Saturday, May 25, 2013

సౌర శక్తి


సౌర శక్తి

వేమూరి వేంకటేశ్వరరావు

1

వాకట్లో దండెం మీద బట్టలు ఆరేసిన వారందరికీ సూర్య రస్మిలో ఉన్న శక్తి గురించి కొంతో, గొప్పో అవగాహన ఉండి తీరుతుంది.

ఈ శక్తి గురించి తెలుసుకునే ముందు ఇంగ్లీషు భాషలో ఉన్న “ఎనర్జీ, పవర్, ఫోర్స్” (energy, power, force) అనే మూడు మాటల అర్థాల గురించి కొద్దిగా విచారిద్దాం. వీటికి ప్రత్యేకమైన తెలుగు మాటలు వాడాలి. ఇక్కడ “ఎనర్జీ” అంటే శక్తి అనీ, “పవర్” అంటే సత్వం అనీ, “ఫోర్స్” అంటే బలం అనీ వాడదాం. ఈ మూడింటికి మధ్య గల సంబంధాన్ని గణిత సమీకరాణాలు ద్వారా చెప్పవచ్చు. కాని అవన్నీ ఇప్పుడు అవసరం లేదు.

భూతలం మీద, ఒక చదరపు కిలోమీటరు వైశాల్యం ఉన్న మేర పడే సూర్య రస్మి అంతటినీ వాడుకోగలిగితే మనకి ఒక గిగావాట్ (ఒక మిలియను వాట్ల) విద్యుత్ సత్వం (ఎలక్ట్రికల్ పవర్, electrical power) లభిస్తుంది. కాని సూర్య రస్మిని విద్యుత్తుగా మార్చటానికి మనకి సౌర కణాలు (సోలార్ సెల్స్, solar cells) కావాలి. ప్రస్తుతం అత్యుత్తమమైన సౌర కణాల దక్షత (ఎఫిషెన్సీ, efficiency) 43 శాతం. కనుక నిజంగా మనకి 1/0.43 అనగా 2.3 చదరపు కిలోమీటర్ల వైశాల్యం ఆక్రమించటానికి సరిపడా సౌర కణాలు కావాలి. తులనాత్మకంగా చూడాలంటే భక్రా-నంగల్ లో ఉన్న రెండు జల విద్యుత్ కేంద్రాల సత్వం 1.3 బిలియన్ వాట్లు.

దురదృష్టవశాత్తూ 43 శాతం దక్షత గల సౌర కణాలు చాల ఖరీదు. వీటిని అంతర్‌గ్రహ యానాలకి వాడతారు; మన దైనందిన కార్యకలాపాలకి అంతకంటె చాల చవకరకం (అంటే, తక్కువ దక్షత గల) కణాలు వాడతారు. మనకి అందుబాటులో ఉన్న సౌర కణాల దక్షత ఏ 15 శాతం దగ్గరో ఉంటుంది. కనుక ఒక గిగా వాట్ ఉత్పత్తి చెయ్యటానికి 2.3 చదరపు కిలోమీటర్లు సరిపోవు. ఇంకా మూడింతలు – అంటే, 7 చదరపు కిలోమీటర్ల (లేదా 700 హెక్టర్లు, లేదా 1729 యకరాలు) వైశాల్యం ఆక్రమించాలి.

కనుక సౌర శక్తిని గిగా వాట్ విద్యుత్తుగా మార్చాలంటే మనకి 700 హెక్టర్ల భూమి ఉండి, అక్కడ మబ్బు లేకుండా సూర్యుడు రోజల్లా కాస్తే, ఎండ కాసినంత సేపు భక్రా-నంగల్ వంటి విద్యుత్ కేంద్రాన్ని స్థాపించవచ్చు.

2
పోనీ, భారీ ఎత్తు విద్యుత్ కేంద్రాల మాట దేవుడెరుగు, సౌర విద్యుత్తుతో నడిచే కారుకి రూపకల్పన చేసి చూద్దాం. సూర్యుడు నడినెత్తిమీద ఉన్న సమయంలో ఒక చదరపు మీటరు వైశాల్యం గల స్థలంలో పడ్డ సూర్య రస్మిలో 1 కిలోవాట్ విద్యుత్ సత్వం ఉంటుంది. మనకి అందుబాటు ధరలో దొరికే అత్యుత్తమ శ్రేణి సౌర కణాలు (సోలార్ సెల్స్, solar cells) ఈ సత్వంలో 20 శాతం వాడుకోటానికి వీలయిన విద్యుత్తుగా మార్చగలవు. అంటే, 1,000 వాట్లలో అయిదో వంతు, లేదా 200 వాట్లు. అంటే, ఉరమరగా ఒక అశ్వ సత్వం (హార్స్ పవర్, horse power) లో నాలుగో వంతు. కనీసం అర అశ్వ సత్వం కావాలంటే కనీసం 2 చదరపు మీటర్ల వైశాల్యం ఉన్న సౌర కణాలు కావలసి ఉంటుంది. అదైనా ఆ ప్రదేశం మీద సూర్య రస్మి, ఏటవాలుగా కాకుండా, తిన్నగా పడాలి - మబ్బులు, మేఘాలు ఆకాశంలో లేని సమయంలో.

ఈ రోజుల్లో మనం తోలే కార్లు ఒక స్థిరమైన వేగంతో నడుస్తూన్నప్పుడు సుమారు 20 అశ్వసత్వాలు ఉపయోగిస్తాయి. ఎదట ఉన్న కారుని దాటుకుని ముందుకి జోరుగా దూసుకు వెళ్లవలసి వచ్చినప్పుడు కారు త్వరణాన్ని పెంచాలి కనుక ఆ సమయంలో 100 అశ్వసత్వాలు కావలసి ఉంటుంది.

కనుక మనం ఇందాకా లెక్క వేసిన అర్ధ అశ్వసత్వం ఉన్న కారు ఎర్రన్న కుంటెద్దు బండిలా, లంకణాల బండిలా, నడుస్తుంది కనుక ఎవ్వరూ దానిని నడపటానికి ఇష్టపడరు. ఇది విద్యుత్తుతో నడిచే కార్లతో వచ్చే ఒక చిక్కు.

అమెరికా ప్రభుత్వం అంతరిక్షంలోకి పంపే వ్యోమ నౌకలు చాల ఉత్తమ శ్రేణి సౌర కణాలని వాడతాయి. వీటి సామర్ధ్యం బజారులో దొరికే చవక రకం వాటి కంటె రెండింతలు మెరుగు. వీటి ఖరీదు చదరపు మీటరు ఒక్కంటికి లక్ష డాలర్లు ఉంటుంది. వ్యోమ నౌక వెల బిలియను డాలర్లు ఉన్నప్పుడు ఈ సౌర పలకలు (సోలార్ పేనల్స్, solar panels) మీద లక్ష డాలర్లు పెట్టటానికి వెనుకాడరు. కాని ఈ మోస్తరు ఖర్చు ఒక లంకణాల బండి మీద పెట్టటం అవివేకం

Saturday, May 18, 2013

ఎలక్‌ట్రిక్ కార్లు


ఎలక్‌ట్రిక్ కార్లు

వేమూరి వేంకటేశ్వరరావు

ఈ మధ్య అమెరికాలో ఎలక్‌ట్రిక్ కార్ల మీద దృష్టి మళ్లుతోంది.

ఎలక్‌ట్రిక్ కార్లు నడపటానికి పెట్రోలుకి బదులు బేటరీలు వాడతారు. కార్లు నడపటానికి మామూలుగా టార్చ్ లైట్లలో వాడే బేటరీల వంటివి కాకుండా శ్రేష్టమైన బేటరీలు కావాలి.

అన్ని కార్లలోనూ చిన్న బేటరీ అవసరం ఉంటుంది. కారుని “స్టార్ట్” చేసేటప్పుడు ఈ బేటరీ ఉపయోగపడుతుంది. నేను ఇప్పుడు మాట్లాడేది ఈ బేటరీ సంగతి కాదు; కారుని నడపటానికి పెట్రోలు పూర్తిగా మానేసి ఆ స్థానంలో వాడే బేటరీలు.

కార్లు నడపటానికి లిథియం-అయాన్ జాతి బేటరీలు ఎక్కువగా వాడతారు. ఈ రకం బేటరీలు ఊరోపరి (“లేప్‌టాప్”) కంప్యూటర్లలో విరివిగా వాడతారు.

బేటరి నాణ్యతని కొలవటానికి “శక్తి సాంద్రత” (ఎనర్జీ డెన్‌సిటీ, energy density) అనే భావాన్ని వాడతారు. దీని అర్థం ఏమిటో చెబుతాను. నా కంప్యూటర్ లో ఉన్న బేటరీ ఉరమరగా ఒక పౌను (అర కిలో) బరువు ఉంటుంది. కొత్త బేటరీ కొనాలంటే 120 డాలర్లు అవుతుంది. బేటరీ విక్రేత మాట ప్రకారం ఈ బేటరీలో 60 వాట్-అవర్లు (watt-hours) శక్తి ఇమిడి ఉంది. అంటే ఈ బేటరి శక్తి సాంద్రత పౌను ఒక్కంటికి 60 వాట్-అవర్లు. వెల 120 డాలర్లు కనుక ఒకొక్క వాట్-అవర్ 2 డాలర్లకి కిట్టుతోంది.

ఇప్పుడు కారులో బేటరీకి బదులు పెట్రోలు పోస్తే ఎంతకి కిట్టుతుందో లెక్క వేద్దాం. ఒక పౌను పెట్రోలులో 5,000 వాట్-అవర్లు శక్తి ఉంది. అంటే ఒక పౌను బేటరీలో కంటె ఒక పౌను పెట్రోలులో 83 రెట్లు ఎక్కువ శక్తి సాంద్రత ఉంది. కనుక మనం “ఇంత” శక్తి నిల్వ చెయ్యగలగాలి అనుకున్నప్పుడు, పెట్రోలు బరువు కంటె బేటరీల బరువు బాగా ఎక్కువ.

కాని బేటరీల వాడకంలో ఒక పెద్ద లాభం ఉంది. వాడుకలో దక్షత దృష్ట్యా చూస్తే యంత్రాలలో పెట్రోలు వాడినప్పటి కంటె విద్యుత్ వాడితే అవి 5 ఇంతలు ఎక్కువ దక్షతతో పని చేస్తాయి. ఈ అంశాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే మనకి నిజంగా 83 పౌన్లు బరువున్న బేటరీలు అక్కర లేదు; అందులో అయిదో వంతు, 16 పౌనుల బేటరీలు చాలు.

ఇదంతా ఉత్త ఊహాగానం కాదు. అమెరికాలో, మా ఊరి పెరట్లోనే, టెస్లా అనే ఎలక్‌ట్రిక్ కారు కంపెనీ ఉంది. పెట్రోలు కారుకి పోటీగా వారు ఎలక్‌ట్రిక్ కారు నిర్మాణానికి పూనుకున్నారు. వారి కారులో కేవలం బేటరీల బరువు 1,100 పౌనులు (దరిదాపు అర టన్ను). ఖాళీగా ఉన్న కారు మొత్తం బరువులో 44 శాతం బేటరీల బరువే. చిల్లర బజారులో కొంటే ఈ బేటరీలు పౌనుకి 120 డాలర్లు అనుకున్నాం కదా. ఈ లెక్కన కారులో ఉన్న బేటరీల ఖరీదే 132,000 డాలర్లు. ఈ బేటరీలని తరచు “చార్జి” చెయ్యటానికయే ఖర్చుని ప్రస్తుతానికి పక్కని పెట్టి, ఒక్క బేటరీని కొనటానికయే ఖర్చునే లెక్కలోకి తీసుకుందాం. కొత్త బేటరీలతో కారు లక్ష మైళ్లు నడుస్తుందని అనుకుందాం. అటు తరువాత బేటరీలు మార్పించాలి, లేదా కారుని పారెయ్యాలి. డబ్బుని ఇలా వృధా చెయ్యగలిగే స్థోమత ఎంత మందికి ఉంటుంది?

టెస్లా కారు కంపెనీవారు కావలిస్తే మూడేళ్లకి ఒకసారి కొత్త బేటరీలని 30,000 డాలర్లకి కి చవగ్గా అమ్ముతామని వాగ్దానం చేస్తున్నారు. ఈ ప్రోతాహక ప్రక్రియని మనం ఉపయోగించుకున్నా ఏటికి 10,000 డాలర్లు బేటరీలకే అవుతోంది. ఇది తలకి మించిన ఖర్చు.

విద్యుత్ కార్లు ప్రాచుర్యం పొందాలంటే మంచి రకం బేటరీ చవగ్గా చేయ్యగలిగే పద్ధతి తెలియాలి. అంతవరకు పెట్రోలు తప్ప మరో మార్గం ఉన్నట్టు కనిపించదు. సౌర శక్తి ఉపయోగించ దలుచుకున్నా, ఉదజని శక్తి ఉపయోగించ దలుచుకున్నా ఇవే రకం ఇబ్బందులు ఉన్నాయి.

మేలు రకం బేటరీలు మనం తయారు చెయ్యలేకపోతున్నామంటే దానికి మౌలికమైన కారణం ఉంది. ఉదాహరణకి మన కళ్ల ఎదుటే కంప్యూటర్లు, సెల్ ఫోనులు ఎంతో అభివృద్ధి చెందడమే కాకుండా వాటి ధరలు అనూహ్యంగా పడిపోయేయి. అదే విధంగా బేటరీల శక్తి ఎందుకు పెరగటం లేదు? వాటి ధరలు ఎందుకు పడటం లేదు? ఈ ప్రశ్నలు పుట్టటం సహజం. స్థూలంగా చెప్పుకోవాలంటే కంప్యూటల సమర్ధత ఎలక్‌ట్రానుల కదలిక మీద ఆధారపడి ఉంటుంది, బేటరీల సమర్ధత “అయాను” ల కదలిక మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. ఎలక్‌ట్రానులు బుడుగులా, చిన్నవి కనుక, చలాకీగా పరిగెత్తగలవు; అయానులు పక్కింటి పిన్ని గారిలా, పెద్దవి కనుక, పెళ్లినడకలు నడుస్తాయి కాని జోరుగా పరిగెత్తలేవు. శక్తిమంతమైనవి, చవకైనవి అయిన బేటరీలు కావాలంటే కొత్త రకం రసాయన ప్రక్రియలకోసం వెతకాలి. పరిశోధనాంశాలు కావాలని కోరుకునే విద్యార్థులకి ఇది మంచి అవకాశం!

Saturday, May 11, 2013

బేటరీలు



బేటరీలు

వేమూరి వేంకటేశ్వరరావు

బేటరీలు అంటే తెలియని వారు అరుదు. టార్చి లైటులో బేటరీలు వాడతాం. పిల్లల ఆటబొమ్మలలో బేటరీలు వాడతాం. కెమేరాలలో, చేతి వాచీలలో, కంప్యూటర్లలో, ఇలా ఎన్ని చోట్లో బేటరీలు వాడతాం. కారులో బేటరీ అత్యవసరం.

బేటరీ అనే మాటకి చాల అర్థాలు ఉన్నాయి. అసలు బేటరీ అంటే "హాని కలిగించే ఉద్దేశంతో మరొక వ్యక్తిని తాకడం". ఇంగ్లీషులో “ఎస్సాల్ట్ అండ్ బేటరీ” (assault and battery) అంటే “హాని కలిగిస్తానని బెదిరించటం, తాకటం, కొట్టటం” అని అర్థం. ఫిరంగిలని వరసగా అమర్చి కోటగోడలని బద్దలు కొట్టినప్పుడు, ఆ "ఫిరంగి-మాల" తో కోటగోడలని బాదుతున్నాము కనుక బారులు తీర్చిన ఆ ఫిరంగులని క్లుప్తంగా "బేటరీ" అన్నాడు - మొట్టమొదట బెంజమిన్ ఫ్రేంక్లిన్. ఈ మహానుభావుడే విద్యుత్తు మీద పరిశోధనలు చేసి, విద్యుత్ ని నిల్వ చెయ్యటానికి వరసగా పేర్చిన "లెడెన్ జార్స్" ని కూడ "బేటరీ" అనే అన్నాడు. ఈ రోజుల్లో అయితే దీనిని “కెపేసిటర్” అంటున్నామనుకొండి.

కనుక "సెల్" ని ఘటం అనిన్నీ, "బేటరీ" ని ఘటమాల అనిన్నీ మనం అనొచ్చు. లేదా "కణం", "కణమాల" అనొచ్చు. లేదా క్లుప్తంగా “మాల” అనొచ్చు. రసాయనిక ప్రక్రియల వల్ల విద్యుత్తుని పుట్టించే ఉపకరణాన్ని "సెల్" అంటారు. కొన్ని విద్యుత్కణాలని (ఎలక్‌ట్రికల్ సెల్స్, electrical cells) దండ లేదా మాలగా అమర్చినప్పుడు అది కణమాల లేదా బేటరీ (battery). ఎక్కువ శక్తి కావాలనుకుంటే దండని పెద్దగా చేస్తాం. వాడుకలో - ఇంగ్లీషులోను, తెలుగులోనూ కూడ, ఈ సూక్ష్మాన్ని విస్మరించి అందరు "బేటరీ" అనెస్తారు. ఒక కణం ఉన్నా బేటరీయే, పది కణాల దండ అయినా బేటరీయే, పదివేల కణాల దండ అయినా బేటరీయే. ఒక మల్లెపువ్వుని దండ అనమే. పాతికో, ఏభయ్యో పువ్వులతో, తలలో తురుముకుందుకి వీలుగా గుచ్చిన మాలని చెండు అంటాం. మెళ్లో వేసుకునే దాన్ని దండ అంటాం.

ఏ పేరుతో పిలిచినా, ఏ భాషలో పిలిచినా, బేటరీలు చాల ఖరీదు; అయినా అవి ఇచ్చే సదుపాయం వల్ల వాటి ధరని పట్టించుకోకుండా ఎన్ని చోట్లో బేటరీలు వాడతాం. ఉదాహరణకి కరెంటు పోయినప్పుడు బేటరీయో, కొవ్వొత్తో శరణ్యం. ఒక చిన్న AAA సైజు బేటరీ ఒకటిన్నర డాలర్లు ఉంటుంది, అమెరికాలో. అది పని చేసినంతసేపు 1.5 వోల్టులు దగ్గర 1.0 ఏంపియరు కరెంటు ఇస్తుంది. ఇలా ఒక గంట సేపు పని చేస్తుంది. అంటే ఆ బేటరీ 1.5 వోల్టులు x 1.0 ఏంపియరు = 1.5 వాట్ ల సామర్ధ్యాన్ని (పవర్), 1.5 వాట్ అవర్ ల శక్తి (ఎనర్జీ) ని ఇస్తుంది. ఈ లెక్కని వెయ్యి వాట్ అవర్ లు (ఒక కిలోవాట్ అవర్) కావాలంటే 1,000 డాలర్లు ఖర్చు పెట్టాలి. అమెరికాలో ఎలక్‌ట్రిక్ కంపెనీ నుండి ఒక కిలోవాట్ అవర్ విద్యుత్తుని కొనుక్కోవాలంటే 10 పైసలు అవుతుంది. పది పైసలకి దొరికే విద్యుత్తు బేటరీ ద్వారా పొందాలంటే వెయ్యి డాలర్లు వెచ్చించాలి. గోడ మీద ప్లగ్గులో దొరికే విద్యుత్తుతో పోల్చితే బేటరీ విద్యుత్తు 10,000 రెట్లు ఎక్కువ ఖరీదు.

విద్యుత్ కారులు (ఎలక్‌ట్రిక్ కార్లు, electric cars) వాడుకలోకి రాలేక పోవటానికి ముఖ్య కారణం బేటరి ఖరీదే. బేటరీలని పదేపదే చార్జి చెయ్యగలిగితే కొంత ఊరట ఉంటుంది. కాని ఎంత మంచి బేటరీని అయినా 500 సార్లు కంటె ఎక్కువ “రీచార్జి” చెయ్యటం కష్టం అవుతోంది. పోనీ కొద్ది సార్లు వాడి పారేద్దామా అంటే ఉన్న బేటరీని పేరేసి కొత్త బేటరీని కొనుక్కోవాలంటే అదీ ఖరీదే. అంతకంటె పెట్రొలు పోసి నడపటం తేలిక, చవకాను.

మనం ప్రస్తుతం కారులని స్టార్టు చెయ్యటానికి వాడే బేటరీలని సీసామ్లం (లెడ్-ఏసిడ్, lead-acid) బేటరీలు అంటారు. ఇవి కంప్యూటర్లలో వాడే లిథియం-అయాను బేటరీల కంటె చవక. ఈ బేటరీలని కారు స్టార్టు చెయ్యటానికే కాకుండా నడపటానికి కూడ వాడగలిగితే బాగుండిపొయేది. కాని ఈ రకం సీసం-ఆమ్లం బేటరీల "శక్తి సాంద్రత" (ఎనర్జీ డెన్సిటి) తక్కువ. ఇదే విషయం మరొకలా చెబుతాను. ఒక సీసం-ఆమ్లం బేటరిలో ఉన్న శక్తి సాంద్రత కంటె అదే బరువున్న లిథియం-అయాను బేటరీలో ఐదు రెట్లు ఎక్కువ శక్తి సాంద్రత ఉంది. ఇందువల్ల సీసం-ఆమ్లం బేటరీలు వాడి ఎక్కువ దూరం కారు నడపలేము. ఏ 80 కిలోమీటర్లో నడిచేసరికి “చార్జి” అయిపోతుంది. నడపగలిగే దూరం పెంచాలంటే ఎక్కువ బేటరీలు వాడాలి. అప్పుడు అవి ఎక్కువ స్థలం ఆక్రమించటమే కాకుండా ఎక్కువ బరువు ఉంటాయి. కనుక దూరప్రయాణాలు చెయ్యాలంటే శక్తి-సాంద్రత ఉన్న బేటరీలని వాడాలి. ఆ రకం బేటరీలు నిర్మించటం ఎలాగో మనకి ఇంకా బోధపడటం లేదు.

నూటఏభై ఏళ్ల కిందట మనకి విద్యుత్తు కావాలంటే బేటరీలే శరణ్యం. టెలిగ్రాములు బేటరీ శక్తి సహాయంతోటే పంపేవారు. పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తి చెయ్యటం మొదలుపెట్టేక విద్యుత్తు కారు-చవక అయిపోయింది. దానితో దుబారా కూడ ఎక్కువ అయింది. అమెరికాలో చాలా ఇళ్లల్లోనూ, ఆఫీసులలోనూ రాత్రి, పగలు దీపాలు అలా వెలుగుతూనే ఉంటాయి. వాతనియంత్రణ యంత్రాలు (ఎయిర్ కండిషనర్లు) అలా 24 గంటలు పని చేస్తూనే ఉండాలి. ఎంత విద్యుత్తు ఉత్పత్తి చేసినా మన అవసరాలకి సరిపోవటం లేదు. జల విద్యుత్తుతో కొన్ని ఇబ్బందులు ఉన్నాయి. శిలాజ ఇంధనాలు (ఫాసిల్ ఫ్యూయల్స్, fossil fuels) వాడితే భూగోళం వేడెక్కిపోతోంది. ఆణు విద్యుత్తు వల్ల వికిరణ నిష్యందం (రేడియేషన్ లీక్) ప్రమాదాలకి అవకాశాలు ఎక్కువ. సౌర విద్యుత్తు సమర్ధవంతంగా ఉత్పత్తి చెయ్యలేక పోతున్నాం. ఉదజని వాయువుని ఇంధనంగా వాడాలంటే సాంకేతికమైన సవాళ్లు ఎన్నో ఎదుర్కోవాలి. దీపాలు ఆర్పేసుకుని పడుక్కొండిరా అంటే జనాభా పెరిగిపోతోంది.

Saturday, May 4, 2013

పెట్రోలుకీ బేటరీలకి తేడా


పెట్రోలుకీ బేటరీలకి తేడా

వేమూరి వేంకటేశ్వరరావు

నాకో చిన్న కారుంది. దానికి 10 గేలన్లు పట్టే పెట్రోలు టేంకు ఉంది. అది గేలనుకి 30 మైళ్లు ఇస్తుంది. ఖాళీగా ఉన్న పెట్రోలు టేంకుని నింపటానికి 100 క్షణాలు (సెకండ్లు) పడుతుంది. ఈ 100 క్షణాలలోను నింపిన 10 గేలన్ల పెట్రోలుతో ఒక టన్ను బరువున్న కారు 300 మైళ్లు నడుస్తుంది.

చిన్న లెక్క వేసి చూద్దాం. ఇటువంటి లెక్కలో కొలమానాలు ఉపయోగించాలి. కొలమానం అంటే మరేమీకాదు. డబ్బుని లెక్కపెట్టుకోవాలంటే డాలర్ కొలమానం లోనో, రూపాయి కొలమానంలోనో లెక్కపెడతాం. డాలర్లని రూపాయలలోకి మార్చటం తెలిస్తే ఏ కొలమానం అయినా పరవాలేదు. అదే విధంగా శాస్త్రంలో శక్తిని కొలిచేటప్పుడు “జూల్” అనే కొలమానం వాడతారు. జూల్ అంటే ఏమిటీ? ఒక జామి కాయని చేత్తో పట్టుకుని ఒక మీటరు ఎత్తుకి లేపటానికి ఎంత శక్తి వెచ్చిస్తామో అది దరిదాపు ఒక జూల్ ఉంటుంది. ఒక ఎలక్‌ట్రిక్ బల్బుని “100 వాట్ల బల్బు” అంటే ఆ బల్బు క్షణానికి 100 జూల్ ల శక్తిని మింగేస్తున్నాదన్నమాట.

ఒక గేలను పెట్రోలులో 120 మిలియను జూల్ ల ఉష్ణ శక్తి (హీట్ ఎనర్జీ) ఉంది. ఒక గేలను పెట్రోలు నింపటానికి 10 క్షణాలు పట్టింది కదా. కనుక ఒక క్షణంలో 12 మిలియను జూల్ ల శక్తిని కారులో నింపేను. ఒక క్షణంలో ఒక జూలు శక్తిని వెచ్చిస్తే ఆ ఖర్చయే జోరుని ఒక వాట్ అంటారు. అంటే, “వాట్” అనే కొలమానం ఎంత జోరుగా శక్తి ఖర్చు చేస్తున్నామో చెబుతుంది. అంటే, కారులోకి శక్తిని 12 మిలియను వాట్ల జోరుతో ఎక్కించేనన్నమాట. లేదా, టూకీగా 12 మెగావాట్ల జోరుతో టేంకు ని నింఫేను.

కారుని పెట్రోలుకి బదులు బేటరీతో నడిపితే? ఖాళీ బేటరీని నింపటాన్ని “చార్జి చెయ్యటం” అంటారు. ఖాళీ బేటరీని చార్జి చెయ్యాలంటే ఆ బేటరీని తీగలకి ఒక పక్క తగిలించి, రెండో పక్క ఆ తీగలని విద్యుత్ ఒరలో (ఎలక్‌ట్రికల్ సాకెట్) పెట్టాలి. అమెరికాలో 110 వోల్టుల విద్యుత్తు కాబట్టి, 15 ఏంపియర్లు లాగే మీట (స్విచ్) ఉపయోగిస్తే ఆ విద్యుత్ వలయంతో 15 x 110 = 1,650 వాట్‌లు జోరుతో శక్తిని బేటరీలోకి ఎక్కించవచ్చు.

పెట్రోలు బంకులో నింపినంత జోరుగా పని జరగాలంటే మనం చార్జి చెయ్యవలసిన జోరుని 12,000,000/1,650 = 7,300 రెట్లు పెంచాలి. కాని విద్యుత్తుని పెట్రోలు కంటె 5 రెట్లు ఎక్కువ దక్షతతో వాడవచ్చు కనుక, నిజానికి పై లెక్కలో అయిదో వంతు, అంటే 7300/5 = 1,460 రెట్లు, చాలు.

ఇప్పుడు పది గేలన్ల టేంకుని నింపటానికి 100 క్షణాలు వెచ్చించే పెట్రోలు కారు కొనటమా? లేక, అదే సైజు కారులో బేటరీలని చార్జి చెయ్యటానికి 146,000 క్షణాలు (ఉరమరగా 40 గంటలు) తీసుకునే విద్యుత్ కారుని కొనటమా?

ప్రతి 300 మైళ్లు నడిపించినందుకు మన విద్యుత్ కారుకి దరిదాపు రెండు రోజులు సెలవు ఇవ్వాలన్నమాట. ఈ లెక్కన విద్యుత్ కార్లు ఎవరు కొంటారండీ?