فوتولٹائیک پاور جنریشن سسٹم کا مجموعہ اور کام کرنے کا منصوبہ

فوٹوولٹائیک (پی وی) توانائی پیداوار نظام کی ترکیب اور کام کرنے کا مبدأ

ایک فوٹوولٹائیک (پی وی) توانائی پیداوار نظام بنیادی طور پر پی وی ماڈیولز، کنٹرولر، انورٹر، بیٹریز، اور دیگر سامان (جڑن والے نظام کے لئے بیٹریز ضروری نہیں ہوتی ہیں) سے ملکر بناتا ہے۔ آیا یہ عام توانائی کے شبکے پر منحصر ہے یا نہیں، پی وی نظام کو آفس گرڈ اور جڑن والے قسم میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ آفس گرڈ نظام مستقل طور پر عام توانائی کے شبکے کے بغیر کام کرتے ہیں۔ ان میں توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لئے بیٹریز ہوتی ہیں تاکہ نظام کو استحکام فراہم کیا جاسکے، اور رات کے وقت یا لمبی دیر کے بارشی یا بادل والا موسم کے دوران جب سورج کی توانائی کافی نہ ہو تو بھی بوجھ کو بجلی فراہم کیا جاسکے۔

نظام کی قسم کے برابر، کام کرنے کا مبدأ ایک ہی رہتا ہے: پی وی ماڈیولز سورج کی روشنی کو مستقیم کرنٹ (ڈی سی) بجلی میں تبدیل کرتے ہیں، جسے پھر انورٹر کے ذریعے متبادل کرنٹ (ای سی) میں تبدیل کیا جاتا ہے، جس سے بجلی کا استعمال یا شبکے کے ساتھ جڑن ممکن ہو جاتا ہے۔

1. فوٹوولٹائیک (پی وی) ماڈیولز

پی وی ماڈیولز پورے توانائی پیداوار نظام کا مرکزی حصہ ہیں۔ ان کی تیاری کوئی خاص فوٹوولٹائیک سیلز کو ملا کر کی جاتی ہے، جو لیزر یا دھاگے کے کاٹنے کے مشین کے ذریعے مختلف اقدامات میں کاٹے جاتے ہیں۔ ایک واحد سورجی سیل کی ولٹیج اور کرنٹ کی آؤٹ پٹ بہت کم ہوتی ہے، اس لئے پہلے متعدد سیلز کو سیریز میں جوڑا جاتا ہے تاکہ زیادہ ولٹیج حاصل کیا جاسکے، پھر پیریلیل میں تاکہ کرنٹ میں اضافہ ہو۔ اس ترتیب کو ایک بلاکنگ ڈائیوڈ (اُلٹ کرنٹ کے بہاؤ کو روکنے کے لئے) شامل کیا جاتا ہے، اور اسے سٹینلیس سٹیل، الومینیم، یا غیر معدنی مصنوعات سے بنے فریم میں سنجیدہ طور پر بند کیا جاتا ہے۔ اس کا سامنا تمپرد گلاس سے، پس کی جانب بیک شیٹ سے، نائٹروجن گیس سے بھرا ہوتا ہے، اور اسے مکمل طور پر بند کیا جاتا ہے۔ متعدد پی وی ماڈیولز کو سیریز اور پیریلیل میں جوڑ کر ایک پی وی آرے (جو کہ سولر آرے بھی کہلاتا ہے) بنایا جاتا ہے۔

کام کرنے کا مبدأ: جب سورج کی روشنی سورجی سیل کے سیمی کنڈکٹر پی-این جنکشن پر پڑتی ہے تو الیکٹران-ہول پیئر بناتی ہے۔ پی-این جنکشن پر موجود برقی میدان کے تحت ہول پی-ریجن کی طرف منتقل ہوتے ہیں اور الیکٹران ن-ریجن کی طرف منتقل ہوتے ہیں۔ جب سرکٹ بند ہوتا ہے تو کرنٹ بہنے لگتا ہے۔ پی وی ماڈیولز کا اصل کام سورجی توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرنا ہے، جہاں یہ بیٹریز میں ذخیرہ ہوتی ہے یا برقی بوجھ کو بجلی فراہم کرتی ہے۔

پی وی ماڈیولز کی قسمیں:

• ایک کریسٹلائی سلیکون: کارکردگی ≈ 18٪، تک 24٪ — تمام پی وی قسموں میں سب سے زیادہ۔ عام طور پر تمپرد گلاس اور واٹر پروف ریسن سے محفوظ ہوتے ہیں، جس سے وہ مضبوط اور طویل عرصے تک قابل استعمال ہوتے ہیں (زندگی تک 25 سال)۔

• پولی کریسٹلائی سلیکون: کارکردگی ≈ 14٪۔ ایک کریسٹلائی سلیکون کی سی تیاری کا عمل، لیکن کم کارکردگی، کم قیمت، اور کم عمر۔ لیکن یہ تیار کرنے کے لئے آسان ہوتا ہے، کم توانائی استعمال کرتا ہے، اور کم تیاری کی لاگت ہوتی ہے، جس سے یہ عام طور پر استعمال ہوتا ہے۔

• آمورفوس سلیکون (ٹھن فلم): کارکردگی ≈ 10٪۔ کامل طور پر مختلف ٹھن فلم کے عمل کا استعمال کرتا ہے، جس کی ضرورت کم سلیکون اور توانائی ہوتی ہے۔ اس کا اصل فائدہ کم روشنی کی شرائط میں بہتر کارکردگی ہے۔

2. کنٹرولر (آفس گرڈ نظاموں میں استعمال ہوتا ہے)

سورجی چارج کنٹرولر ایک خود کار ڈیوائس ہے جو بیٹری کو اوورچارجنگ اور اوورڈیسچارجنگ سے روکتا ہے۔ اس میں ایک ہائی سپیڈ CPU مائیکرو پروسیسر اور ہائی پریژن A/D کنورٹر شامل ہوتا ہے، اس کا کام ایک مائیکرو کمپیوٹر مبنی ڈیٹا اکٹھا کرنے اور مونیٹرنگ کنٹرول سسٹم کے طور پر ہوتا ہے۔ یہ تیزی سے ریل ٹائم آپریشنل ڈیٹا کو اکٹھا کر سکتا ہے، سسٹم کی حالت کو مونیٹر کر سکتا ہے، اور تاریخی ڈیٹا کو ذخیرہ کر سکتا ہے، جس سے سسٹم کے ڈیزائن اور کمپوننٹ کی معیاریت کو متعین کرنے کے لئے درست اور کافی معلومات فراہم کی جاتی ہیں۔ یہ ملٹیپل پی وی سب-سٹیشنز کی سنٹرلائزڈ مینیجمنٹ اور ریموٹ کنٹرول کے لئے سیریل کمیونیکیشن کی حمایت بھی کرتا ہے۔

3. انورٹر

انورٹر سورجی پینلز کے ذریعے پیدا ہونے والی ڈائریکٹ کرنٹ بجلی کو متبادل کرنٹ بجلی میں تبدیل کرتا ہے، جس سے یہ معیاری متبادل کرنٹ سے چلنے والی آپریٹرز کے ساتھ سازگار ہو جاتا ہے۔ پی وی انورٹر ایک کلیدی بالنس آف سسٹم (BOS) کمپوننٹ ہے اور میکسیمم پاور پوائنٹ ٹریکنگ (MPPT) اور آئلینڈنگ پروٹیکشن جیسی خصوصیات شامل ہوتی ہیں۔

سورجی انورٹرز کی قسمیں:

• آفس گرڈ انورٹر: آفس گرڈ نظاموں میں استعمال ہوتا ہے۔ پی وی آرے بیٹری کو چارجن کرتا ہے، اور انورٹر بیٹری سے ڈائریکٹ کرنٹ بجلی کو اخذ کرتا ہے تاکہ متبادل کرنٹ کے بوجھ کو فراہم کر سکے۔ کئی آفس گرڈ انورٹرز میں بیٹری چارجر شامل ہوتے ہیں جو متبادل کرنٹ کی بجلی کے ذریعے بیٹری کو دوبارہ چارجن کر سکتے ہیں۔ یہ انورٹرز شبکے سے جڑے نہیں ہوتے اور آئلینڈنگ پروٹیکشن کی ضرورت نہیں ہوتی۔

• جڑن والے انورٹر: متبادل کرنٹ بجلی کو عام توانائی کے شبکے میں واپس بھیجتا ہے۔ اس کا آؤٹ پٹ ویوفورم شبکے کے فیز، فریکوئنسی، اور ولٹیج کے ساتھ مل کر چلنا چاہئے۔ اگر شبکہ کا ربط ٹوٹ جائے تو یہ خود بخود بند ہو جاتا ہے تاکہ سلامتی کو یقینی بنایا جا سکے۔ یہ شبکے کی خرابی کے دوران بیک اپ بجلی فراہم نہیں کرتا ہے۔

• بیٹری بیک اپ انورٹر: ایک خاص انورٹر جو بیٹری کو اپنے اصل توانائی کے ذریعے استعمال کرتا ہے اور ایک چارجر شامل ہوتا ہے تاکہ بیٹری کو دوبارہ چارجن کیا جا سکے۔ زائد بجلی کو شبکے میں واپس بھیجا جا سکتا ہے۔ شبکے کی خرابی کے دوران یہ مخصوص سرکٹس کو متبادل کرنٹ بجلی فراہم کر سکتا ہے، اور اس لئے آئلینڈنگ پروٹیکشن شامل ہوتی ہے۔

4. بیٹری (جڑن والے نظاموں میں ضروری نہیں ہوتی ہے)

بیٹری پی وی نظام میں توانائی کا ذخیرہ یونٹ ہے۔ عام قسمیں میں سیلڈ لیڈ ایسڈ، فلڈڈ لیڈ ایسڈ، جیل، اور نکل کیڈمیم الکلائن بیٹریز شامل ہیں۔ سیلڈ لیڈ ایسڈ اور جیل بیٹریز سب سے زیادہ عام طور پر استعمال ہوتی ہیں۔

کام کرنے کا مبدأ: دن میں، سورج کی روشنی پی وی ماڈیولز پر پڑتی ہے، جس سے ڈائریکٹ کرنٹ ولٹیج پیدا ہوتی ہے اور روشنی کو بجلی میں تبدیل کرتی ہے۔ یہ بجلی کنٹرولر کو بھیجی جاتی ہے، جو اوورچارجنگ سے روکتا ہے، پھر بیٹری میں ذخیرہ کی جاتی ہے تاکہ بعد میں ضرورت پڑنے پر استعمال کی جا سکے۔