വഴിയോരങ്ങളിലെ വൈദ്യുത തൂണുകളിൽ തൂങ്ങിക്കിടക്കുന്ന ഭീമാകാരമായ ആ ഇരുമ്പുപെട്ടികൾ നമ്മൾ എല്ലാവരും കണ്ടിട്ടുള്ളതാണ്. പതിറ്റാണ്ടുകളായി നമ്മുടെ നാട്ടിൽ തുടർന്നുവരുന്ന ആ പരമ്പരാഗത ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളുടെ അടിസ്ഥാന തത്വം 1885 ലേതാണ്. അതായത്, കഴിഞ്ഞ 140 വർഷമായി ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ യാതൊരുവിധ അടിസ്ഥാന മാറ്റവും വന്നിട്ടില്ല! വേനൽക്കാലത്ത് ചൂട് കൂടുമ്പോൾ കറന്റിന്റെ ലോഡ് താങ്ങാനാവാതെ ഈ പെട്ടികളിലെ ഓയിൽ തിളച്ചുപൊന്തി ട്രാൻസ്ഫോർമറുകൾ പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്നതും, ആ ഒരൊറ്റ സ്ഫോടനത്തോടെ ചുറ്റുവട്ടത്തെ പ്രദേശം മുഴുവൻ മണിക്കൂറുകളോളം ഇരുട്ടിൽ മുങ്ങിപ്പോകുന്നതും നമ്മൾ നിരന്തരം അനുഭവിക്കുന്ന യാഥാർത്ഥ്യമാണ്.
എന്നാൽ ഈ ചരിത്രപരമായ പ്രശ്നത്തിന് പൂർണ്ണവിരാമമിട്ടുകൊണ്ട് ഇന്ത്യൻ ഗവേഷകർ ഊർജ്ജ രംഗത്ത് വിപ്ലവകരമായ ഒരു ചരിത്രനേട്ടം സ്വന്തമാക്കിയിരിക്കുകയാണ്! ഭാരമേറിയ ആ ഇരുമ്പു പെട്ടികളുടെ സ്ഥാനത്ത് ഒരു ചെറിയ സ്യൂകേസിൽ ഒതുങ്ങുന്ന അത്യാധുനിക ഡിജിറ്റൽ സംവിധാനം അവർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിരിക്കുന്നു. ഈ പുത്തൻ കണ്ടുപിടുത്തം എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്? പഴയ ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളിലെ പോരായ്മകൾ എന്തൊക്കെയാണ്? ഇത് നമ്മുടെ സാധാരണക്കാരുടെ ജീവിതത്തെയും റെയിൽവേ, കൃഷി, ആശുപത്രികൾ, രാജ്യരക്ഷാ മേഖലകൾ എന്നിവയെയും എങ്ങനെയെല്ലാമാണ് മാറ്റിമറിക്കാൻ പോകുന്നത് എന്ന് നമുക്ക് പരിശോധിക്കാം!
ആദ്യം, പഴയ ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളുടെ പ്രവർത്തന രീതി നമുക്കൊന്ന് മനസ്സിലാക്കാം. എവിടെയോ വിദൂരതയിലുള്ള വൈദ്യുത നിലയങ്ങളിൽ നിന്ന് വരുന്ന ആയിരക്കണക്കിന് വോൾട്ട് ഉയർന്ന വൈദ്യുതിയെ, വീടുകളിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ പാകത്തിൽ 230 വോൾട്ടാക്കി മാറ്റുകയാണ് ഇവയുടെ പ്രധാന ചുമതല. ഇതിനായി ഭീമൻ അയൺ കോറും തടിച്ച ചെമ്പ് കമ്പിചുരുളുകളുമാണ് പരമ്പരാഗതമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എന്നാൽ ഈ പഴയ നിർമ്മാണ രീതി കാരണം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന വൈദ്യുതിയുടെ രണ്ട് മുതൽ അഞ്ച് ശതമാനം വരെ കറന്റ് വെറും ചൂടിന്റെ രൂപത്തിൽ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് പാഴായിപ്പോകുന്നുണ്ട്. രാജ്യത്തുടനീളമുള്ള ലക്ഷക്കണക്കിന് ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളുടെ കണക്കെടുത്താൽ, പ്രതിവർഷം നൂറുകണക്കിന് കോടി യൂണിറ്റ് വിലമതിക്കുന്ന വൈദ്യുതിയാണ് ഇത്തരത്തിൽ വെറുതെ നഷ്ടപ്പെടുന്നത്. ഇതിനുപുറമേ, ഇവ തണുപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന മിനറൽ ഓയിൽ പലപ്പോഴും വൻ തീപിടുത്തങ്ങൾക്കും പ്രധാന കാരണമാകുന്നു.
ഈ ദീർഘകാല പ്രശ്നത്തിന് വേരുകളിൽ നിന്ന് തന്നെ പരിഹാരം കാണുന്നതിനായി ഐ.ഐ.ടി മദ്രാസ്, ഐ.ഐ.ടി ഡൽഹി, ഭാരത് ഹെവി ഇലക്ട്രിക്കൽസ് ലിമിറ്റഡ് എന്നിവർ സംയുക്തമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തതാണ് ‘സോളിഡ് സ്റ്റേറ്റ് ട്രാൻസ്ഫോർമർ’ അഥവാ എസ്.എസ്.ടി. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്, ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് തുടങ്ങിയ അത്യാധുനിക അർദ്ധചാലകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിച്ച ഒരു ഡിജിറ്റൽ സംവിധാനമാണിത്. തീപിടുത്തങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്ന ഓയിലോ ടൺ കണക്കിന് ലോഹങ്ങളോ ഇതിലില്ല. ഒരുകാലത്ത് 100 കെ.വി.എ ശേഷിയുള്ള പഴയ ട്രാൻസ്ഫോർമറിന്റെ ഭാരം 700 മുതൽ 900 കിലോഗ്രാം വരെയായിരുന്നു. എന്നാൽ ഈ പുത്തൻ ഡിജിറ്റൽ സംവിധാനം വെറും 120 കിലോഗ്രാം ഭാരത്തിൽ അതേ പ്രവർത്തനക്ഷമത കാഴ്ചവെയ്ക്കുന്നു. അതായത് ഭാരത്തിൽ ഏകദേശം 80 ശതമാനത്തോളം കുറവാണ് ഇതിലൂടെ വന്നിരിക്കുന്നത്.
ഇതിലെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ചിപ്പുകൾ അതിശയിപ്പിക്കുന്ന വേഗതയിലാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. ഒരൊറ്റ സെക്കൻഡിനുള്ളിൽ വൈദ്യുതിയെ ഇരുപതിനായിരത്തിലധികം തവണ ഓൺ ചെയ്യാനും ഓഫ് ചെയ്യാനും ഇവയ്ക്ക് സാധിക്കും. ഇത്രയധികം ആവൃത്തി ഉള്ളതുകൊണ്ടുതന്നെ ഇതിനുള്ളിലെ ഹൈ ഫ്രീക്വൻസി ട്രാൻസ്ഫോർമറിന്റെ വലിപ്പം അക്ഷരാർത്ഥത്തിൽ ഒരു ഉള്ളംകയ്യോളമായി ചുരുങ്ങിയിരിക്കുന്നു. പഴയകാല ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളുടെ മറ്റൊരു വലിയ ദൗർബല്യം അവ ആൾട്ടർനേറ്റിങ് കറന്റിൽ അഥവാ എ.സിയിൽ മാത്രമേ പ്രവർത്തിക്കൂ എന്നത് മാത്രമായിരുന്നു. ഡയറക്ട് കറന്റിന്റെ അഥവാ ഡി.സിയുടെ അടുത്തേക്ക് തിരിഞ്ഞുനോക്കാൻ പോലും അവയ്ക്ക് കഴിയില്ലായിരുന്നു. എന്നാൽ ഇന്നത്തെ ആധുനിക യുഗത്തിൽ വീടുകളുടെ മേൽക്കൂരയിലുള്ള സോളാർ പാനലുകളും നിരത്തിലിറങ്ങുന്ന ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളും ആന്തരികമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നത് ഡി.സി കറന്റിലാണ്.
സോളാർ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഡി.സി വൈദ്യുതിയെ പഴയ രീതിയിൽ ആദ്യം ഇൻവെർട്ടറിലൂടെ എ.സി ആക്കി മാറ്റി, തുടർന്ന് ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളിലൂടെ വോൾട്ടേജ് വർദ്ധിപ്പിച്ച്, വീണ്ടും ഇ.വി ചാർജറിൽ എത്തുമ്പോൾ അതിനെ തിരിച്ചും ഡി.സി ആക്കി മാറ്റേണ്ടിവരുന്നുണ്ട്. തുടർച്ചയായ ഈ മാറ്റങ്ങൾ കാരണം 15 മുതൽ 20 ശതമാനം വരെ അമൂല്യമായ ഊർജ്ജം വഴിയിൽവെച്ചുതന്നെ പാഴായിപ്പോകുന്നു. എന്നാൽ നമ്മുടെ എസ്.എസ്.ടി നേരിട്ട് ഡി.സി വൈദ്യുതി സ്വീകരിക്കുകയും ആവശ്യാനുസരണം എ.സിയിലേക്കോ ഡി.സിയിലേക്കോ ഏറ്റവും കാര്യക്ഷമമായി മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത് പൂർണ്ണമായും സ്വയംഭരണാധികാരത്തോടെ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു ഡിജിറ്റൽ സംവിധാനമാണ്.
ഇന്ന് ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളുടെ ഫാസ്റ്റ് ചാർജിങ് കേന്ദ്രങ്ങൾ വൈദ്യുതി വിതരണ കമ്പനികൾക്ക് വലിയൊരു വെല്ലുവിളിയായി മാറിയിരിക്കുകയാണ്. ഒരേസമയം നിരവധി വാഹനങ്ങൾ ഫാസ്റ്റ് ചാർജറുകളിലേക്ക് കണക്ട് ചെയ്യപ്പെടുമ്പോൾ പഴയ ട്രാൻസ്ഫോർമറുകൾക്ക് ആ ഭാരം താങ്ങാനാവാതെ വോൾട്ടേജ് കൂപ്പുകുത്തുന്നു. ഇത് പരിസരങ്ങളിലെ ഫാനുകളുടെയും മോട്ടോറുകളുടെയും വേഗത കുറയ്ക്കുന്നതിനൊപ്പം വിലകൂടിയ ഗൃഹോപകരണങ്ങൾ കത്തിനശിക്കാനും ഇടയാക്കുന്നുണ്ട്.
ഇവിടെയാണ് എസ്.എസ്.ടിയുടെ ഡിജിറ്റൽ brain രക്ഷാപ്രവർത്തനത്തിനെത്തുന്നത്. സെമികണ്ടക്ടർ ചിപ്പുകളിലൂടെ ഗ്രിഡിലെ വിവരങ്ങൾ നിരന്തരം അപഗ്രഥിച്ചുകൊണ്ട്, വൈദ്യുതിയുടെ ആവശ്യം എത്രതന്നെ ഉയർന്നാലും വോൾട്ടേജിന്റെ സ്ഥിരത തെല്ലും കുറയാതെ ഇത് കാത്തുസൂക്ഷിക്കുന്നു. മാത്രവുമല്ല, ലൈനുകളിൽ എന്തെങ്കിലും ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടോ തകരാറോ ഉണ്ടായാൽ പ്രതികരിക്കാൻ പഴയ യന്ത്രങ്ങൾക്ക് 50 മുതൽ 100 മില്ലിസെക്കൻഡ് വരെ സമയം ആവശ്യമായിരുന്നു. എന്നാൽ ഈ എസ്.എസ്.ടി വെറും രണ്ട് മില്ലിസെക്കൻഡിനുള്ളിൽ വൈദ്യുത പ്രവാഹം പൂർണ്ണമായും വിഛേദിച്ച് വൻ അപകടങ്ങൾ ഒഴിവാക്കുന്നു.
രാജ്യത്തുടനീളം ട്രാൻസ്ഫോർമറുകൾ പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്നതും എണ്ണ ചോർന്ന് മണ്ണും ഭൂഗർഭജലവും വിഷമയമാകുന്നതും തടയാൻ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് കഴിയും. ഡൽഹിയിലെയും മുംബൈയിലെയും തിരക്കേറിയ നഗരങ്ങളിൽ സ്ഥലം ഒട്ടും നഷ്ടപ്പെടുത്താതെ ഭിത്തിയിൽ ഒരു ചെറിയ ഇലക്ട്രിക് മീറ്റർ പോലെ ഇതിനെ തൂക്കിയിടാൻ സാധിക്കും. ഇന്ത്യൻ റെയിൽവേയുടെ മുഖഛായ മാറ്റാനും ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് സാധിക്കും. നമ്മുടെ ഇലക്ട്രിക് എൻജിനുകളിലെ ഭീമാകാരമായ ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളുടെ ഭാരം എട്ടു മുതൽ പത്ത് ടൺ വരെയാണ്. അവയുടെ സ്ഥാനത്ത് ഭാരം കുറഞ്ഞ എസ്.എസ്.ടി ഘടിപ്പിച്ചാൽ ആക്സിൽ ഭാരം വൻതോതിൽ കുറയുകയും വന്ദേ ഭാരത് പോലുള്ള സെമി ഹൈ സ്പീഡ് ട്രെയിനുകളുടെ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം എട്ട് ശതമാനത്തോളം കുറയുകയും ചെയ്യും. ലഡാക്ക് പോലുള്ള ദുർഘടമായ പർവ്വത പ്രദേശങ്ങളിലേക്ക് പഴയകാലത്തെ ഒരു ടൺ ട്രാൻസ്ഫോർമർ എത്തിക്കാൻ സൈന്യത്തിന് ഹെലികോപ്റ്ററുകൾ വേണ്ടിയിരുന്നു. എന്നാൽ ഈ പുതിയ ഡിജിറ്റൽ പെട്ടി വെറും രണ്ട് സൈനികർക്ക് കൈകളിൽ ചുമന്നുകൊണ്ടുപോയി ഏതാനും മണിക്കൂറുകൾക്കുള്ളിൽ സോളാർ മൈക്രോഗ്രിഡ് പ്രവർത്തനസജ്ജമാക്കാൻ സാധിക്കും.
ആദ്യഘട്ടത്തിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ചിപ്പുകളുടെ വില കൂടുതലായിരുന്നെങ്കിലും, ഇന്ത്യ സെമികണ്ടക്ടർ മിഷൻ ശക്തിപ്രാപിച്ചതോടെ ഗുജറാത്തിലെ ധോലേറയിലും അസമിലെ മോറിഗാവിലും വൻകിട ചിപ്പ് നിർമ്മാണ കേന്ദ്രങ്ങൾ വരികയും ഇവയുടെ ഘടകങ്ങളുടെ വില ഗണ്യമായി കുറയുകയും ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. 2028ഓടെ എസ്.എസ്.ടിയുടെ വില പഴയ പരമ്പരാഗത ട്രാൻസ്ഫോർമറുകൾക്ക് തുല്യമായ നിലയിലെത്തും. ഇതിന്റെ അറ്റകുറ്റപ്പണി ചെലവ് പൂജ്യത്തിന് തുല്യമാണ്. പഴയ ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളുടെ ആയുസ്സ് 15 മുതൽ 20 വർഷം മാത്രമായിരുന്നെങ്കിൽ, എസ്.എസ്.ടി 30 വർഷത്തോളം തടസ്സമില്ലാതെ പ്രവർത്തിക്കും.
ഇതുവരെ വൈദ്യുത നിലയങ്ങളിൽ നിന്ന് വീടുകളിലേക്ക് മാത്രമേ കറന്റ് വിതരണം നടന്നിരുന്നുള്ളൂ. എന്നാൽ ഭാവിയിൽ നമ്മുടെ വീട്ടിലെ സോളാർ പാനലുകൾ വഴി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന അധിക വൈദ്യുതി തിരികെ ഗ്രിഡിലേക്ക് അയക്കാനും എസ്.എസ്.ടി ഒരു സ്മാർട്ട് ഡിജിറ്റൽ റൂട്ടർ പോലെ പ്രവർത്തിച്ചുകൊണ്ട് സഹായിക്കും. ആവശ്യാനുസരണം വൈദ്യുതിയെ നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഈ സംവിധാനം വിദേശ കമ്പനികളുടെ ആധിപത്യത്തിൽ നിന്ന് ഇന്ത്യയെ പൂർണ്ണമായും മോചിപ്പിക്കുന്നു. 98.5 ശതമാനത്തിലേറെ പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ഈ സംവിധാനം 2070ഓടെ നെറ്റ് സീറോ ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കുന്നതിലും നിർണ്ണായക പങ്ക് വഹിക്കും.
ആരോഗ്യമേഖലയിലും ഐ.ടി രംഗത്തും ഈ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യ വിപ്ലവകരമായ മാറ്റങ്ങളാണ് സൃഷ്ടിക്കാൻ പോകുന്നത്. ആശുപത്രികളിലെ എം.ആർ.ഐ സ്കാനർ, സി.ടി സ്കാനർ തുടങ്ങിയ അതിസൂക്ഷ്മമായ ആധുനിക യന്ത്രങ്ങൾക്ക് ഒരു നിമിഷത്തെ വോൾട്ടേജ് വ്യതിയാനം പോലും വലിയ കേടുപാടുകൾ വരുത്താം. എന്നാൽ എസ്.എസ്.ടിയുടെ കൃത്യമായ വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രണ സംവിധാനം കാരണം ഇത്തരം ഉപകരണങ്ങൾക്ക് തടസ്സമില്ലാതെ സുരക്ഷിതമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ സാധിക്കുന്നു. അതുപോലെതന്നെ, രാജ്യത്ത് അതിവേഗം വളർന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഡാറ്റാ സെന്ററുകൾക്ക് വൻതോതിൽ വൈദ്യുതിയും കൂളിംഗ് സംവിധാനങ്ങളും ആവശ്യമാണ്. എസ്.എസ്.ടി വരുന്നതോടെ ഡാറ്റാ സെന്ററുകളുടെ ഊർജ്ജ നഷ്ടവും പ്രവർത്തനച്ചെലവും വൻതോതിൽ കുറയും.
വിദേശ രാജ്യങ്ങളുടെ സാങ്കേതികവിദ്യകളെ മാത്രം ആശ്രയിച്ചിരുന്ന ഒരു കാലഘട്ടത്തിൽ നിന്ന്, സ്വന്തം ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ മിടുക്കിൽ ലോകത്തിന് മാതൃകയാകുന്ന നൂതന ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്ന ഒരു പുതിയ ഭാരതത്തെയാണ് ഇന്ന് നാം കാണുന്നത്. ഐ.ഐ.ടി ഗവേഷകരുടെയും പൊതുമേഖലാ സ്ഥാപനങ്ങളുടെയും കൂട്ടായ്മയിൽ യാഥാർത്ഥ്യമായ ഈ സോളിഡ് സ്റ്റേറ്റ് ട്രാൻസ്ഫോർമർ സാങ്കേതികവിദ്യ രാജ്യത്തിന്റെ ഊർജ്ജ രംഗത്തെ സുവർണ്ണ ചരിത്രമായി മാറും വരും നാടുകളിൽ ലോകത്തിന്റെ ശ്രദ്ധാകേന്ദ്രമായി ഇന്ത്യ മാറുമെന്നത് യാതൊരു സംശയവുമില്ലാത്ത കാര്യമാണ്.
