা নতুন ব্যাটারী-চালিত রিক্সা দেখছেন, যেটা ভালই চলছে। কিন্তু তার যা দাম, তাতে ঐ বাহন কিনতে একজন সাধারণ সাইকেল-রিক্সা চালক ধারের জালে জড়িয়ে যেতে পারেন। তার ওপর, ‘টো-টো’র বেশীর ভাগটা চীন থেকে আমদানী করা, খারাপ হয়ে গেলে ফেলে দেওয়া ছাড়া উপায় নেই। এর বিকল্প হিসেবে আমরা একটা পরিকল্পনা গ্রহণ করেছি, যাতে দেশে সহজে পাওয়া যায়, এবং সহজে দেশের দোকানে সারানো যায়, এমন একটা সৌরশক্তি-চালিত সাইকেল রিক্সা তৈরী করা। টো-টোর থেকে এ-ধরণের রিক্সার সুবিধে অনেক : (১) দামের দিক থেকে অনেক সস্তা, (২) দেশেই সারানো যাবে অল্প খরচে ইত্যাদি। প্রাথমিক স্তরে সুপারক্যাপাসিটর ব্যবহার করা হয়ত সম্ভব হবে না, খরচটা কম রাখার জন্যে, কিন্তু সৌরশক্তি দিয়ে চার্জ করা ব্যাটারী দিয়ে চালালে খারাপ হবে না বলেই আমাদের ধারণা। টো-টোর মত জোরালো 48 volt এর ব্যাটারীর বদলে 12 বা 24 volt দিয়ে চালানো যাবে।

নীচের ছবিতে ফেরী নৌকোর মডেলটি যেমন সৌরশক্তি-চালিত ব্যাটারী দিয়ে চলছে।

সৌরশক্তি দিয়ে চার্জ করা ব্যাটারী-চালিত ফেরী নৌকোর model

আমরা অবশ্য ইতিমধ্যেই ওটিকে সুপারক্যাপাসিটর দিয়ে ব্যাটারী ছাড়াও চালাবার ব্যবস্থা করে ফেলেছি। দেশে সুপারক্যাপাসিটর যতদিন না পাওয়া যাচ্ছে, ততদিন এই ম্যাজিক জিনিসটির পূর্ণ পরীক্ষা-নিরীক্ষা করা বেশ কঠিন। অথচ দেশে এত বড় বড় ন্যানোল্যাব থাকা সত্ত্বেও কেন এটা সম্ভব হচ্ছে না, তার উত্তর নেই।

পরিশেষে, কয়েকটা কথা একটু মনে করিয়ে দেওয়া দরকার। যাঁরা মনে করেন সুইচ টিপলে কারেন্ট না এলে সরকারের দোষ, তা সে যে-দলের সরকারই হোন না কেন, তাঁদের ধারণা দেওয়ার জন্যে বলতে হচ্ছে যে আমাদের দেশে তথাকথিত শক্তির ঘাটতির কথা বলা হয়, তার প্রতিকারের উপায় কিন্তু প্রকৃতিই করে রেখেছে। আমরা যদি তার ব্যবহার না করি তাহলে আমাদেরই বোকামি। প্রতিদিন সূর্য থেকে যে পরিমাণ শক্তি পৃথিবীর ওপর এসে পড়ে, তা সারা বছরে আমরা সমস্ত দেশ মিলে যা শক্তি খরচ করি তার থেকেও অনেক বেশী। সূর্য থেকে শক্তি সঞ্চয় করে গাছপালা দিব্যি আছে, সব জায়গায়, বছরের পর বছর। আমরা অভ্যস্ত হয়ে পড়েছি এমন সব জ্বালানীর ব্যবহারে যেগুলি সহজে পাওয়ার নয়, যেমন খনিজ তেল, বা অতি খরচাসাপেক্ষ ও ভয়ঙ্কর, যেমন নিউক্লিয়ার শক্তি। এর বিকল্প হিসেবে সৌরশক্তির উপযোগিতা তো সকলের কাছে পরিষ্কার বলে আমাদের মনে হয়। এখন দরকার গবেষণার যাতে সেই শক্তি সহজে সাধারণ মানুষের কাছে পৌঁছে যায়। যখন ভাবি আমাদের দেশে নিউক্লিয়ার শক্তির গবেষণার জন্যে যা খরচ হয়েছে, বিকল্প শক্তির গবেষণার জন্যে তার 1% ও হয়নি, তখন অবাক বিষ্ময় ছাড়া আর কিছু মনে হয়না। আমরা ভারতীয় সভ্যতা ও সংস্কৃতির জাহির করে থাকি উচ্চৈস্বরে, ‘Brand India’ নামক অলীক ছাপের বড়াই করি অনবরত, অথচ সৌরশক্তি ও বিকল্প শক্তির গবেষণায় এতটাই পিছিয়ে রয়েছি যে অন্যদেশে তৈরী সুলভ সৌরপ্যানেলের সমকক্ষ কোনও প্যানেল তৈরী করে উঠতে পারলাম না এ-যাবৎ! পাছে ব্যবসায় ক্ষতি হয়, সেজন্য দেশের সৌরপ্যানেল বিক্রেতারা বিদেশে তৈরী ভালো প্যানেল এ-দেশে বিক্রীর ক্ষেত্রে সরকারকে উপরি কর নির্ধারণ করতে আহ্বান জানিয়েছেন, এ-খবরটি যেমন হাস্যকর তেমনই দুঃখের। এত রোদ যে-দেশে, সেখানেও কেন দুঃস্থ কোন স্কুল পড়ুয়াকে মোম বা কেরোসিনের আলোয় পড়তে হবে, তা বোঝা কঠিন। এবং, এই অভাবের প্রতিকারের উৎকৃষ্ট উপায় হাতে থাকতেও কেন তা উপেক্ষা করে চলেছি বছরের পর বছর, সেটা বোঝা সত্যি দুষ্কর।

image_print
(Visited 2,264 times, 1 visits today)

Tags: , , , ,