فوٹو وولٹک پینلز سے لے کر انورٹرز تک: مکمل شمسی توانائی سے بجلی پیدا کرنے والے نظام کی تشکیل کی ایک تفصیلی وضاحت

پائیدار توانائی کی عالمی وکالت کے پس منظر کے خلاف ، شمسی توانائی ، ایک صاف اور قابل تجدید توانائی کے ذریعہ کے طور پر ، آہستہ آہستہ ہماری زندگیوں میں داخل ہورہا ہے۔ شمسی توانائی سے پیداواری نظام نے اپنے ماحولیاتی تحفظ ، توانائی کی بچت اور بہت سے دوسرے فوائد کے لئے زیادہ سے زیادہ توجہ مبذول کرلی ہے۔ تو ، شمسی توانائی سے چلنے والا ایک مکمل نظام کس طرح تیار کیا گیا ہے؟ آئیے سب سے بنیادی جزو - فوٹو وولٹک پینل سے شروع کریں۔

فوٹو وولٹک پینل ، جسے شمسی پینل بھی کہا جاتا ہے ، شمسی توانائی سے پیدا ہونے والے نظام کے بنیادی اجزاء میں سے ایک ہیں۔ وہ سورج کی روشنی کو بجلی کی توانائی میں تبدیل کرنے کے لئے ذمہ دار ایک موثر "گرفتاری" کی طرح کام کرتے ہیں۔ اس کا کام کرنے والا اصول مشہور "فوٹو وولٹک اثر" پر مبنی ہے۔ جب فوٹو وولٹک پینل پر سورج کی روشنی چمکتی ہے تو ، فوٹون فوٹو وولٹائک پینل میں سیمیکمڈکٹر مواد کے ساتھ الیکٹران سوراخ کے جوڑے کی حوصلہ افزائی کے لئے تعامل کرتے ہیں۔ یہ الیکٹران اور سوراخ سیمیکمڈکٹر مادے کے اندر برقی میدان کی کارروائی کے تحت مختلف سمتوں میں منتقل ہوتے ہیں ، جس سے بجلی کا کرنٹ ہوتا ہے۔

فوٹو وولٹک پینل عام طور پر متعدد شمسی سیل یونٹوں پر مشتمل ہوتے ہیں۔ ان میں سے زیادہ تر سیل یونٹ سلیکن مادے سے بنے ہیں ، جن میں سے مونوکریسٹل لائن سلیکن سیل اور پولی کرسٹل سلیکن سیلز سب سے زیادہ عام ہیں۔ مونوکریسٹل لائن سلیکن خلیوں میں تبدیلی کی اعلی کارکردگی ہوتی ہے ، جو عام طور پر 20 ٪ - 25} تک پہنچ جاتی ہے ، جس کا مطلب ہے کہ یہ شمسی توانائی کے 20 ٪ - 25 ٪ کو بجلی کی توانائی میں تبدیل کرسکتا ہے۔ اس کا مینوفیکچرنگ کا عمل نسبتا complex پیچیدہ ہے اور لاگت نسبتا high زیادہ ہے ، لیکن اس میں بجلی کی مستحکم کارکردگی اور 25 - 30 سال تک کی طویل خدمت زندگی ہے۔ پولی کرسٹل سلیکون خلیوں کی تبادلوں کی کارکردگی قدرے کم ہے ، تقریبا 15 {- 20 ٪ ، لیکن اس کی پیداواری لاگت نسبتا low کم ہے ، اور اس میں بڑے پیمانے پر ایپلی کیشنز میں لاگت کی تاثیر سے متعلق کچھ فوقیت ہوتی ہے ، اور اس کی خدمت زندگی بھی 20 - 25 سالوں تک پہنچ سکتی ہے۔

مونوکریسٹلائن سلیکن اور پولی کرسٹل لائن سلیکن خلیوں کے علاوہ ، فوٹو وولٹائک پینل کی دوسری قسمیں ہیں جیسے امورفوس سلیکن ، کیڈیمیم ٹیلورائڈ ، اور تانبے کے انڈیم گیلیم سیلینائڈ۔ امورفوس سلیکن فوٹو وولٹک پینلز میں اچھی لچک کے فوائد ہیں اور اسے پتلی فلموں میں بنایا جاسکتا ہے۔ وہ اکثر ظاہری شکل یا تنصیب کی جگہ کے ل special خصوصی تقاضوں کے ساتھ کچھ مناظر میں استعمال ہوتے ہیں ، لیکن ان کی تبدیلی کی کارکردگی نسبتا low کم ہوتی ہے ، عام طور پر 6 ٪ - 12 ٪۔ کیڈیمیم ٹیلورائڈ اور کاپر انڈیم گیلیم سیلینائڈ فوٹو وولٹک پینلز میں تبادلوں کی کارکردگی اور لاگت میں کچھ صلاحیت موجود ہے ، اور حالیہ برسوں میں ان کا مارکیٹ شیئر اب بھی مونوکسٹلائن سلیکون اور پولی کرسٹل لائن سلیکون فوٹووولٹک پینلز سے کم ہے۔

فوٹو وولٹک پینلز کے ذریعہ پیدا ہونے والی بجلی ڈی سی ہے ، جبکہ ہم اپنی روز مرہ کی زندگی میں استعمال کرنے والے زیادہ تر بجلی کے آلات کو مناسب طریقے سے کام کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس وقت ، انورٹر کلیدی کردار ادا کرتا ہے۔ یہ ایک جادوئی "کنورٹر" کی طرح ہے جیسے فوٹو وولٹک پینلز کے ڈی سی آؤٹ پٹ کو اے سی میں تبدیل کرنے کے لئے ذمہ دار ہے تاکہ مختلف صارفین جیسے خاندانوں اور کاروباری اداروں کی بجلی کی ضروریات کو پورا کیا جاسکے۔

انورٹرز کی بہت سی قسمیں ہیں ، اور عام طور پر انورٹرز ، سٹرنگ انورٹرز اور مائیکرو انورٹرز ہیں۔ مرکزی انورٹرز میں اعلی طاقت ہے اور وہ عام طور پر بڑے شمسی توانائی سے چلنے والے اسٹیشنوں کے لئے موزوں ہیں۔ یہ ایک سے زیادہ فوٹو وولٹک پینل گروپوں کے ذریعہ تیار کردہ ڈی سی جمع کرتا ہے اور ان کو تبدیل کرتا ہے۔ فائدہ یہ ہے کہ لاگت نسبتا low کم ہے اور مرکزی انتظام اور برقرار رکھنا آسان ہے ، لیکن ایک بار جب کوئی غلطی واقع ہوتی ہے تو ، اس سے بجلی پیدا کرنے والے پورے نظام کے عمل کو متاثر ہوسکتا ہے۔ سٹرنگ انورٹر ڈی سی کو مختلف فوٹو وولٹک پینل گروپوں کے لئے الگ الگ AC میں تبدیل کرتا ہے ، اور پھر ان AC کو جمع کرتا ہے۔ اس میں زیادہ لچک ہے۔ یہاں تک کہ اگر کسی خاص تار میں دشواریوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے تو ، اس سے دوسرے ڈوروں کے معمول کے عمل پر کوئی اثر نہیں پڑے گا۔ اس کے علاوہ ، یہ جزوی شیلڈنگ یا مختلف واقفیت کے ساتھ فوٹو وولٹک پینلز کے انسٹالیشن کے منظرناموں میں اپنے کارکردگی کے فوائد کو بہتر طور پر ادا کرسکتا ہے۔ اس وقت یہ تقسیم شدہ فوٹو وولٹک بجلی پیدا کرنے والے منصوبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ مائیکرو انورٹر ہر فوٹو وولٹائک پینل کے پچھلے حصے پر براہ راست انسٹال ہوتا ہے تاکہ ہر فوٹو وولٹک پینل کے ڈی سی پاور آؤٹ پٹ کو الگ سے تبدیل کیا جاسکے۔ اس کی سب سے بڑی خصوصیت یہ ہے کہ وہ ہر فوٹو وولٹک پینل کی آزادانہ نگرانی اور زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ سے باخبر رہنے کا احساس کرسکتا ہے۔ یہاں تک کہ اگر فوٹو وولٹک پینل بلاک ہوجاتا ہے یا ناکام ہوجاتا ہے تو ، دوسرے فوٹو وولٹک پینل اب بھی عام طور پر کام کرسکتے ہیں ، جو بجلی کی پیداوار کی کارکردگی اور استحکام کے پورے نظام کی استحکام کو بہت بہتر بناتا ہے۔ تاہم ، چونکہ ہر مائکرو انورٹر صرف ایک فوٹو وولٹک پینل سے مماثل ہے ، لہذا اس کی لاگت نسبتا high زیادہ ہے۔

برقی توانائی کو تبدیل کرنے کے عمل میں ، انورٹر کے کچھ اور اہم کام بھی ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ ٹریکنگ (ایم پی پی ٹی) فنکشن حقیقی وقت میں فوٹو وولٹک پینل کی آؤٹ پٹ پاور کی نگرانی کرسکتا ہے اور خود بخود ورکنگ پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کرسکتا ہے تاکہ فوٹو وولٹائک پینل ہمیشہ زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ کے قریب کام کرے ، اس طرح بجلی کی پیداوار کی کارکردگی کو بہتر بنائے۔ اس کے علاوہ ، انورٹر میں حفاظتی تحفظ کے افعال بھی ہیں جیسے بجلی پیدا کرنے کے نظام کے مستحکم آپریشن اور اہلکاروں اور سازوسامان کی حفاظت کو یقینی بنانے کے لئے اوور وولٹیج پروٹیکشن ، اوورکورینٹ پروٹیکشن ، اور رساو سے تحفظ۔

فوٹو وولٹک پینلز کو سورج کی روشنی کو بہتر طور پر حاصل کرنے کے ل ، ، ایک مستحکم سپورٹ ڈھانچہ کی ضرورت ہے ، جو بریکٹ سسٹم ہے۔ بریکٹ سسٹم فوٹو وولٹک پینلز کے لئے "ٹھوس پشت پناہی" کی طرح ہے۔ اس میں نہ صرف فوٹو وولٹک پینلز کا وزن خود بھی برداشت کرتا ہے ، بلکہ مختلف قدرتی ماحولیاتی عوامل ، جیسے ہوا ، بارش ، برف وغیرہ کی بھی مزاحمت کرتا ہے۔

بریکٹ سسٹم کو دو اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: فکسڈ اور ٹریکنگ۔ فکسڈ بریکٹ انسٹال کرنے کے لئے آسان اور لاگت میں کم ہیں۔ وہ کسی خاص زاویہ اور واقفیت پر زمین ، چھت یا دیگر عمارتوں پر فوٹو وولٹک پینل ٹھیک کرتے ہیں۔ اس بریکٹ کی تنصیب کا زاویہ عام طور پر مقامی عرض البلد اور شمسی تابکاری کے حالات کے مطابق بہتر بنایا جاتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جاسکے کہ فوٹو وولٹک پینل زیادہ تر سال کے لئے کافی سورج کی روشنی حاصل کرسکتے ہیں۔ ٹریکنگ بریکٹ زیادہ ذہین ہیں۔ وہ سورج کی پوزیشن میں ہونے والی تبدیلیوں کے مطابق فوٹو وولٹک پینلز کے زاویہ کو خود بخود ایڈجسٹ کرسکتے ہیں ، تاکہ فوٹو وولٹک پینل ہمیشہ سورج کی روشنی کے لئے کھڑے یا قریب کھڑے رہیں ، اس طرح سورج کی روشنی کو حاصل کرنے والے فوٹو وولٹائک پینلز کی کارکردگی کو زیادہ سے زیادہ بناتے ہیں۔ ٹریکنگ بریکٹ کو عام طور پر دو اقسام میں تقسیم کیا جاتا ہے: سنگل محور سے باخبر رہنا اور دوہری محور سے باخبر رہنا۔ سنگل محور سے باخبر رہنے والے بریکٹ ایک محور کے ساتھ گھوم سکتے ہیں (عام طور پر مشرق مغرب کی سمت میں افقی محور یا شمال-جنوب کی سمت میں مائل محور) ، جبکہ دوہری محور سے باخبر رہنے والے بریکٹ بیک وقت دو محوروں میں گھوم سکتے ہیں ، جس میں زیادہ سے زیادہ ٹریکنگ کی درستگی ہوتی ہے ، لیکن نسبتا higher زیادہ اخراجات۔

بریکٹ سسٹم کا انتخاب کرتے وقت ، بہت سے عوامل پر جامع طور پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ مثال کے طور پر ، انسٹالیشن سائٹ ، دستیاب علاقہ ، مقامی آب و ہوا کے حالات اور بجٹ کی نمائش۔ چھوٹے تقسیم شدہ فوٹو وولٹک بجلی پیدا کرنے والے منصوبوں ، جیسے گھریلو چھتوں کے فوٹو وولٹک سسٹم کے لئے ، عام طور پر محدود تنصیب کے علاقے اور لاگت کی حساسیت کی وجہ سے فکسڈ بریکٹ کا انتخاب کیا جاتا ہے۔ بڑے گراؤنڈ فوٹو وولٹک پاور اسٹیشنوں میں ، اگر سائٹ کے حالات کی اجازت اور بجلی پیدا کرنے کی اعلی کارکردگی کی تلاش کی جائے تو ، بریکٹ سے باخبر رہنا ایک بہتر انتخاب ہوسکتا ہے۔

شمسی توانائی سے بجلی پیدا کرنے کے نظام میں ، بیٹری پیک برقی توانائی کے "اسٹوریج گودام" کا کردار ادا کرتے ہیں۔ جب کافی سورج کی روشنی ہوتی ہے تو ، فوٹو وولٹک پینلز کے ذریعہ پیدا ہونے والی بجلی کا استعمال فوری طور پر صارفین کے ذریعہ کیا جاسکتا ہے ، اور اضافی بجلی بیٹری پیک میں محفوظ کی جاسکتی ہے۔ رات کے وقت یا ابر آلود دنوں میں سورج کی ناکافی روشنی کی صورت میں ، بیٹری پیک صارفین کو مستقل اور مستحکم بجلی کی فراہمی فراہم کرنے کے لئے ذخیرہ شدہ بجلی جاری کرتا ہے۔

بیٹریاں کی عام اقسام میں لیڈ ایسڈ بیٹریاں ، نکل دھات ہائیڈرائڈ بیٹریاں ، اور لتیم آئن بیٹریاں شامل ہیں۔ لیڈ ایسڈ بیٹریاں سب سے زیادہ استعمال ہونے والی توانائی اسٹوریج بیٹریاں ہیں۔ ان کے پاس کم لاگت ، بالغ ٹکنالوجی ، اور آسان دیکھ بھال کے فوائد ہیں۔ تاہم ، ان کی توانائی کی کثافت نسبتا low کم ہے ، ان کا حجم اور وزن بڑا ہے ، اور ان کے چارج اور خارج ہونے والے دورے کی زندگی عام طور پر 300-500 اوقات کے ارد گرد ہوتی ہے۔ نکل دھات ہائیڈرائڈ بیٹریوں کی کارکردگی لیڈ ایسڈ بیٹریوں سے بہتر ہے۔ ان کے پاس اعلی توانائی کی کثافت ، لمبی چارج اور خارج ہونے والی سائیکل زندگی (تقریبا 1 ، 000 اوقات تک) ہے ، اور ماحول دوست ہیں ، لیکن ان کی لاگت نسبتا high بھی زیادہ ہے۔ لتیم آئن بیٹریوں کے اہم فوائد ہیں جیسے اعلی توانائی کی کثافت ، چھوٹی مقدار ، ہلکے وزن ، اعلی چارج اور خارج ہونے والی کارکردگی ، اور لمبی سائیکل زندگی (عام طور پر 1 ، 500-3 ، 000 اوقات تک) ، لیکن اس وقت ان کی لاگت نسبتا high زیادہ ہے۔ کچھ لاگت سے حساس اطلاق کے منظرناموں میں ، ان کی تشہیر کچھ خاص پابندیوں کے تابع ہے۔

بیٹری پیک کو ڈیزائن اور تشکیل دیتے وقت ، شمسی توانائی سے بجلی پیدا کرنے والے نظام کی اصل بجلی کی طلب ، فوٹو وولٹک پینلز کی بجلی پیدا کرنے کی صلاحیت ، اور مقامی روشنی کے حالات جیسے عوامل پر جامع غور کرنا ضروری ہے۔ مثال کے طور پر ، یہ یقینی بنانے کے لئے مناسب بیٹری کی گنجائش کا تعین کرنا ضروری ہے کہ صارفین کی بنیادی بجلی کی طلب کو مسلسل ابر آلود دنوں کی صورت میں پورا کیا جاسکے۔ ایک ہی وقت میں ، یہ بھی ضروری ہے کہ بیٹری کے چارج اور خارج ہونے والے انتظام پر توجہ دیں ، معقول چارج اور خارج ہونے والی حکمت عملی کو اپنائیں ، بیٹری کی خدمت کی زندگی کو بڑھا دیں ، اور توانائی کے ذخیرہ کی لاگت کو کم کریں۔

کنٹرولر شمسی توانائی سے بجلی پیدا کرنے والے نظام کا "سمارٹ ہاؤس کیپر" ہے۔ یہ نظام کے محفوظ اور مستحکم آپریشن کو یقینی بنانے کے لئے پورے بجلی پیدا کرنے والے نظام کی نگرانی اور ان پر قابو پانے کے لئے ذمہ دار ہے۔ کنٹرولر میں بنیادی طور پر مندرجہ ذیل اہم کام ہوتے ہیں:

پہلا چارج اور خارج ہونے والے کنٹرول فنکشن ہے۔ یہ اصلی وقت میں بیٹری گروپ کے وولٹیج ، موجودہ اور دیگر پیرامیٹرز کی نگرانی کرسکتا ہے ، اور بیٹری کی چارجنگ کی حیثیت اور بجلی پیدا کرنے کے نظام کے کام کے حالات کے مطابق فوٹو وولٹائک پینل کے چارجنگ عمل کو خود بخود کنٹرول کرسکتا ہے تاکہ بیٹری کو زیادہ چارج یا زیادہ سے زیادہ ڈسچارج ہونے سے بچایا جاسکے۔ جب بیٹری کو مکمل طور پر چارج کیا جاتا ہے تو ، کنٹرولر زیادہ چارجنگ کی وجہ سے بیٹری کو پہنچنے والے نقصان سے بچنے کے لئے چارجنگ سرکٹ کو خود بخود کاٹ دے گا۔ اور جب بیٹری کی طاقت بہت کم ہے تو ، کنٹرولر بیٹری کی خدمت کی زندگی کو بچانے کے لئے خارج ہونے پر قابو پانے کے لئے کنٹرول کرے گا۔

دوسرا زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ ٹریکنگ کنٹرول فنکشن ہے۔ کنٹرولر انورٹر کے ساتھ مل کر کام کرنے کے ذریعہ حقیقی وقت میں فوٹو وولٹک پینل کی ورکنگ اسٹیٹ کو ایڈجسٹ کرسکتا ہے ، تاکہ یہ ہمیشہ زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ کے قریب چلتا ہے ، اس طرح فوٹو وولٹک پینل کی بجلی پیدا کرنے کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔

اس کے علاوہ ، کنٹرولر میں سسٹم کی غلطی کی تشخیص اور تحفظ کے افعال بھی ہیں۔ یہ اصل وقت میں بجلی پیدا کرنے کے نظام میں ہر جزو کی نگرانی کرسکتا ہے۔ ایک بار جب کسی غلطی کا پتہ چل جاتا ہے ، جیسے فوٹو وولٹک پینل میں ایک شارٹ سرکٹ ، انورٹر کی زیادہ گرمی ، بیٹری کا رساو وغیرہ ، کنٹرولر فوری طور پر اسی طرح کے تحفظ کے اقدامات کرے گا ، جیسے فالٹ سرکٹ کو کاٹنا اور الارم سگنل جاری کرنا ، تاکہ پورے بجلی کے نظام کے محفوظ طریقے کو یقینی بنایا جاسکے اور بحالی کے اہلکاروں کو پریشانی کا سامنا کرنا پڑے۔

مختلف اقسام اور سائز کے شمسی توانائی سے پیدا ہونے والے نظام میں استعمال ہونے والے کنٹرولرز بھی مختلف ہیں۔ چھوٹے شمسی توانائی سے چلنے والے نظام میں ، نسبتا simple آسان انٹیگریٹڈ کنٹرولر عام طور پر استعمال ہوتا ہے۔ یہ بنیادی افعال جیسے چارج اور خارج ہونے والے کنٹرول اور زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ سے باخبر رہنے والے کنٹرول کو مربوط کرتا ہے۔ یہ سائز میں چھوٹا اور لاگت کم ہے ، اور چھوٹے اطلاق کے منظرناموں کے لئے موزوں ہے جیسے گھریلو چھت والے فوٹو وولٹک نظام۔ بڑے شمسی توانائی سے بجلی کے اسٹیشنوں میں ، ایک زیادہ طاقتور اور ذہین مرکزی کنٹرولر کی ضرورت ہے۔ زیادہ موثر اور درست نظام کنٹرول کو حاصل کرنے کے ل It یہ پورے پاور اسٹیشن میں بہت سارے فوٹو وولٹک پینلز ، انورٹرز ، بیٹری پیک اور دیگر سامان کی یکساں طور پر نگرانی اور انتظام کرسکتا ہے۔

شمسی توانائی سے پیدا ہونے والا ایک مکمل نظام متعدد اجزاء پر مشتمل ہے جیسے فوٹو وولٹک پینل ، انورٹرز ، بریکٹ سسٹم ، بیٹری پیک اور ایک ساتھ کام کرنے والے کنٹرولرز۔ ہر جزو ایک ناگزیر کردار ادا کرتا ہے۔ وہ شمسی توانائی کو بجلی میں تبدیل کرنے کے لئے مل کر کام کرتے ہیں جسے ہم استعمال کرسکتے ہیں ، جو پائیدار توانائی کی ترقی کے حصول میں معاون ہیں۔ ٹکنالوجی کی مسلسل ترقی اور اخراجات میں بتدریج کمی کے ساتھ ، شمسی توانائی سے بجلی پیدا کرنے کے نظام کے اطلاق کے امکانات وسیع تر ہوں گے اور توقع کی جاتی ہے کہ وہ مستقبل کے توانائی کے میدان میں زیادہ اہم پوزیشن پر قبضہ کرے گا۔