వైర్‌లెస్‌ విద్యుత్తు

వీధుల్లో విద్యుత్‌ స్తంభాలు, తీగలేవీ లేవు. రోడ్డు పక్కన పెద్ద పెద్ద కేబుల్‌ టవర్లేవీ లేవు. అయినా ఇంట్లో లైట్లు దేదీప్యమానంగా వెలుగులీనుతూనే ఉన్నాయి. ఫ్రిజ్‌, ఏసీ వంటివి యథావిధిగా పనిచేస్తూనే ఉన్నాయి. ఊహించుకోవటానికే అద్భుతంగా ఉంది కదా. మరి అదే నిజమైతే? వైర్‌లెస్‌ విద్యుత్తు పంపిణీ పరిజ్ఞానంతో ఇది సాకారమయ్యే రోజులు మరెంతో దూరంలో లేవు.

తీగలు లేని విద్యుత్తు అనగానే సైన్స్‌ ఫిక్షన్‌ కథ గుర్తుకురావొచ్చు. కానీ ఇదేమీ కాల్పనిక కథ కాదు. ఇది సాధ్యమేనని నిరూపితమైంది. వైర్‌లెస్‌ ఛార్జింగ్‌, ఎలక్ట్రిక్‌ వాహనాలు, స్వయంచాలిత వాహనాలు, 5జీ వంటి అధునాతన పరికరాలు, పరిజ్ఞానాలు పుట్టుకొస్తున్న నేపథ్యంలో వైర్‌లెస్‌ విద్యుత్తు ఉత్కంఠ రేపుతోంది. సుస్థిర అభివృద్ధి దిశగా ఈ టెక్నాలజీ ప్రాధాన్యం సంతరించుకుంటోంది. ఇప్పటికే వినియోగం దిశగా బుడిబుడి అడుగులకు సిద్ధమైంది. వచ్చే కొద్ది సంవత్సరాల్లో పూర్తిస్థాయిలో అందుబాటులోకి వచ్చినా ఆశ్చర్యపోనవసరం లేదు. అమెరికాకు చెందిన వేవ్‌ ఇంక్‌ దగ్గర్నుంచి జపాన్‌లోని స్పేస్‌ పవర్‌ టెక్నాలజీ, న్యూజిలాండ్‌ ఇంధన అంకుర సంస్థ ఎమ్రాడ్‌ వరకూ ఎన్నెన్నో సంస్థలు వైర్‌లెస్‌ విద్యుత్తు పంపిణీ టెక్నాలజీ దిశగా దృష్టి సారించాయి. కొన్ని చోట్ల క్షేత్రస్థాయి పరీక్షలూ మొదలయ్యాయి. దీన్ని సమర్థంగా, చవకగా, తేలికగా అందుబాటులో ఉండేలా ముందుగా ఎవరు అందిస్తారన్నదే ఇప్పుడు ఆసక్తి కలిగిస్తోంది.

వందేళ్ల కల

వైర్‌లెస్‌ విద్యుత్తు ఇప్పుడు మనకు ఆశ్చర్యంగా అనిపిస్తుండొచ్చు గానీ ఇది వందేళ్ల కల. సెర్బియా-అమెరికా ఆవిష్కర్త నికోలా టెస్లా 1891లోనే దీనికి పునాది వేశారు. విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ద్వారా శూన్యంలో ఇంధనాన్ని పంపిణీ చేయొచ్చని జె.మాక్స్‌వెల్‌ 1873లోనే ప్రతిపాదించారు. ఇది సిద్ధాంత పరంగా సాధ్యమేనని హెచ్‌.హెర్ట్జ్‌ పేర్కొన్నారు. వీరి స్ఫూర్తితోనే టెస్లా ఓ వినూత్నమైన పరిరకరాన్ని రూపొందించారు. దీని పేరు టెస్లా కాయిల్‌. ఎలక్ట్రికల్‌ రిసోనాన్స్‌ (విద్యుత్‌ సర్క్యూట్‌లో ఇన్‌పుట్‌, అవుట్‌పుట్‌ మధ్య అవరోధం దాదాపు సున్నా స్థాయికి చేరుకున్నప్పుడు పుట్టుకొచ్చే విద్యుత్‌ ప్రతిధ్వని) సిద్ధాంతం మీద ఆధారపడి పని చేస్తుంది. తీగలతో పనిలేకుండా విద్యుత్తును పంపిణీ చేయటం దీని ఉద్దేశం. కాకపోతే ఇది కొద్ది దూరానికే విద్యుత్తును చేరవేసేది. అందువల్ల కార్యరూపం ధరించలేకపోయింది. అయినప్పటికీ టెస్లా తన నమ్మకాన్ని విడిచిపెట్టలేదు. వైర్‌లెస్‌ విద్యుత్తు అతడి మనసును తొలుస్తూనే ఉండేది. కొద్ది సంవత్సరాలు గడిచాక తీగల్లేకుండా హైవోల్టేజ్‌ విద్యుత్తును పంపిణీ చేయగల ఇంధన కేంద్రాన్ని ఏర్పాటు చేయటంపై దృష్టి సారించారు. ఈ ప్రయోగాల ద్వారా దూర ప్రాంతాలకు తీగల్లేకుండా సందేశాలను పంపాలని సంకల్పించారు. ఆకాశంలో బెలూన్లను ఎగరేసి స్థిరంగా ఉండేలా చూడటం లేదా టవర్లను ఏర్పాటు చేయటం ద్వారా దీన్ని సాధించాలని అనుకున్నారు. ఇందుకోసం లాంగ్‌ ఐలాండ్‌లో ఒక వైర్‌లెస్‌ పంపిణీ కేంద్రాన్నీ నెలకొల్పారు. దూర ప్రాంతాలకు తీగల్లేకుండా విద్యుత్తును పంపిణీ చేయటం సాధ్యమేనని దీని ద్వారా నిరూపించాలన్నది ఆయన ఉద్దేశం. దురదృష్టవశాత్తు- టవర్‌ పేలిపోవటం, ప్రయోగాల కోసం మరిన్ని నిధులు సమకూర్చటానికి పెట్టుబడి సంస్థ నిరాకరించటంతో టెస్లా ఆశలన్నీ ఆవిరయ్యాయి. దీంతో ప్రాజెక్టు ఆగిపోయింది. చివరికి మూత పడింది.

వైర్‌లెస్‌ ఛార్జింగ్‌ కూడా..

కొన్ని మొబైల్‌ ఫోన్లు వైర్‌లెస్‌గా ఛార్జ్‌ అవటం చూస్తూనే ఉన్నాం. ఇదీ తీగల్లేకుండా విద్యుత్తును పంపిణీ చేసే విధానమే. వైర్‌లెస్‌ పవర్‌ ట్రాన్స్‌ఫర్‌, వైర్‌లెస్‌ పవర్‌ ట్రాన్స్‌మిషన్‌, వైర్‌లెస్‌ ఎనర్జీ ట్రాన్స్‌మిషన్‌, ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్‌ పవర్‌ ట్రాన్స్‌ఫర్‌.. ఇలా ఏ పేరుతో పిలుచుకున్నా దీని ఉద్దేశం ఒకటే. తీగల్లేకుండా విద్యుత్తును పంపిణీ చేయటం. ఈ వ్యవస్థల్లో ఒక ట్రాన్స్‌మిటర్‌ పరికరం ఉంటుంది. ఇది విద్యుత్‌ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టించి, రిసీవర్‌కు చేరవేస్తుంది. రిసీవర్‌ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం నుంచి విద్యుత్తును సంగ్రహించి లైట్లు, ఫ్యాన్ల వంటి పరికరాల్లోని ఎలక్ట్రికల్‌ లోడ్‌కు పంపిణీ చేస్తుంది. ఇలా తీగలు, బ్యాటరీలతో పనిలేకుండా విద్యుత్తును పంపిణీ చేస్తుంది.

న్యూజిలాండ్‌ ప్రయోగం ఆశలు

తీగల్లేకుండా విద్యుత్తును పంపిణీ చేసే దిశగా న్యూజిలాండ్‌ ప్రయోగం కొత్త ఆశలు రేపుతోంది. ఆ దేశానికి చెందిన ఎమ్రాడ్‌ కంపెనీ ఇందుకు శ్రీకారం చుట్టింది. యాంటెనాలు, రెక్టెనాల (మార్పు చేసిన యాంటెనాలు) అనుసంధానంతో కూడిన ఇదో ప్రత్యేకమైన విధానం. ఇది విద్యుత్తును దీర్ఘశ్రేణి విద్యుదయస్కాంత తరంగాల రూపంలో ఒక చోటు నుంచి మరో చోటుకు చేరవేస్తుంది. ఇప్పటికే దీనిపై పరీక్షలు ఆరంభమయ్యాయి. ఇది విజయవంతమైతే ప్రపంచంలో మొట్టమొదటి వైర్‌లెస్‌ విద్యుత్తు పంపిణీ విధానంగా రికార్డులకు ఎక్కుతుందని ఆశిస్తున్నారు.

మరికొన్ని వినూత్న పద్ధతులు

* అమెరికాకు చెందిన వైర్‌లెస్‌ అడ్వాన్స్‌డ్‌ వెహికిల్‌ ఎలక్ట్రిఫికేషన్‌ కంపెనీ ఎలక్ట్రిక్‌ వాహనాల ఛార్జింగ్‌ కోసం కొత్త వ్యవస్థలను రూపొందించింది. ఇవి భూమి లోపల, రోడ్ల కిందే ఉంటాయి. వీటి మీదికి వాహనాలు వచ్చి నిలువగానే వైర్‌లెస్‌గా ఛార్జింగ్‌ చేస్తాయి. ఇవి ఒక మెగావాట్‌ వరకు విద్యుత్తును పంపిణీ చేయగలవు.

* ఇండియానా డిపార్ట్‌మెంట్‌ ఆఫ్‌ ట్రాన్స్‌పోర్టేషన్‌ మరో అడుగు ముందుకేసింది. పర్డ్యూ యూనివర్సిటీ, జర్మనీకి చెందిన మాగ్‌మెంట్‌ సిమెంట్‌ కంపెనీతో కలిసి అయస్కాంత సిమెంటు రోడ్ల మీద పరీక్షలు చేపట్టనుంది. ఎలక్ట్రిక్‌ వాహనాలు కదులుతుండగానే ఛార్జింగ్‌ చేయటం ఈ రోడ్ల ప్రత్యేకత.

* విట్రిసిటీ అనే అమెరికా సంస్థ పార్క్‌ అండ్‌ ఛార్జ్‌ టెక్నాలజీ మీద పనిచేస్తోంది. దీని ఉద్దేశం- ఎలక్ట్రిక్‌ వాహనాలను నిలిపిన చోట అయస్కాంత ప్రతిధ్వని పరికరాలతో ఛార్జ్‌ చేయటం.

ఎన్నెన్నో పద్ధతులు

వైర్‌లెస్‌ విద్యుత్తు కల సాకారం కాకుండానే నికోలా టెస్లా 1943లో మరణించినప్పటికీ ఆయన భావన సమసిపోలేదు. అప్పట్నుంచీ ఎంతోమంది శాస్త్రవేత్తలు, ఆవిష్కర్తలు దీనిపై ప్రయోగాలు, పరీక్షలు, అధ్యయనాలు చేస్తూనే వస్తున్నారు. ఆయన భావన సరైనదేనని, తీగల్లేకుండా విద్యుత్తును పంపిణీ చేయటం సాధ్యమేనని నిరూపిస్తూనే ఉన్నారు. ఈ క్రమంలో ఎన్నో కొత్త పద్ధతులను రూపుదిద్దుకున్నాయి. వాటిల్లో కొన్ని ఇవీ..

సౌర ఉపగ్రహ పంపిణీ

సౌర విద్యుత్తు ఉపగ్రహాలను భూ పై కక్ష్యలో ప్రవేశపెట్టి, వాటి నుంచి విద్యుత్తును పంపిణీ చేయటం దీనిలోకి కీలంకాశం. ఉపగ్రహం సూర్యరశ్మిని ఇంధనంగా మారుస్తుంది. ఈ ఇంధనం మైక్రో వేవ్స్‌ రూపంలో ఉంటుంది. మైక్రో వేవ్స్‌ సంకేతాలు భూమి మీదుండే యాంటెనా లేదా ప్రధాన గ్రిడ్‌ కేంద్రానికి చేరుకుంటాయి. అక్కడ్నుంచి ఉప గ్రిడ్‌ కేంద్రానికి పంపిణీ అవుతాయి. అనంతరం మైక్రోవేవ్స్‌ డీసీ విద్యుత్తుగా మారతాయి. గ్రిడ్‌ కేంద్రాల్లో విద్యుత్తు ఇంటర్నెట్‌ డేటా ప్యాకెట్ల మాదిరిగా ఇంధన ప్యాకెట్ల రూపంలోకీ మారుతుంది. ఇవి ఇళ్లకు పంపిణీ అయ్యాక ఎనర్జీ రీసీవర్‌లో నిల్వ అవుతాయి. ఈ దిశగా కాల్‌టెక్‌ అనే సంస్థ స్పేస్‌ సోలార్‌ పవర్‌ ప్రాజెక్టుకు రూపకల్పన చేసింది. దీని ద్వారా భూమ్మీద ఎక్కడికైనా విద్యుత్తును పంపిణీ చేయాలని సంకల్పించింది. బియాండ్‌ అనే స్వచ్ఛంద సంస్థ సైతం సౌర ఉపగ్రహ విద్యుత్తు పంపిణీ వ్యవస్థ మీద దృష్టి సారించింది. దీని ద్వారా పరిశ్రమలు, ఇళ్లకే కాదు.. మున్ముందు చంద్రుడి మీద విద్యుత్తు అవసరాలనూ తీర్చాలని భావిస్తోంది.

మైక్రోవేవ్‌ పవర్‌ ట్రాన్స్‌మిషన్‌

ఇందులో మైక్రోవేవ్‌ రిసీవర్‌, డీసీ రెక్టిఫయర్‌ సాయంతో మైక్రోవేవ్‌ రేడియేషన్‌ను డీసీ విద్యుత్తుగా మారుస్తారు. దీని ద్వారా అత్యధికంగా 84% వరకు విద్యుత్తును పంపిణీ చేయొచ్చు. జపాన్‌ శాస్త్రవేత్తలు 1975లోనే దీన్ని సాధించి నిరూపించారు. కాకపోతే ఎక్కువ విద్యుత్తును సరఫరా చేసే వ్యవస్థల సామర్థ్యం తగ్గటం ఒక్కటే లోపం. ఇప్పుడు దూర ప్రాంతాలకు అధిక సామర్థ్యంతో విద్యుత్తును పంపిణీ చేసే దిశగా కృషి చేస్తున్నారు. రాకెట్లను అంతరిక్షంలోకి ప్రయోగించటానికి అధిక శక్తితో కూడిన మైక్రోవేవ్‌ రేడియేషన్‌ సమర్థమైన వైర్‌లెస్‌ ఇంధన వనరుగా ఉపయోగపడగలదనీ జపాన్‌లోని యూనివర్సిటీ ఆఫ్‌ సుకుబా ఇటీవల ప్రచురించిన పరిశోధన పత్రం పేర్కొంటోంది. రాకెట్‌ను అంతరిక్షంలోకి ప్రయోగించేటప్పుడు ఇంధనమే సుమారు 90% బరువు కలిగుంటుంది. మైక్రోవేవ్‌ ఆధారిత వైర్‌లెస్‌ ఇంధన టెక్నాలజీతో దీన్ని పూర్తిగా తగ్గించే అవకాశముందని పరిశోధకులు భావిస్తున్నారు.

లేజర్‌ పంపిణీ

డీసీ విద్యుత్తును లేజర్‌ పుంజంగా మార్చి ఆప్టిక్‌ ఫైబర్‌ ద్వారా పంపిణీ చేయటం మరో పద్ధతి. దీన్ని పవర్‌ బీమింగ్‌ అనీ అంటారు. ఎందుకంటే ఇందులో ముందుగా విద్యుత్తు లేజర్‌ రూపంలో ఫొటోవోల్టాయిక్‌ రిసీవర్‌కు చేరుకుంటుంది. దీనిలోని ప్రత్యేకమైన కన్వర్టర్లు లేజర్‌ను తిరిగి విద్యుత్తుగా మారుస్తాయి. లేజర్‌ విద్యుత్తు పంపిణీ వ్యవస్థను తొలిసారిగా 2018లో ప్రదర్శించారు. ఇది గదిలో స్థిరంగా ఉన్న, కదులుతున్న పరికరాలకూ విద్యుత్తును చేరవేయటం విశేషం.