Sandia National Laboratories ഉം Stirling Energy Systems (SES) ഉം കൂടിച്ചേര്ന്ന് solar-to-grid system conversion ന്റെ ഏറ്റവും ഉയര്ന്ന ദക്ഷതയായ 31.25% ല് എത്തിച്ചേര്ന്നു. പഴയ റിക്കോഡ് ആയ 1984 ലെ 29.4% ഈ വര്ഷം ജനുവരി 31 ന് Sandia യുടെ National Solar Thermal Test Facility ല് സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന SES ന്റെ “Serial #3” എന്ന solar dish Stirling system മറികടന്നു. ഗ്രിഡിലേക്ക് പൊകുന്ന ഊര്ജ്ജത്തിന്റെ അളവിനെ കണ്ണാടി ഡിഷില് പതിക്കുന്ന സൗരോര്ജ്ജം കൊണ്ട് ഭാഗിച്ചാണ് conversion ദക്ഷത കണക്കാക്കിയത്. Auxiliary load കളായ ജല പമ്പ്കള്, കമ്പ്യൂട്ടറുകള്, tracking ന് ഉപയോഗിക്കുന്ന മോട്ടറുകള് തുടങ്ങിയവയുടെ ഊര്ജ്ജോപഭോഗവും കൂടി കണക്കിലെടുത്താണ് ഈ ദക്ഷത കണ്ടെത്തിയത്.
“രണ്ട് പോയിന്റ് ദക്ഷത കൂട്ടാന് കഴിഞ്ഞത് വന് വിജയമാണ്” SES ന്റെ പ്രസിഡന്റും CEO യും ആയ Bruce Osborn പറഞ്ഞു. “മറ്റ് solar dish collectors നേക്കാള് മുന്നിലെത്താനും വാണിജ്യപരമായി ഇത്തരം നിലയങ്ങള് നിര്മ്മിക്കാനും ഈ വിജയം സഹായകമാണ്.”
Solar Thermal Test Facility ല് മേയ് 2005 ലാണ് Serial #3 സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടത്. 6 ഡിഷ് ഉള്ള ഈ prototype ന് 150 കിലോ വാട്ട് വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കാന് കഴിയും. സൂര്യപ്രകാശം കേന്ദ്രീകരിക്കാന് ഓരോ ഡിഷിലും 82 കണ്ണാടികള് ഉണ്ട്. ഈ കണ്ണാടികള് സൂര്യപ്രകാശം റിസീവറില് കേന്ദ്രീകരിപ്പിക്കുന്നു. റിസീവര് ചൂടിനെ സ്റ്റിറിലിങ്ങ് എന്ജനിലേക്ക് പ്രവഹിപ്പിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രജന് നിറച്ച sealed system ആണ് എന്ജന്. വാതകം ചൂടാകുകയും തണുക്കുകയും ചെയ്യുന്നതിനനുസരിച്ച് അതിന്റെ മര്ദ്ദം ഉയരുകയും താഴുകയും ചെയ്യുന്നു. മര്ദ്ദത്തിലെ ഈ വ്യത്യാസം പിസ്റ്റണെ ചലിപ്പിക്കുന്നു. ഈ ചലനം ജനറേറ്റര് വൈദ്യുതിയായി മാറ്റുന്നു.
Andraka യുടെ അഭിപ്രായത്തില് ഏറ്റവും പ്രധാനം പരിഷ്കരിച്ച optics ആണ്. ഈ ഡിഷുകള് നിര്മ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് വെള്ളി പുറകില് പുരട്ടിയിട്ടുള്ള ഇരുമ്പ് കുറഞ്ഞ തരം ഗ്ലാസുകൊണ്ടാണ്. അത് സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ 94% വും എന്ജന് പാക്കേജില് എത്തിക്കുന്നു. മുമ്പ് 91% മാത്രമാണ് കേന്ദ്രീകരിക്കാന് കഴിഞ്ഞത്. ഉയര്ന്ന സൂഷ്മതയുള്ള ഈ കണ്ണാടികള്ക്ക് പേറ്റന്റ് എടുത്തിട്ടുള്ളത് Sandia യും Paneltec Corp യും ആണ്. ഉയര്ന്ന energy conversion കഴിവുള്ള റേഡിയേറ്ററും, ഉയര്ന്ന ദക്ഷതയുള്ള ജനറേറ്ററും ഈ നിലയത്തിന്റെ പ്രത്യേകതയാണ്.
ഇതേക്കാള് ഏറെ അനുകൂലമായത് ന്യൂ മെക്സികോയിലെ കാലാവസ്ഥയാണ്. ശൈത്യകാലമാകയാല് പുറത്ത് നല്ല തണുപ്പാണ്. അതുകൊണ്ട് എന്ജിന്റെ തണുത്ത ഭാഗത്തിന് 23C ഡിഗ്രിയില് പ്രവര്ത്തിക്കാന് കഴിഞ്ഞു. രണ്ടര മണിക്കൂര് ആണ് പരീക്ഷണം നടന്നത്. ആ സമയത്ത് നിലയം 26.75 kW വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിച്ചു.
വാണിജ്യപരമായി ഈ നിലയം നിര്മ്മിക്കാന് പോകുകയണെന്ന് Osborn പറഞ്ഞു. തെക്കന് കാലിഫോര്ണിയയിലെ രണ്ട് പ്രധാന കമ്പനികളായ Southern California Edison യും San Diego Gas & Electric യുമായി 1,750 മെഗാ വാട്ടിന്റെ power purchase കരാറില് അവര് ഏര്പ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ഇത് SES നെ ലോകത്തിനെ രണ്ടാമത്തെ വലിയ സൗരോര്ജ്ജ കമ്പനിയാക്കും. ഈ കരാറിന് വേണ്ടി 70,000 സൗര ഡിഷ് എന്ജിന് യൂണിറ്റുകള് നിര്മ്മിക്കേണ്ടിവരും.
സ്റ്റിര്ലിങ്ങ് എന്ജിന് ഒരു closed-cycle, regenerative, hot air എന്ജിന് ആണ്. മറ്റേത് real heat engine നേകാളും ദക്ഷത കൂടിയ ഇതിന് കാര്നോട്ട് ദക്ഷതയുടെ പൂര്ണ്ണതയില് എത്താന് കഴിയും. Reverend Dr. Robert Stirling ആണ് 1816 ല് ഈ എന്ജിന് കണ്ടുപിടിച്ചത്.
“working fluid” എന്ന് വിളിക്കുന്ന കൃത്യ അളവ് വാതകം, സാധാരണ ശുദ്ധ വായുവോ, ഹൈഡ്രജനോ, ഹീലിയമോ, ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇത് പ്രവര്ത്തിക്കുന്നത്. ഇതില് എന്ജിന് സീല് ചെയ്തിരിക്കുന്നതിനാല് വാതകം പുറത്തു പോകുകയോ പുറത്തുനിന്ന് വായൂ അകത്തേക്കോ കടക്കുന്നില്ല. അതുപോലെ വാല്വുകളും ആവശ്യമില്ല. 4 പ്രധാന പ്രോസസ്സുകളാണ് ഇതിനുള്ളത്. cooling, compression, heating, expansion. വാതകത്തെ ചൂടുള്ളതും തണുപ്പുള്ളതുമായ heat exchangers കളില് മാറി മാറി കടത്തിവിട്ടാണ് ഇത് സാദ്ധ്യമാക്കുന്നത്. ചൂടുള്ള heat exchanger താപോര്ജ്ജ സ്രോതസുമായി (ഉദാഹരണത്തിന് ഇന്ധന burner) സമ്പര്ക്കത്തില് ആയിരിക്കും. തണുത്ത heat exchanger ഒരു heat sink (ഉദാഹരണത്തിന് air fins) മായി സമ്പര്ക്കത്തിലുമായിരിക്കും. വാതകത്തിന്റെ താപനിലയിലുള്ള വ്യത്യാസം തുല്ല്യമായ മര്ദ്ദ വ്യത്യാസത്തിന് കാരണമാകും. പിസ്റ്റണ്ന്റെ ചലനം വാതകത്തെ മാറിമാറി വികസിക്കാനും ചുരുങ്ങാനും കരണമാകും. ചൂടുള്ളതും തണുത്തതുമായ ഭാഗത്തെ താപനിലയിലെ വ്യത്യാസം ഒരു കൃത്യ ദ്രവ്യം വാതകത്തെ എന്ജിനകത്ത് വികസിക്കാനും ചുരുങ്ങാനും അനുവദിച്ചുകൊണ്ടാണ് cycle ഉണ്ടാക്കുന്നത്. അങ്ങനെ താപോര്ജ്ജത്തെ ഗതികോര്ജ്ജമാക്കുന്നു (mechanical power).
– from wikipedia.
“Planet Mechanics” എന്ന National Geographic channel പരിപാടിയില് വീട്ടില് എങ്ങനെ ഒരു ചെറിയ സ്റ്റിര്ലിങ്ങ് എന്ജിന് നിര്മ്മിക്കാമെന്ന് കാണിച്ചിരുന്നു. കൈവെള്ളയുടെ ചൂടുകൊണ്ടോ, ചായയുടെ ചൂടുകൊണ്ടോ പ്രവര്ത്തിക്കുന്ന കളിപ്പാട്ട സ്റ്റിര്ലിങ്ങ് എന്ജിന് ചിത്രത്തില് കൊടുത്തിട്ടുണ്ട്.
നേരത്തേ വായിച്ചിരുന്നു. ഇത് ബൂലോകശ്രദ്ധയില് കൊണ്ടുവന്ന ജഗദീശ് ഭായിക്ക് നന്ദി. ചന്ദ്രനില് നിന്ന് ഹീലിയം കൊണ്ടുവരാന് വഴി നോക്കുമ്പോള്, ആണവപ്ലാന്റുകള് സ്ഥാപിക്കാന് കൊതിയ്ക്കുമ്പോള് … ഇടയ്ക്ക് ഇങ്ങനെ ചിലതിലും കൂടി ശ്രദ്ധിക്കാനും പ്രയോറിറ്റൈസ് ചെയ്യാനും നമുക്കാവട്ടെ.
കമന്റിന് നന്ദി സൂരജ്