සූර්ය පැනල පිළිබඳව සලකා බලන විට ඔබට, පෙළින් පෙළට සුර්ය කෝෂ වලින් ආවරණය වී පවතින, බොහෝ වටිනා ස්‌වාභාවික ශක්තියක් වන සූර්ය ශක්තිය ගබඩා කරන, විශාල ක්ෂේත්‍රඵලයක පැතිර පවත්නා සූර්ය පැනල වල රූපය මනසේ සිතුවම් වනු ඇත. නමුත් එම සූර්ය ශක්තිය හා සම්බන්ධ මෙම ක්‍රියාවලිය සූර්යයා සහ නිෂ්ක්‍රීය හරිත ශක්තිය වෙතට සම්ප්‍රේෂණය වුවහොත් කුමක් සිදුවේවිද?
සිංගප්පූරු ජාතික විශ්ව විද්‍යාලයේ විද්‍යාඥයින් පිරිසක් එක්ව මෙම අපූරු අත්හදා බැලීම සිදුකොට තිබේ. එමගින් ඔවුහු සෙවණැලි ආධාරයෙන් විද්‍යුතය උත්පාදනය කල හැකි නව යන්ත්‍රයක් නිර්මාණය කර තිබේ. එමගින් අන්ධකාරය ආලෝකය බවට පරිවර්තනය කරනු ලබයි. එයින් අදහස් වන්නේ ජනෙල් කවුළුවක සිට ඔබ ඔබේ පසුබිමෙහි තණකොළ බිස්සක් දෙස බැලීමේදී අර්ධ වශයෙන් හිරු එළිය පමණක් දකින අපට වඩාත් තද එනම් වඩාත් අඳුරු අවකාශයන්හි පවා ශක්තිය රැස් කර ගත හැකි බවයි.
සෙවණැලි ආධාරයෙන් විද්‍යුතය තැනීමේ අභ්‍යන්තර ක්‍රියාවලිය
මෙම ක්‍රියාවලිය සිදු කිරීම සඳහා ශක්ති උත්පාදක යන්ත්‍රය හෙවත් “ජෙනරේටරය ” මගින්, ජනක යන්ත්‍රයේ කොටසක් සෙවනැලි කොටසක තැබීම මගින් ,උපකරණය මත ඇති වන ආලෝකකරණයේ වෙනස සෙවනැලි වාත්තු කිරීම මගින් ඉවත් කර සෘජු ධාරාවක් (DC) ජනනය කරයි. මේ බව පර්යේෂකයින්ගේ පර්යේෂණ පත්‍රිකාවේ සඳහන්ව ඇති බව “බලශක්ති හා පාරිසරික විද්‍යා ” සඟරාව සඳහන් කරයි.
සාම්ප්‍රදායික සූර්ය පැනල තාක්ෂණිකව ක්‍රියාත්මක වන්නේ අඳුරේදී හෙවත් සෙවණ ඇති විටෙකදී බව සැබෑවකි. නමුත් එම අවසාන ප්‍රතිදානය ඍජු ධාරාවක් ජනනය නොකරන බැවින්, පැනල ක්‍රියාත්මක වීමට අවශ්‍ය ශක්තිය ගබඩා කර ගැනීම සඳහා පූර්ණ සූර්යාලෝකය අවශ්‍ය වේ. නිදසුනක් ලෙස උස ගස් වලින් අර්ධ වශයෙන් සෙවණ ලබා ගත හැකි කුටුම්භයන්ට මෙය පොදු සංසිද්ධියකි. නමුත් මේ හේතුව නිසාවෙන් ඉංජිනේරුවන් විසින් දෘෂ්ටි-විද්‍යුත් යෙදීම් වල සෙවණැලි ඇතිවීම් මහත් පරිශ්‍රමයකින් යුතුව වළක්වා ඇති බව පර්යේෂකයින් පවසා ඇත.
සෙවණැලි ආචරක බලශක්ති ජනක යන්ත්‍රය තුල නැනෝමීටර 15 ක ඝනකමකින් යුත් ඉතා තුනී රන් ආලේපනයක් සහිත සිලිකන් ස්ථරයක් (සූර්ය කෝෂ සඳහා සුපුරුදු උපස්ථරය) පවතී. (මිනිස් DNA තන්තුව නැනෝමීටර 2.5 ක් පමණ වේ). ආලෝක ධාරා සිලිකන් ස්ථරය සමඟ ස්පර්ශ වූ විට, ෆෝටෝන හෙවත් සැහැල්ලු අංශු සිය පරමාණු තුල අඩංගු ඉලෙක්ට්‍රොන නිදහස් කරයි. එමගින් ශක්ති ධාරාවක් නිර්මාණය වෙයි.
මෙය සාමාන්‍ය සූර්ය කෝෂ වල අභ්‍යන්තරයේ සිදුවන ක්‍රියාවලියම වේ. නමුත් මෙහි රන් ආලේපිත ස්ථරය විශේෂයෙන් අවධානයට ලක්කොට සිතිය යුතුය. මන්දයත් එම රන් ආලේපනය සමඟ උපාංගය සෙවණැල්ලක් මගින් අර්ධ වශයෙන් ආවරණය වන විට වඩා ශක්තිමත් විද්‍යුත් ධාරාවක් ජනනය කිරීමේ හැකියාව පවතියි. මෙය සාමාන්‍ය සූර්ය කෝෂ මෙන් 200% ක කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා දෙයි. මෙහිදී කම්පනයට පත්වූ ඉලෙක්ට්‍රොන සිලිකන් තට්ටුවේ සිට රන් ආලේපිත තට්ටුව මතට පතිත වීමේදී, ආලෝකය සහ අඳුරු කොටස් අතර වෙනසක් ඇති විට ලෝහයේ වෝල්ටීයතාව වැඩිවේ.
සාර්ථක වූ අත්හදා බැලීම්
පර්යේෂණ කණ්ඩායම මෙවැනි ජනක යන්ත්‍ර 8ක් භාවිතයෙන් වෝල්ට් 1.2 ක වෝල්ටීයතාවයකින් යුත් ඉලෙක්ට්‍රොනික් ඔරලෝසුවක් ආරෝපණය කරන ලදී. තවත් පර්යේෂණයකදී දුරස්ථ පාලක සෙල්ලම් මෝටර් රථයක් උපාංගය පසුකර යාමේදී සෙවණැල්ලක් නිර්මාණය වීමත් සමඟ එයින් ජනනය වූ ශක්තියෙන් පසුව LED එකක් බල ගැන්වීම සිදු කරන ලදී. එම හේතුව නිසාවෙන්ම විද්‍යාඥයින් විශ්වාස කරන්නේ “ස්මාර්ට් සිටි” සංකල්පයක කොටසක් ලෙස ගොඩනැගිලිවලට සවි කර ඇති අඩු ශක්ති සංවේදක බල ගැන්වීම සඳහා ඔවුන්ගේ විදුලි ජනකය සුදුසු වනු ඇති බවයි. එමෙන්ම දිගු සෙවණැලි ඇති දැවැන්ත අහස උසට වැඩෙන නාගරික සූර්ය ශක්ති ජනක මධ්‍යස්ථාන වල පවා ඒවා භාවිතා කළ හැකිය.
ඉදිරියේදී මෙම නිෂ්පාදනය තවදුරටත් වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා පර්යේෂකයන්ට අවශ්‍ය වන්නේ සූර්ය කෝෂ තාක්‍ෂණය වැඩි වශයෙන් ඔවුන්ගේ උපාංගයට ඒකාබද්ධ කිරීම වන අතර එමඟින් කුඩා ආලෝක ප්‍රමාණයක් ලබා ගත හැකි බව ඔවුහු පවසති. එසේම ඔවුන් කුඩා ජනක යන්ත්‍ර ස්මාර්ට් රෙදිපිළි (Smart Textiles) ලෙස ඇඳුම් තුළට කාවැද්දීමට ක්‍රම සොයමින් සිටින අතර එමඟින් අපට ගමනේ දී ශක්තිය රැස් කර ගත හැකිය.
සාරාංශයක් ලෙස
- සිංගප්පූරුවේ ජාතික විශ්ව විද්‍යාලයේ පර්යේෂකයෝ බලශක්තිය අස්වැන්න සඳහා නව ක්‍රමයක් ඉදිරිපත් කර ඇත: සෙවණැලි වලින් විදුලිය නිර්මාණය කිරීම.
- නාමයේ සඳහන් වන ආකාරයටම උපාංගයේ කොටසක් සෙවණැලි වල පවතින විට “සෙවනැලි-ශක්ති ශක්ති උත්පාදක යන්ත්‍රය ” විද්‍යුත් ධාරාවක් නිපදවයි.
- ඔවුහු සිය සොයාගැනීම් බලශක්ති හා පාරිසරික විද්‍යා සඟරාවේ ප්‍රකාශයට පත් කර ඇත.
