Non-Conventional Energy : शेतीमध्ये करू अपारंपरिक ऊर्जेचा वापर

डॉ. सुरेंद्र काळबांडे

Use of Non Conventional Energy : दरवर्षी २० ऑगस्टला भारतीय अक्षय ऊर्जा दिन साजरा केला जातो. त्याचे उद्दिष्ट सर्वसामान्यांना अक्षय ऊर्जेचे महत्त्व पटवून, त्यांचा वापर वाढवणे आणि पर्यावरणाच्या संरक्षणाबद्दल जागरूकता वाढवणे हा असतो. सध्या ऊर्जेच्या निर्मितीसाठी वापरल्या जाणाऱ्या कोळसा, तेल, वायू यासारख्या खनिज व अन्य इंधनामुळे पर्यावरणाचे होणारे नुकसान या अपारंपरिक ऊर्जा स्रोतांद्वारे कमी होऊ शकते. १९९२ मध्ये रिओ डि जेनिरोमध्ये झालेल्या संयुक्त राष्ट्रांच्या जागतिक शिखर परिषदेमध्ये अन्य उपाययोजनांसोबतच जागरूकतेसाठी अक्षय ऊर्जा दिन साजरा करण्याचा निर्णय घेण्यात आला.

अक्षय ऊर्जा म्हणजे काय?

नैसर्गिक स्रोतांमधून मिळवली जाणारी ऊर्जा म्हणजे अपारंपरिक किंवा नविनिकरनीय (रिन्युएबल) ऊर्जा होय. हे नैसर्गिक स्रोत वापरूनही न संपणारे असल्यामुळे त्यांना अक्षय ऊर्जा असेही म्हणतात.

त्याचे प्रमुख स्रोत खालील प्रमाणे...

सौर ऊर्जा : सूर्याच्या प्रकाशातून मिळणारी ऊर्जा औष्णिक व विद्युत ऊर्जेमध्ये परावर्तित करता येते. सौर पॅनेल्सच्या माध्यमातून ह्या ऊर्जा स्रोताचा वापर घरगुती आणि औद्योगिक क्षेत्रात करण्यात येतो. भारतासारख्या देशामध्ये मोठ्या प्रमाणात उपलब्ध असलेली ही सौर ऊर्जा प्रदूषणविरहित आहे.

पवन ऊर्जा : वाहत्या वाऱ्याच्या वेगाच्या साह्याने पवन चक्की फिरवून मिळणाऱ्या गतिज ऊर्जेचे रूपांतर विद्युत ऊर्जेमध्ये केले जाते. पवन ऊर्जा निर्मितीचे प्रकल्प देशात मोठ्या प्रमाणात सुरू आहे. पवन ऊर्जा हा एक स्वच्छ आणि पुनरुत्पादक ऊर्जा स्रोत आहे.

जल ऊर्जा : जलशक्तीच्या माध्यमातून ऊर्जा निर्मिती केली जाते. मोठ्या जलाशयांतून वाहणाऱ्या पाण्यावर जलचक्की बसवून त्या आधारे मिळणाऱ्या गतिज ऊर्जेचे रुपांतर विद्यूत ऊर्जेमध्ये केले जाते. ही जलऊर्जा पर्यावरणास कमी हानिकारक असून, त्यात स्थिर वीजपुरवठा प्रदान करण्याचे सामर्थ्य आहे. मात्र त्यासाठी मोठे धरणे व बांधकामे करावी लागतात.

बायोमास ऊर्जा : बायोमासमध्ये वनस्पती आणि जनावरांचे अवशेष यांचा समावेश होतो. या बायोमासच्या हवेमध्ये किंवा हवाविरहित बंदिस्त वातावरणामध्ये कुजविण्याची प्रक्रिया करून, त्यातून तयार होणाऱ्या मिथेन व अन्य वायूंचा वापर ऊर्जा मिळविण्यासाठी केला जातो. त्यातून इंधन किंवा विद्युत ऊर्जा तयार केली जाते.

भूगर्भीय ऊर्जा : पृथ्वीच्या आतून मिळवली जाणारी ऊर्जा. भूगर्भीय ऊर्जा हॉट स्प्रिंग्स आणि जिओथर्मल पंपच्या माध्यमातून मिळवली जाते.

नवीन आणि नविनिकरणीय ऊर्जा मंत्रालयाच्या माहितीनुसार, मे २०२४ पर्यंत मोठ्या जलविद्युतसह अक्षय ऊर्जा स्रोतांची एकत्रित स्थापित क्षमता १९५.०१ GW आहे. संपूर्ण अक्षय ऊर्जा क्षमतेमध्ये भारत जागतिक स्तरावर चौथ्या क्रमांकावर आहे. पवन ऊर्जा क्षमतेमध्ये भारत जागतिक स्तरावर चौथा आणि सौर ऊर्जा क्षमतेमध्ये पाचव्या स्थानावर आहे. भारताने २०३० पर्यंत ५०० GW अक्षय ऊर्जा स्थापित क्षमतेचे उद्दिष्ट ठेवले असून, ५ दशलक्ष टन ग्रीन हायड्रोजन उत्पादनाचे उद्दिष्ट आहे.

अक्षय ऊर्जेची प्रकारानुसार स्थापित क्षमता

ऊर्जा स्थापित क्षमता (GW)

पवन ऊर्जा ४६.६५

सौर ऊर्जा ८५. ४७

बायोमास १०.३५

लहान हायड्रो पॉवर ५

ऊर्जा ते कचरा ०.५९

मोठा हायड्रो पॉवर ४६.९२

अपारंपरिक ऊर्जा स्रोत विभाग, कृषी अभियांत्रिकी व तांत्रिकी महाविद्यालय, डॉ . पंजाबराव देशमुख कृषी विद्यापीठ अकोला. या विभागांतर्गत अपारंपरिक ऊर्जेचा कृषीक्षेत्रामध्ये वापर करण्यासाठी सुलभ अशी यंत्रे विकसित करण्यात आली आहेत. ही यंत्रे दुर्गम आणि नियमित विद्युत पुरवठा उपलब्ध नसलेल्या ठिकाणी उपयोगी ठरू शकतात.

फ्लॅट डाय टाइप इंधन कांड्या निर्मिती यंत्र

फीडिंग, मिक्सिंग आणि पॅलेटिंग हे लहान ट्रॅक्टर (१८ - २८ एचपी) द्वारे चालवले जाणारे यंत्र असून, त्याची क्षमता ५० किलो प्रति तास आहे.

सोयाबीन पेंढा आणि कापूस देठ यांसारख्या कृषी अवशेषांपासून १५ मिमी व्यासाचे इंधन कांड्या तयार करण्यास सक्षम.

या इंधन कांड्याचा वापर सुधारित कूक स्टोव्ह आणि भट्टीत केला जाऊ शकतो. त्यांची ज्वलन कार्यक्षमता अधिक असते.

बायोमास डिस्टिलेशनद्वारे औषधी तेल काढणी यंत्र

औषधी वनस्पतींपासून सुगंधी तेल काढण्यासाठी वापरले जाणारे हे यंत्र प्रति बॅच २० किलो तेल काढू शकते.

त्याची क्षमता २०० लिटर आहे. त्याची निष्कर्षण कार्यक्षमता सरासरी ८५% इतकी आहे.

डिस्टिलेशनसाठी प्रति तास ६ किलो बायोमास इंधन लागते.

कृषी अवशेषांपासून बायोचार निर्मिती

कृषी अवशेषांपासून बायोचार निर्मितीची क्षमता ३० किलो प्रति तास इतकी आहे.

विद्युत ऊर्जेवर चालणाऱ्या या यंत्राद्वारे कमी वेळात बायोचार तयार होतो.

अन्य पद्धतीपेक्षा या यंत्राद्वारे ३५ टक्के जास्त बायोचार मिळतो.

यातून मिळणाऱ्या बायोचारचा दर्जाही उच्च प्रतीचा असतो. (स्थिर कर्ब ६७ टक्के, उष्मांक ५०१५ किलो कॅलरी/कि. व आयोडीन मूल्य ३३० मिलि/ग्रॅम).

सौर प्रकाश कीटक सापळा

प्रकाशाकडे आकर्षित होणाऱ्या विविध किडींच्या नियंत्रणासाठी उपयुक्त.

फळबाग, भाजीपाला आणि सर्व हंगामी शेतीतील पिकांमध्ये उपयोगी.

सौरऊर्जेवर रोज रात्री ६ तासांपर्यंत चालतो.

त्याची उंची पिकाच्या उंचीनुसार १० फुटापर्यंत कमी जास्त करता येते.

रासायनिक कीटकनाशकांच्या वापरात बचत

व्याप्ती क्षेत्र : २ एकर.

सौर-जीवभार संकरित टनेल शुष्कक

भाजीपाला, फळे व धान्य वाळवण्यासाठी उपयुक्त.

सौरऊर्जा आणि बायोमासवर चालत असल्याने सूर्यप्रकाश उपलब्ध नसतानाही पदार्थ वाळविण्याची प्रक्रिया सुरू असते.

गरम हवा तयार करण्यासाठी जीवभारचलीत हवा तापकाचा वापर.

आकारमान : ८.४ मीटर लांबी, ३.४ मीटर रुंद आणि २.२ मीटर उंची. यात २४ ट्रे व ४ ट्रॉली सामावू शकतात.

क्षमता : ८० ते १०० किलो.

सौरऊर्जेवर चालणारे प्राणी प्रतिबंधक यंत्र

रानटी जनावरांपासून शेती व त्यातील पिकांचे संरक्षण करण्यासाठी कुंपण करणे अनेक अर्थाने महागडे ठरू शकते. अशा स्थितीमध्ये सौर ऊर्जेवर चालणारे प्राणी प्रतिबंधक यंत्र उपयुक्त आहे. त्यामुळे प्राण्यांना कोणतीही इजा होत नाही. या यंत्रामध्ये फोटोव्होल्टाइक पॅनेल, बॅटरी, चार्ज कंट्रोलर डेस्क, ऑन/ऑफ स्विच, चार्जर, एसएमडी लाइट आणि मोटर असेंब्ली, कॉम्पॅक्ट आणि पोर्टेबल मेगाफोन लाऊड ​​रेकॉर्डिंग स्पीकर, बॅटरी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट आणि सोलर पॅनेल होल्डिंग बॉक्स इ. घटक असतात.

५ ते ६ तासाच्या बॅटरी चार्जिंगनंतर हे यंत्र ११ ते १२ तास कार्य करू शकते. दर ५.५ मिनिटांच्या अंतराने यातून सुमारे १० सेकंदापर्यंत एक विशिष्ट ध्वनी निर्माण होतो. तो सुमारे ५०० मीटर अंतरापर्यंत पसरून येणाऱ्या भटक्या पाळीव आणि रानटी प्राण्यांना शेतामध्ये येण्यापासून परावृत्त करतो.

गॅसीफायर आधारित विद्युत निर्मिती

सुबाभूळ हे रानावनात, शेताच्या बांधावर आढळून येणारे झाड चारा व इंधनासाठी प्रामुख्याने वापरण्यात येते. याच्या जैवपदार्थांचा ओलावा कमी केल्यानंतर तापविले जाते.त्यामध्ये होणाऱ्या ऑक्सिडेशन व रिडक्शन या प्रक्रियेद्वारे विविध ज्वलनशील वायू तयार होतात. यालाच ‘प्रोड्युसर गॅस’ म्हणतात. त्यात प्रामुख्याने कार्बन मोनोक्साईड, मिथेन, हायड्रोजन, कार्बन डाय ऑक्साईड व नायट्रोजन यांचे मिश्रण असते.

गॅसीफिकेशन तंत्र वापरून जैवपदार्थांपासून तयार केलेला प्रोड्युसर गॅसद्वारे इंजिन चालवून विद्युत निर्मिती केली जाते.

जैव पदार्थांपासून विद्युतनिर्मितीच्या प्रकल्पात ११ के.व्हि.ए क्षमतेचा डाउनड्राफ्ट पद्धतीचे गॅसिफायर वापरण्यात आले आहे. त्यातून तयार झालेला गॅस ड्रायफिल्टर व फॅब्रिक फिल्टरमधून सोडला जातो. अशा प्रकारे स्वच्छ झालेला हा गॅस २० अश्वशक्तीच्या गॅस इंजिनमध्ये सोडला जाऊन अल्टरनेटरच्या साहाय्याने १० किलो वॅट इतकी ऊर्जा निर्मिती केली जाते.

वीज निर्मितीसाठी ५० घनमीटर बायोगॅस संयंत्र

५० घनमीटर क्षमतेच्या बायोगॅसपासून ६ किलो वॉट विद्युत निर्मिती शक्य होते.

इंजिन पॉवर: ७.५ केव्हिए, १५०० फेरे प्रति मिनिट.

त्यासाठी शेणाची आवश्यकता : १२५० किलो प्रति दिवस.

बायोगॅसमधून निघणारी मळी हे उत्कृष्ट खत म्हणून उपयुक्त.

मोठे गोठे आणि दुग्धशाळेतील विविध उपकरणांसाठी आवश्यक विजेची उपलब्धता शक्य होते.

नैसर्गिक वायुवीजन आधारित दुहेरी वैली जैव शेगडी

सरासरी शक्तीधारा १.६३ किलो वॉट असून, औष्णिक कार्यक्षमता २८ टक्के आहे.

पारंपरिक पद्धतीच्या तुलनेत ४४.३ टक्के इंधनाची बचत.

पारंपरिक स्टोव्हपेक्षा २० टक्के वेळेची बचत.

एकाच वेळी दोन प्रकारचे अन्नपदार्थ शिजवणे शक्य.

डॉ. सुरेंद्र काळबांडे, ९४०५८८०९७६

(अधिष्ठाता - कृषी अभियांत्रिकी, डॉ. पंजाबराव देशमुख कृषी विद्यापीठ, अकोला.)