کیوں توانائی کو زیادہ ولٹیج پر اور نہ کہ زیادہ کرنٹ پر منتقل کیا جاتا ہے

بلند مسافت کے بجلی کے نقل و حمل کے لئے، بلند ولٹیج اور کم کرنٹ پر بجلی کو بھیجنے کا طریقہ سب سے موثر اور قیمتیں کے لحاظ سے سب سے زیادہ فائدہ مند رہتا ہے۔ یہ نقطہ نظر مزاحمتی نقصانات کو کم کرتا ہے، مہنگے کنڈکٹرز پر انحصار کو کم کرتا ہے، اور بجلی کے گرڈ کی کل کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔ اس مضمون میں ہم اس کی کلیدی وجہوں پر غور کریں گے کہ کیوں بلند ولٹیج کا نقل و حمل کم ولٹیج یا زیادہ کرنٹ کے مقابلے میں ترجیح دیا جاتا ہے، جس کی حمایت عمیق فنی اور معاشی تجزیہ کرتا ہے۔بلند ولٹیج کے مقابلے میں زیادہ کرنٹ کے بجلی کے نقل و حمل کے لئے متعدد عملی اور معاشی عوامل موجود ہیں۔ برقی نظام میں، طاقت (P) کو فارمولہ سے تعین کیا جاتا ہے:

1.P برقی طاقت ہے،

2.V ولٹیج ہے، اور

3.I برقی کرنٹ ہے۔

بلند ولٹیج، کم کرنٹ بجلی کے نقل و حمل کی برتریفارمولہ P = VI ظاہر کرتا ہے کہ طاقت ولٹیج اور کرنٹ دونوں سے مستقیماً تناسب رکھتی ہے۔ لیکن بلند مسافت کے بجلی کے نقل و حمل کے لحاظ سے، بلند ولٹیج اور کم کرنٹ کا استعمال کئی مضبوط وجہوں کی بنا پر بہت زیادہ فائدہ مند ہوتا ہے:

I^2R نقصانات کا کم کرنانقل و حمل لائنوں میں طاقت کے نقصانات I^2R فارمولہ کے تحت ہوتے ہیں، جہاں I کرنٹ ہے اور R لائن کی مزاحمت ہے۔ زیادہ کرنٹ کرنٹ کے مربع کے ساتھ متناسب طور پر بہت زیادہ نقصانات کا باعث بنتا ہے۔ کنڈکٹروں سے گرمی کا خلاصہ ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں بہت زیادہ مقدار میں طاقة ضائع ہوجاتی ہے۔ولٹیج کو بڑھا کر اور طاقت کو مستحکم رکھ کر، کرنٹ کو کم کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر ولٹیج کو دوگنا کیا جائے تو کرنٹ کو نصف کر دیا جا سکتا ہے۔ یہ کرنٹ کا کم ہونا I^2R نقصانات میں کمی کا باعث بنتا ہے، بجلی کے نقل و حمل کے نظام کی کل کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔

ولٹیج ڈراپ کا کم کرناولٹیج ڈراپ نقل و حمل لائن کی مزاحمت کے باعث ہوتا ہے اور اس کا تعلق کرنٹ سے ہوتا ہے جو اس کے ذریعے بہ رہا ہوتا ہے۔ زیادہ کرنٹ بڑے ولٹیج ڈراپ کا باعث بنتا ہے، جس کے نتیجے میں بجلی کی کیفیت کم ہوجاتی ہے اور نقل و حمل کی کارکردگی کم ہوجاتی ہے۔بلند ولٹیج پر بجلی کا نقل و حمل اس مسئلے کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے۔ کم کرنٹ کے ساتھ، لائن کے ساتھ ولٹیج ڈراپ کم ہوتا ہے، یہ یقینی بناتا ہے کہ آپریٹرز تک پہنچنے والی طاقة تولید شدہ ولٹیج کے قریب ہوتی ہے۔ یہ ثابت قدمی برقی نظام کے لئے ضروری ہے۔

معقول کنڈکٹروں کا استعمالبجلی کے نقل و حمل نظام میں کنڈکٹروں (تار) کی تیاری اور نصب میں قابل ذکر کھرچ ہوتا ہے۔ زیادہ کرنٹ کے لئے بڑے کراس سیکشنل علاقوں کے ساتھ کنڈکٹروں کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ بڑھی ہوئی برقی لاڈ کو سنبھالا جا سکے۔ یہ بڑے کنڈکٹروں نہ صرف تیار کرنے میں مہنگے ہوتے ہیں بلکہ زیادہ مادہ کی ضرورت کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں کھرچ بڑھ جاتا ہے۔

جب طاقة (W)، نقل و حمل لائن کی لمبائی (L)، کنڈکٹر کی مزاحمت ρ، اور طاقة کا نقصان مستحکم رکھے گئے ہوں، کنڈکٹر کے حجم کو ولٹیج VcosΦ کے مربع کے بالعکس تناسب میں ہوتا ہے۔ اس طرح، بلند ولٹیج سطحوں کی وجہ سے کنڈکٹر مادے کی مقدار میں کمی ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں قابل ذکر کھرچ کی بچت ہوتی ہے۔

ٹرانسفرمرز کی کارکردگی کی بہتری

ٹرانسفرمرز، جو ولٹیج کے درجات کو بڑھانے یا کم کرنے کے لئے ضروری ہیں، بلند ولٹیج پر زیادہ کارکردگی سے کام کرتے ہیں۔ بلند ولٹیج کا نقل و حمل نقل و حمل راستے پر ولٹیج کے تبدیلیوں کی تعداد کو کم کرتا ہے۔ کم تبدیلی کے مرحلے کا مطلب ہے ٹرانسفرمرز کے اندر طاقة کے نقصانات کے مواقع کم ہوتے ہیں، جس سے کل نظام کی کارکردگی میں بہتری آتی ہے۔

نظامی اصولوں کی پابندی

قومی اور بین الاقوامی اصول عام طور پر بجلی کے نقل و حمل کے لئے ولٹیج ڈراپ اور کم سے کم طاقة کاکٹ کے لئے حدود مقرر کرتے ہیں۔ بلند ولٹیج کا نقل و حمل اس کے لئے کمپنیوں کو اصولوں کی پابندی کرنے میں آسانی فراہم کرتا ہے۔ ولٹیج ڈراپ کو کم کرکے اور طاقة کاکٹ کو بہتر بنانے سے، بلند ولٹیج نظاموں کی طاقة کی مسلسل کیفیت کی یقینیت ہوتی ہے اور نظامی امیدوں کو پورا کرتے ہیں۔

یہ ضروری ہے کہ یاد رہے کہ حالانکہ بلند ولٹیج کئی فوائد فراہم کرتا ہے، لیکن اس کا استعمال صحت کے حدود کے اندر کیا جانا چاہئے۔ مناسب ولٹیج کے سطح کو پار کرنا مزید کھرچ کی وجہ بن سکتا ہے کیونکہ اس کی ضرورت ہوتی ہے کہ بہتر عازمہ، بڑے ٹرانسفرمرز، زیادہ مضبوط سوچ گیئرز، مزید برقی گرج کے روکنے والے اور مضبوط سپورٹ سٹرکچر جیسے کھمبے اور ٹاورز کی ضرورت ہوتی ہے۔ علاوہ ازیں، بلند ولٹیج کی وجہ سے فالت کی سطح بڑھ سکتی ہے، جس کی وجہ سے برقی فالت کی امکان اور شدت میں اضافہ ہوسکتا ہے۔

زیادہ کرنٹ کے نقل و حمل کے نتائج

اگر بجلی کے نقل و تقسیم کے لئے بلند ولٹیج کے بجائے زیادہ کرنٹ کا استعمال کیا جائے تو، طاقة نظام کو سلسلہ وار چیلنجز کا سامنا کرنا پڑے گا:

I^2R نقصانات کا اضافہپہلے ہی بحث کی گئی طرح، زیادہ کرنٹ کرنٹ کے مربع کے ساتھ متناسب طور پر بہت زیادہ I^2R نقصانات کا باعث بنتا ہے۔ یہ نقصانات نہ صرف طاقة کو ضائع کرتے ہیں بلکہ اضافی طاقة کی تولید کی ضرورت کو بھی بڑھاتے ہیں، جس کی وجہ سے کارکردگی کے کھرچ اور ماحولی اثرات میں اضافہ ہوتا ہے۔

بڑا ولٹیج ڈراپ

زیادہ کرنٹ نقل و حمل لائن کے ساتھ بڑے ولٹیج ڈراپ کا باعث بنتا ہے۔ یہ ناپاک طاقة کی کیفیت، معدات کی عدم کارکردگی، اور نظام کی کارکردگی کی کمی کی وجہ بنتا ہے۔

بڑا معدات کی ضرورت

زیادہ کرنٹ کو سنبھالنے کے لئے، برقی معدات جیسے الٹرنیٹرز، ٹرانسفرمرز، سوچ گیئرز، اور کنڈکٹروں کو بڑے kVA کیپیسٹی کے لئے ریٹ کیا جانا چاہئے۔ یہ بڑے دستیابات مہنگے ہوتے ہیں خریدنے، نصب کرنے، اور صيانے کے لئے، جس کی وجہ سے طاقة نظام کے کل کھرچ میں اضافہ ہوتا ہے۔

مطابقت کے مسائل

کئی برقی معدات اور نظام خاص ولٹیج اور کرنٹ کی محدودیتوں کے اندر کام کرنے کے لئے تیار کیے گئے ہوتے ہیں۔ زیادہ کرنٹ کا نقل و حمل مطابقت کے مسائل کا باعث بنتا ہے، جس کی وجہ سے موجودہ معدات کو مہنگے اپ گریڈ یا تبدیلی کی ضرورت ہوتی ہے۔

نقل و حمل کی کارکردگی کی کمی

زیادہ نقصانات، ولٹیج ڈراپ، اور بڑے معدات کے مجموعی اثرات کی وجہ سے کل نقل و حمل کی کارکردگی میں کمی ہوتی ہے۔ زیادہ طاقة ضائع ہوتی ہے اور کم طاقة آپریٹرز تک پہنچتی ہے، جس کی وجہ سے نظام کم معاشی اور تحفظی ہوتا ہے۔

سلامتی کے مسائل

زیادہ کرنٹ کام کرنے والے کے لئے برقی نظام کے کارکنوں اور عام لوگوں کے لئے بڑے سلامتی کے خطرات پیش کرتا ہے۔ برقی شوک، آگ، اور معدات کی کم کارکردگی کی اضافی خطرات کی وجہ سے مزید سلامتی کے اقدامات کی ضرورت ہوتی ہے، جس کی وجہ سے نظام کے کھرچ اور پیچیدگی میں اضافہ ہوتا ہے۔

محدود نقل و حمل کی مسافت

زیادہ کرنٹ کے نقل و حمل کے ساتھ وابستہ ہونے والے قابل ذکر نقصانات اور ولٹیج ڈراپ کی وجہ سے، عملی نقل و حمل کی مسافت محدود ہوتی ہے۔ یہ بلند مسافت کے لئے بجلی کو فراہم کرنے کی صلاحیت کو محدود کرتا ہے، جس کی وجہ سے زیادہ کرنٹ کا نقل و حمل بڑے پیمانے پر، متصل طاقت کے گرڈ کے لئے مناسب نہیں ہوتا ہے۔

مقابلہ میں، بلند ولٹیج کا نقل و حمل بلند مسافتوں پر بجلی کو منتقل کرنے کے لئے زیادہ موثر، قیمتیں کے لحاظ سے زیادہ فائدہ مند، اور زیادہ قابل اعتماد حل فراہم کرتا ہے۔ یہ نقصانات کو کم کرنے، کھرچ کو کم کرنے، اور مسلسل کچھ کیفیت کی طاقة کو فراہم کرنے کے درمیان توازن قائم کرتا ہے، جس کی وجہ سے یہ مدرن طاقة نظاموں کے لئے منتخب چنی ہے۔