فوٹو وولٹک نظام

فوٹو وولٹک نظاموں کو عام طور پر آزاد نظاموں، گرڈ سے منسلک نظاموں اور ہائبرڈ نظاموں میں تقسیم کیا جاتا ہے۔سولر فوٹوولٹک سسٹم کے ایپلیکیشن فارم، ایپلیکیشن اسکیل اور لوڈ ٹائپ کے مطابق اسے چھ اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

نظام کا تعارف

سولر فوٹوولٹک سسٹم کے ایپلیکیشن فارم، ایپلیکیشن اسکیل اور لوڈ کی قسم کے مطابق، فوٹو وولٹک پاور سپلائی سسٹم کو مزید تفصیل میں تقسیم کیا جانا چاہیے۔فوٹو وولٹک نظاموں کو بھی مندرجہ ذیل چھ اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: چھوٹے شمسی توانائی کی فراہمی کا نظام (Small DC)؛سادہ ڈی سی سسٹم (سادہ ڈی سی)؛بڑا سولر پاور سپلائی سسٹم (بڑا ڈی سی)؛AC اور DC پاور سپلائی سسٹم (AC/DC)؛گرڈ سے منسلک نظام (یوٹیلٹی گرڈ کنیکٹ)؛ہائبرڈ پاور سپلائی سسٹم (ہائبرڈ)؛گرڈ سے منسلک ہائبرڈ سسٹم۔ہر نظام کے کام کرنے والے اصول اور خصوصیات ذیل میں بیان کی گئی ہیں۔

بجلی کی فراہمی کا نظام

چھوٹے سولر پاور سپلائی سسٹم کی خصوصیات یہ ہیں کہ سسٹم میں صرف ایک ڈی سی لوڈ ہے اور لوڈ پاور نسبتاً کم ہے، پورے سسٹم کا ڈھانچہ سادہ ہے اور اسے چلانے میں آسان ہے۔اس کے بنیادی استعمال عام گھریلو نظام، مختلف سویلین ڈی سی مصنوعات اور متعلقہ تفریحی آلات ہیں۔مثال کے طور پر، میرے ملک کے مغربی علاقے میں، اس قسم کے فوٹو وولٹک نظام کو بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے، اور لوڈ ڈی سی لیمپ ہے، جو بجلی کے بغیر علاقوں میں گھریلو روشنی کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

ڈی سی سسٹم

اس سسٹم کی خصوصیت یہ ہے کہ سسٹم میں لوڈ ڈی سی لوڈ ہے اور لوڈ کے استعمال کے وقت کی کوئی خاص ضرورت نہیں ہے۔لوڈ بنیادی طور پر دن کے وقت استعمال ہوتا ہے، اس لیے سسٹم میں کوئی بیٹری استعمال نہیں ہوتی اور نہ ہی کسی کنٹرولر کی ضرورت ہوتی ہے۔سسٹم کا ڈھانچہ سادہ ہے اور اسے براہ راست استعمال کیا جا سکتا ہے۔فوٹو وولٹک ماڈیول لوڈ کو بجلی فراہم کرتا ہے، بیٹری میں توانائی کے ذخیرہ اور رہائی کے عمل کے ساتھ ساتھ کنٹرولر میں توانائی کے ضیاع کو ختم کرتا ہے، اور توانائی کے استعمال کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔یہ عام طور پر پی وی واٹر پمپ سسٹم، دن کے وقت کچھ عارضی آلات کی طاقت اور کچھ سیاحتی سہولیات میں استعمال ہوتا ہے۔شکل 1 ایک سادہ DC PV پمپ سسٹم دکھاتا ہے۔یہ نظام ترقی پذیر ممالک میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے جہاں پینے کے لیے نل کا صاف پانی نہیں ہے، اور اس نے اچھے سماجی فوائد پیدا کیے ہیں۔

بڑے پیمانے پر شمسی توانائی کا نظام

مندرجہ بالا دو فوٹو وولٹک نظاموں کے مقابلے میں، بڑے پیمانے پر شمسی توانائی سے چلنے والا فوٹو وولٹک نظام اب بھی DC پاور سسٹم کے لیے موزوں ہے، لیکن اس قسم کے شمسی فوٹو وولٹک نظام میں عام طور پر بہت زیادہ لوڈ پاور ہوتا ہے۔لوڈ کو مستحکم بجلی کی فراہمی کو یقینی بنانے کے لیے، اس کے متعلقہ نظام کا پیمانہ بھی بڑا ہے، اور اسے فوٹو وولٹک ماڈیولز کی ایک بڑی صف اور ایک بڑے بیٹری پیک سے لیس کرنے کی ضرورت ہے۔اس کے عام درخواست فارم میں کمیونیکیشن، ٹیلی میٹری، نگرانی کے آلات کی بجلی کی فراہمی، دیہی علاقوں میں مرکزی بجلی کی فراہمی، بیکن لائٹ ہاؤسز، اسٹریٹ لائٹس وغیرہ شامل ہیں۔ یہ فارم میرے مغرب میں بجلی کے بغیر کچھ علاقوں میں بنائے گئے کچھ دیہی فوٹو وولٹک پاور اسٹیشنوں میں استعمال ہوتا ہے۔ ملک، اور چائنا موبائل اور چائنا یونی کام کے ذریعے بنائے گئے کمیونیکیشن بیس سٹیشن دور دراز علاقوں میں بغیر پاور گرڈ کے بھی اس فوٹو وولٹک سسٹم کو بجلی کی فراہمی کے لیے استعمال کرتے ہیں۔جیسا کہ وانجیازائی، شانسی میں کمیونیکیشن بیس اسٹیشن پروجیکٹ۔

AC اور DC پاور سپلائی سسٹم

مندرجہ بالا تین سولر فوٹو وولٹک سسٹمز سے مختلف، یہ فوٹو وولٹک سسٹم ایک ہی وقت میں DC اور AC دونوں لوڈز کے لیے بجلی فراہم کر سکتا ہے، اور سسٹم کی ساخت کے لحاظ سے اس میں اوپر والے تینوں سسٹمز سے زیادہ انورٹرز ہیں، جو DC پاور کو AC میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ AC لوڈ کی ضروریات کو پورا کرنے کی طاقت۔عام طور پر، اس طرح کے نظام کی لوڈ پاور کی کھپت بھی نسبتا بڑی ہے، لہذا نظام کا پیمانہ بھی نسبتا بڑا ہے.یہ کچھ کمیونیکیشن بیس اسٹیشنوں میں AC اور DC دونوں بوجھ کے ساتھ اور AC اور DC بوجھ کے ساتھ دوسرے فوٹوولٹک پاور پلانٹس میں استعمال ہوتا ہے۔

گرڈ سے منسلک نظام

اس سولر فوٹو وولٹک نظام کی سب سے بڑی خصوصیت یہ ہے کہ فوٹو وولٹک سرنی سے پیدا ہونے والے براہ راست کرنٹ کو متبادل کرنٹ میں تبدیل کیا جاتا ہے جو گرڈ سے منسلک انورٹر کے ذریعے مینز گرڈ کی ضروریات کو پورا کرتا ہے اور پھر مینز نیٹ ورک سے براہ راست جڑ جاتا ہے۔لوڈ کے باہر، اضافی بجلی گرڈ کو واپس کھلایا جاتا ہے۔بارش کے دنوں میں یا رات میں، جب فوٹو وولٹک سرنی بجلی پیدا نہیں کرتی ہے یا پیدا ہونے والی بجلی لوڈ کی طلب کو پورا نہیں کر سکتی، یہ گرڈ سے چلتی ہے۔چونکہ برقی توانائی براہ راست پاور گرڈ میں داخل ہوتی ہے، اس لیے بیٹری کی ترتیب کو چھوڑ دیا جاتا ہے، اور بیٹری کو ذخیرہ کرنے اور جاری کرنے کے عمل کو محفوظ کیا جاتا ہے۔تاہم، اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ آؤٹ پٹ پاور وولٹیج، فریکوئنسی اور دیگر اشارے کے لیے گرڈ پاور کی ضروریات کو پورا کرتی ہے، سسٹم میں ایک وقف شدہ گرڈ سے منسلک انورٹر کی ضرورت ہے۔انورٹر کی کارکردگی کے مسئلے کی وجہ سے، ابھی بھی توانائی کا کچھ نقصان ہوگا۔اس طرح کے نظام اکثر یوٹیلیٹی پاور اور سولر پی وی ماڈیولز کی ایک صف کو متوازی طور پر مقامی AC بوجھ کے لیے طاقت کے ذرائع کے طور پر استعمال کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔پورے سسٹم کی لوڈ پاور شارٹ ریٹ کم ہو گئی ہے۔مزید برآں، گرڈ سے منسلک PV نظام عوامی پاور گرڈ کے لیے چوٹی کے ضابطے میں کردار ادا کر سکتا ہے۔گرڈ سے منسلک نظام کی خصوصیات کے مطابق، سوینگ الیکٹرک نے کئی سال پہلے کامیابی کے ساتھ ایک شمسی گرڈ سے منسلک انورٹر تیار کیا ہے، جسے خاص طور پر مختلف فوائد اور نقصانات کے ساتھ برقی توانائی کی ری سائیکلنگ کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔بڑی پیش رفت ہوئی ہے، اور گرڈ سے منسلک نظام پر تکنیکی مشکلات کا ایک سلسلہ دور ہو گیا ہے۔

مخلوط سپلائی سسٹم

اس سولر فوٹو وولٹک نظام میں استعمال ہونے والے سولر فوٹوولٹک ماڈیول سرنی کے علاوہ، ایک آئل جنریٹر بھی بیک اپ پاور سورس کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ہائبرڈ پاور سپلائی سسٹم کے استعمال کا مقصد مختلف پاور جنریشن ٹیکنالوجیز کے فوائد کو جامع طور پر استعمال کرنا اور ان کی متعلقہ خامیوں سے بچنا ہے۔مثال کے طور پر، اوپر بیان کردہ آزاد فوٹو وولٹک نظام کے فوائد کم دیکھ بھال ہیں، اور نقصان یہ ہے کہ توانائی کی پیداوار موسم پر منحصر اور غیر مستحکم ہے۔

ایک ہائبرڈ پاور سپلائی سسٹم جو ڈیزل جنریٹرز اور فوٹو وولٹک صفوں کے امتزاج کا استعمال کرتا ہے وہ واحد توانائی کے اسٹینڈ اکیلے نظام کے مقابلے موسم سے آزاد توانائی فراہم کر سکتا ہے۔

گرڈ سے منسلک مخلوط سپلائی سسٹم

سولر آپٹو الیکٹرونکس انڈسٹری کی ترقی کے ساتھ، ایک گرڈ سے منسلک ہائبرڈ پاور سپلائی سسٹم سامنے آیا ہے جو سولر فوٹو وولٹک ماڈیول اری، یوٹیلیٹی پاور اور بیک اپ آئل جنریٹرز کو جامع طور پر استعمال کر سکتا ہے۔اس قسم کا نظام عام طور پر کنٹرولر اور انورٹر کو مربوط کرتا ہے، کمپیوٹر چپ کا استعمال کرتے ہوئے پورے سسٹم کے آپریشن کو مکمل طور پر کنٹرول کرتا ہے، بہترین کام کرنے کی حالت کو حاصل کرنے کے لیے توانائی کے مختلف ذرائع کو جامع طور پر استعمال کرتا ہے، اور سسٹم کی لوڈ پاور کو مزید بہتر بنانے کے لیے بیٹریاں بھی استعمال کر سکتا ہے۔ فراہمی کی ضمانت کی شرح، جیسے AES کا SMD انورٹر سسٹم۔یہ نظام مقامی بوجھ کے لیے اہل بجلی فراہم کر سکتا ہے اور آن لائن UPS (بلاتعطل بجلی کی فراہمی) کے طور پر کام کر سکتا ہے۔بجلی گرڈ کو بھی فراہم کی جا سکتی ہے یا اس سے حاصل کی جا سکتی ہے۔نظام کا کام کرنے کا طریقہ عام طور پر تجارتی طاقت اور شمسی توانائی کے ساتھ متوازی طور پر کام کرنا ہے۔مقامی لوڈ کے لیے، اگر فوٹو وولٹک ماڈیولز سے پیدا ہونے والی بجلی لوڈ کے استعمال کے لیے کافی ہے، تو یہ فوٹو وولٹک ماڈیولز کے ذریعے پیدا ہونے والی بجلی کو براہ راست لوڈ کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے استعمال کرے گا۔اگر فوٹو وولٹک ماڈیولز سے پیدا ہونے والی بجلی فوری لوڈ کی مانگ سے زیادہ ہو جائے تو اضافی بجلی بھی گرڈ میں واپس آ سکتی ہے۔اگر فوٹو وولٹک ماڈیولز سے پیدا ہونے والی بجلی ناکافی ہے، تو یوٹیلیٹی پاور خود بخود فعال ہو جائے گی، اور یوٹیلیٹی پاور مقامی بوجھ کی طلب کو پورا کرنے کے لیے استعمال کی جائے گی۔جب لوڈ کی بجلی کی کھپت SMD انورٹر کی ریٹیڈ مینز کی صلاحیت کے 60% سے کم ہوتی ہے، تو مینز خود بخود بیٹری کو چارج کر دیتے ہیں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ بیٹری طویل عرصے تک تیرتی حالت میں ہے۔اگر مینز ناکام ہو جاتی ہے، یعنی مینز کی بجلی کی خرابی یا مینز اگر معیار معیار کے مطابق نہیں ہے، تو سسٹم خود بخود مینز کی پاور کو منقطع کر دے گا اور خود مختار ورکنگ موڈ پر سوئچ کر دے گا، اور لوڈ کے لیے درکار AC پاور فراہم کر دی جائے گی۔ بیٹری اور انورٹر کے ذریعے۔ایک بار جب مینز معمول پر آجاتا ہے، یعنی وولٹیج اور فریکوئنسی اوپر بیان کردہ نارمل حالت میں واپس آجاتی ہے، تو سسٹم بیٹری کو منقطع کر دے گا، گرڈ سے منسلک موڈ میں تبدیل ہو جائے گا، اور مینز سے پاور سپلائی کر دے گا۔کچھ گرڈ سے منسلک ہائبرڈ پاور سپلائی سسٹم میں، سسٹم کی نگرانی، کنٹرول اور ڈیٹا کے حصول کے افعال کو بھی کنٹرول چپ میں ضم کیا جا سکتا ہے۔اس طرح کے نظام کے بنیادی اجزاء کنٹرولر اور انورٹر ہیں۔

آف گرڈ فوٹو وولٹک سسٹم

آف گرڈ فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم ایک نئی قسم کا پاور سورس ہے جو فوٹو وولٹک ماڈیولز سے بجلی پیدا کرتا ہے، کنٹرولر کے ذریعے بیٹری کے چارج اور ڈسچارج کا انتظام کرتا ہے، اور انورٹر کے ذریعے DC لوڈ یا AC لوڈ کو برقی توانائی فراہم کرتا ہے۔ .یہ سطح مرتفع، جزائر، دور دراز پہاڑی علاقوں اور سخت ماحول کے ساتھ فیلڈ آپریشنز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔اسے کمیونیکیشن بیس سٹیشنوں، اشتہاری لائٹ بکس، اسٹریٹ لائٹس وغیرہ کے لیے بجلی کی فراہمی کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم ناقابل تلافی قدرتی توانائی کا استعمال کرتا ہے، جو بجلی کی قلت والے علاقوں میں مانگ کے تنازعہ کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتا ہے اور بجلی کے مسائل کو حل کر سکتا ہے۔ دور دراز علاقوں میں زندگی اور مواصلات۔عالمی ماحولیاتی ماحول کو بہتر بنائیں اور پائیدار انسانی ترقی کو فروغ دیں۔

سسٹم کے افعال

فوٹو وولٹک پینل بجلی پیدا کرنے والے اجزاء ہیں۔فوٹو وولٹک کنٹرولر پیدا ہونے والی برقی توانائی کو ایڈجسٹ اور کنٹرول کرتا ہے۔ایک طرف، ایڈجسٹ شدہ توانائی DC لوڈ یا AC لوڈ میں بھیجی جاتی ہے، اور دوسری طرف، اضافی توانائی بیٹری پیک کو اسٹوریج کے لیے بھیجی جاتی ہے۔جب پیدا ہونے والی بجلی لوڈ کی ضروریات کو پورا نہیں کرسکتی ہے جب کنٹرولر بیٹری کی طاقت کو لوڈ پر بھیجتا ہے۔بیٹری مکمل طور پر چارج ہونے کے بعد، کنٹرولر کو بیٹری کو زیادہ چارج نہ ہونے کے لیے کنٹرول کرنا چاہیے۔جب بیٹری میں ذخیرہ شدہ برقی توانائی خارج ہوتی ہے، تو کنٹرولر کو بیٹری کو کنٹرول کرنا چاہیے کہ بیٹری کی حفاظت کے لیے اسے زیادہ خارج نہ کیا جائے۔جب کنٹرولر کی کارکردگی اچھی نہیں ہوتی ہے، تو یہ بیٹری کی سروس لائف کو بہت متاثر کرے گا اور بالآخر سسٹم کی وشوسنییتا کو متاثر کرے گا۔بیٹری کا کام توانائی کو ذخیرہ کرنا ہے تاکہ رات کو یا بارش کے دنوں میں لوڈ کو چلایا جاسکے۔انورٹر AC لوڈز کے استعمال کے لیے DC پاور کو AC پاور میں تبدیل کرنے کا ذمہ دار ہے۔