کسٹ افیکٹو ونڈ-سولر ہائبرید سلوشن: بک-بوسٹ کانورٹر اور سمارٹ چارجنگ سسٹم کے کوسٹ کو کم کرتے ہیں

ملخص​

یہ حل ایک نوآورانہ کارآمد باد-سورج ہائبرڈ طاقت پیداوار نظام پیش کرتا ہے۔ موجودہ تکنالوجیوں میں موجود بنیادی کمزوریوں جیسے کم توانائی کے استعمال، قلیل مدتی بیٹری کی عمر، اور کم نظام کی استحکام کے معاملات کو حل کرنے کے لئے، یہ نظام مکمل طور پر ڈیجیٹل کنٹرول شدہ بک-بوسٹ ڈی سی/ڈی سی کنورٹرز، انٹرمیلڈ پیرالللی ٹیکنالوجی، اور ذہین تین مرحلہ کا چارجنگ الگورتھم استعمال کرتا ہے۔ یہ وسیع تر رینج کی باد کی رفتار اور سورج کی روشنی کے تحت ماکسیمم پاور پوائنٹ ٹریکنگ (MPPT) کو ممکن بناتا ہے، توانائی کی کپچر کارآمدی میں محسوسہ طور پر بہتری لاتا ہے، بیٹری کی خدمات کی مدت کو موثر طور پر میلان کرتا ہے، اور کل نظام کی لاگت کو کم کرتا ہے۔

​1. مقدمہ: صنعت کے دردناک نقاط اور موجودہ کمزوریاں​

قائمہ باد-سورج ہائبرڈ نظاموں میں ایسی کمزوریاں ہوتی ہیں جو ان کی وسیع تر تطبيق اور قیمت کارآمدی کو محدود کرتی ہیں:

• ​ضیق ولٹیج ان پٹ رینج:​​ نظام عام طور پر سادہ بک کنورٹرز کا استعمال کرتے ہیں، جو صرف تب بیٹری کو چارجن کر سکتے ہیں جب باد کی ٹربائن یا سورجی پینل کے ذریعے پیدا ہونے والی ولٹیج بیٹری کی ولٹیج سے زیادہ ہو۔ کم باد یا ضعیف روشنی کی حالت میں، پیدا ہونے والی ولٹیج کافی نہیں ہوتی، جس کے نتیجے میں تجدید کےلئے توانائی ضائع ہو جاتی ہے۔
• ​شدید توانائی کا ضائع ہونا:​​ جب باد یا سورجی توانائی کافی ہو تو قائمہ نظام عموماً مقاومتی بریکنگ (ڈمی لوڈز) کا استعمال کرتے ہیں تاکہ اضافی برقی توانائی کو گرمی کے طور پر ختم کر دیا جائے تاکہ بیٹری کی اوورچارجنگ کو روکا جا سکے، جس کے نتیجے میں محسوسہ طور پر توانائی کا ضائع ہونا ہوتا ہے۔
• ​قلیل مدتی بیٹری کی عمر:​​ اوپر بیان کردہ کم توانائی کی کپچر اور غیر کامل اوورچارجنگ کی حفاظت کے مکانیک کی وجہ سے، بیٹریاں عام طور پر آنڈرچارج یا اوورچارج کی حالت میں رہتی ہیں، جس کے نتیجے میں ان کی سائکل کی عمر میں محسوسہ طور پر کمی آتی ہے اور نگهداری کی لاگت میں اضافہ ہوتا ہے۔
• ​کم کنٹرول کی صحت و ثابت قدمی:​​ زیادہ تر نظام سادہ کنٹرول کی سٹریٹجیز کا استعمال کرتے ہیں، جس میں صحیح ولٹیج اور کرنٹ کی ریگولیشن کی کمی ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں طاقة کی کیفیت میں عدم استقرار ہوتا ہے۔ موثوقہ لود کے آپریشن کے لئے، عام طور پر بڑی کیپیسٹی کے پیداوار اور ذخیرہ کے معدات کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے ابتدائی سرمایہ کاری میں اضافہ ہوتا ہے۔

​2. حل کے بنیادی مراکز​

یہ نظام 11 بنیادی مراکز پر مشتمل ہے جو متبادل طور پر کام کرتے ہیں تاکہ ایک ذہین، کارآمد توانائی کی کپچر، ذخیرہ، اور تقسیم کے نیٹ ورک کو تشکیل دیں۔

​3. بنیادی فنی فوائد​

​3.1 وسیع ولٹیج ان پٹ رینج کے ساتھ بک-بوسٹ ڈی سی/ڈی سی کنورٹر​

• ​جوہری تکنالوجی:​​ دونوں باد اور سورج کے کنورٹرز بک-بوسٹ ڈی سی/ڈی سی ٹاپولوجی کا استعمال کرتے ہیں۔
• ​حل کیا گیا دردناک نقطہ:​​ قائمہ بک کنورٹرز کی ولٹیج کی محدودیت کو فتح کرتا ہے۔
• ​کم ولٹیج ان پٹ (بوسٹ موڈ):​​ جب باد کی رفتار ریٹڈ مقدار (rpm < ω₀) سے کم ہو یا روشنی کم ہو، اور پیدا ہونے والی ولٹیج بیٹری کی ولٹیج سے کم ہو، کنورٹر خود بخود بوسٹ موڈ میں کام کرنے کو شروع کرتا ہے تاکہ ولٹیج کو بلند کر کے چارجنگ کیا جا سکے۔
• ​زیادہ ولٹیج ان پٹ (بک موڈ):​​ جب باد/سورج کی وسائل کافی ہوں اور پیدا ہونے والی ولٹیج بیٹری کی ولٹیج سے زیادہ ہو، کنورٹر خود بخود بک موڈ میں کام کرنے کو شروع کرتا ہے تاکہ چارجنگ کیا جا سکے۔
• ​دو تنظیم کی سکیموں:​​
• ​کیسکیڈ بک-بوسٹ ڈی سی/ی سی:​​ الگ الگ بوسٹ/بک کنٹرول کے لئے 2 پاور سوچ کا استعمال کرتا ہے؛ عالی دقت، عالی کارکردگی کی صورتحالوں کے لئے مناسب ہے۔
• ​بیسک بک-بوسٹ ڈی سی/ڈی سی:​​ 1 پاور سوچ کا استعمال کرتا ہے جس کو ایک سینگل PWM ڈیوٹی سائیکل (<50% بک, >50% بوسٹ) کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے؛ سادہ ڈھانچہ، کم لاگت۔

​3.2 انٹرمیلڈ پیرالل کنٹرول (کی کی Innovation)​​

• ​فنی پرنسپل:​​ ڈیجیٹل کنٹرولر دو پیرالل ڈی سی/ڈی سی کنورٹرز کے PWM سگنل کو 180 ڈگری فیز شفٹ کے ساتھ چلاتا ہے، جو قائمہ ان-فیز پیرالل آپریشن سے مختلف ہے۔
• ​فنی اثرات:​​
• ​کم رپل:​