سولر پینل کیسے کام کرتے ہیں۔
سولر پینل کا آلہ اور اس کے آپریشن کا اصول اس بات پر منحصر ہے کہ اسے کس مواد اور کس ٹیکنالوجی سے بنایا گیا ہے۔ لہذا، اہم اختیارات کی خصوصیات کو سمجھنے کے لئے ضروری ہے کہ ان کے اختلافات کیا ہیں اور استعمال کے لئے مناسب حل کا انتخاب کریں. تمام اعداد و شمار معیاری مصنوعات کے لیے متعلقہ ہیں، ہو سکتا ہے سستی بیٹریاں بیان کردہ پیرامیٹرز پر پورا نہ اتریں، کیونکہ وہ اکثر ٹیکنالوجی کی خلاف ورزیوں کے ساتھ بنائی جاتی ہیں۔
اصطلاحات
اس فیلڈ میں استعمال ہونے والی اہم اصطلاحات:
- شمسی توانائی - وہ بجلی جو سورج سے حاصل کی جاتی ہے جب پینل استعمال کیے جاتے ہیں۔
- سولر انسولیشن - یہ ظاہر کرتا ہے کہ شعاعوں کے لیے کھڑے سطح کے فی مربع میٹر پر کتنی سورج کی روشنی حاصل ہوتی ہے۔
- فوٹو وولٹک خلیات - سورج کی روشنی کو برقی توانائی میں تبدیل کرنے کے قابل ماڈیول۔ عام طور پر 1 سے 2 واٹ توانائی پیدا کرتے ہیں، لیکن زیادہ پیداواری اختیارات موجود ہیں۔
- فوٹو وولٹک نظام - آلات کا ایک سیٹ جو سورج سے روشنی کو بجلی میں تبدیل کرتا ہے۔
- سولر سیل یا پینل فوٹو وولٹک سیلز کا ایک گروپ ہیں جو ایک بڑے ماڈیول میں اکٹھے ہوئے ہیں اور سیریز یا سیریز کے متوازی انداز میں جڑے ہوئے ہیں۔ عام طور پر، ایک بیٹری میں 36 سے 40 حصے ہوتے ہیں۔
- سرنی - کرنٹ کی مطلوبہ مقدار حاصل کرنے کے لیے متعدد شمسی پینل جڑے ہوئے ہیں۔
- فریم شدہ ماڈیولز - ایلومینیم کے فریم میں ڈھانچے، پائیدار اور ہوا بند۔
- فریم لیس عناصر - لچکدار ورژن، وہ کم بوجھ کے حالات میں استعمال ہوتے ہیں۔
- کلو واٹ گھنٹے (kW) - بجلی کی طاقت کا ایک معیاری پیمانہ۔
- کارکردگی (Efficiency) - سولر پینلز۔ یہ بتاتا ہے کہ سطح سے ٹکرانے والی شمسی توانائی کتنی بجلی میں تبدیل ہوتی ہے۔ عام طور پر، اشارے 15-24٪ ہے.
- انحطاط - قدرتی وجوہات کی وجہ سے شمسی خلیوں کی صلاحیت میں کمی۔ اصل اقدار کے فیصد کے طور پر ماپا جاتا ہے۔
- چوٹی کا بوجھ وہ وقت ہوتا ہے جب بجلی کی سب سے زیادہ ضرورت ہوتی ہے۔
- کرسٹل لائن سلکان سولر پینل بنانے کا خام مال ہے۔ آج کا سب سے عام اور پائیدار آپشن۔
- بے ساختہ سلکان - بخارات کے ذریعہ سطح پر لگائی جانے والی ساخت اور حفاظتی مرکب سے ڈھکی ہوئی ہے۔
- سیمی کنڈکٹر - وہ مادے جو بعض حالات میں کرنٹ چلا سکتے ہیں۔ اس میں شمسی خلیوں کی تیاری میں استعمال ہونے والے زیادہ تر نئے مواد شامل ہیں۔
- انورٹر - ڈی سی کو اے سی کرنٹ میں تبدیل کرنے کا آلہ۔
- کنٹرولر - بیٹریوں کو صحیح طریقے سے چارج کرنے کے لیے شمسی ماڈیولز سے آؤٹ پٹ وولٹیج کو منظم کرتا ہے۔
یہ صرف سب سے عام اصطلاحات ہیں، اضافی اختیارات ہیں۔ لیکن یہاں تک کہ بنیادی باتوں کو جاننے سے بھی آپ کو موضوع کو زیادہ بہتر طریقے سے سمجھنے میں مدد ملے گی۔
معیار کے زمرے
سولر پینل کی کوالٹی کا اندازہ لگانے کے لیے، ہمیں سب سے پہلے فوٹو وولٹک سیلز بنانے کے لیے استعمال ہونے والے خام مال کا درجہ معلوم کرنا چاہیے۔ یہ تیار شدہ مصنوعات کی کارکردگی اور خدمت زندگی کا تعین کرتا ہے۔ چار اہم کلاسیں ہیں:
- گریڈ اے - بہترین درجہ، جو کسی بھی نقصان اور دراڑ سے پاک ہو۔ بھرنے کی یکسانیت اور سطح کی ہمواری اعلی کارکردگی کی ضمانت دیتی ہے، جو اکثر دستاویزات میں بیان کردہ سے بھی زیادہ ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، اس ویرینٹ میں سب سے کم انحطاط کی شرح ہے اور یہ طویل عرصے تک اچھی کارکردگی کو برقرار رکھتا ہے۔
- گریڈ بی معیار میں قدرے بدتر ہے، اور سطح کے نقائص ہوسکتے ہیں۔ تاہم، یہ اکثر ایسی مصنوعات تیار کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے جو گریڈ A کے مقابلے کارکردگی میں ہو۔انحطاط کا اشاریہ بہت زیادہ خراب ہے، اس لیے یہ اپنی ابتدائی خصوصیات کو تیزی سے کھو دیتا ہے۔
- گریڈ سی - آپشن، جس میں کافی سنگین نقائص ہو سکتے ہیں - دراڑوں سے لے کر چپس تک اور دیگر نقصانات۔ قیمت کے لحاظ سے، اس طرح کے ماڈیول بہت سستے ہیں، لیکن ان کی کارکردگی 15٪ سے زیادہ نہیں ہے. سستا حل جو چھوٹے بوجھ کے لیے موزوں ہے۔
- گریڈ ڈی - خلاصہ یہ ہے کہ یہ فوٹو وولٹک سیلز کی تیاری کے بعد بچا ہوا فضلہ ہے، جسے بیٹریاں بنانے کے لیے استعمال نہیں کرنا چاہیے۔ لیکن بہت سے ایماندار نہیں مینوفیکچررز، خاص طور پر ایشیا سے، انہیں پیداوار میں استعمال کرتے ہیں۔ اس اختیار کی کارکردگی انتہائی ناقص ہے۔
پہلے آپشن کا انتخاب کرنا بہتر ہے، انتہائی صورت میں دوسرا آپشن کرے گا۔ صرف وہ عام کارکردگی فراہم کر سکیں گے اور طویل عرصے تک خدمت کریں گے۔
ایوا لیمینیٹنگ میٹریل ایک خاص فلم ہے جو سامنے کی طرف واقع ہے اور اسے ریورس سائیڈ پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ بنیادی مقصد کام کرنے والے عناصر کو سورج کی روشنی میں مداخلت کیے بغیر منفی اثرات سے بچانا ہے۔ کوالٹی ویریئنٹس تقریباً 25 سال تک کام کرتے ہیں، کم کوالٹی - 5 سے 10 سال تک۔ آنکھوں سے مختلف قسم کا تعین کرنا ناممکن ہے، لہذا قیمت سے آگے بڑھنا آسان ہے - اچھے معیار کے اختیارات کم نہیں ہوں گے۔
ویڈیو میں دکھایا گیا ہے کہ سورج کی روشنی کی مثال سے برقی رو کیسے پیدا ہوتا ہے۔
کام کرنے کا اصول
سولر پینل کی خصوصیات کی وضاحت کرنا کافی مشکل ہے، لیکن عام نکات کو سمجھنا ممکن ہے:
- جب سورج کی روشنی فوٹو سیلز سے ٹکراتی ہے تو وہاں غیر متوازن الیکٹران ہول جوڑے بننے لگتے ہیں۔
- الیکٹران کی زیادتی کی وجہ سے وہ سیمی کنڈکٹر کی نچلی تہہ کی طرف جانا شروع کر دیتے ہیں۔
- بیرونی سرکٹ میں وولٹیج پیدا ہوتا ہے۔ مثبت قطب p-پرت کے رابطے پر ظاہر ہوتا ہے، اور منفی قطب n-پرت کے رابطے پر ظاہر ہوتا ہے۔
- اگر بیٹری پیک فوٹو وولٹک سیلز سے منسلک ہے تو ایک بند دائرہ بنتا ہے اور مسلسل حرکت کرنے والے الیکٹران بیٹری پیک کو بتدریج چارج فراہم کرتے ہیں۔
- روایتی سلکان ماڈیولز واحد منتقلی خلیات ہیں، جو صرف سورج کی روشنی کے مخصوص سپیکٹرم سے توانائی پیدا کر سکتے ہیں۔ اس کی وجہ سے آلات کی کارکردگی کم ہے۔
- مسئلہ کو حل کرنے کے لیے، مینوفیکچررز نے جھرنوں کے ورژن تیار کیے ہیں۔ وہ شمسی سپیکٹرم کی مختلف شعاعوں سے توانائی لے سکتے ہیں۔ اس سے کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے، لیکن پیداواری لاگت زیادہ ہونے کی وجہ سے ایسے پینلز کی قیمت بہت زیادہ ہے۔
- جو توانائی بجلی میں تبدیل نہیں ہوتی وہ حرارت میں تبدیل ہو جاتی ہے، اس لیے سولر پینل اس عمل میں 55 ڈگری تک گرم ہوتے ہیں، اور سیمی کنڈکٹر پینل 180 ڈگری تک گرم ہوتے ہیں۔ اور جیسے جیسے یہ گرم ہوتا جاتا ہے، سولر پینل کی کارکردگی کم ہوتی جاتی ہے۔
ویسے! سولر پینل موسم سرما کے صاف دنوں میں سب سے زیادہ موثر ہوتے ہیں، جب کافی روشنی ہوتی ہے اور کم درجہ حرارت سطح کو ٹھنڈا کرتا ہے۔
وہ کس چیز سے بنے ہیں۔
سولر پینل کی ساخت کا مطالعہ کرنے کے لیے، اہم اقسام کو سمجھنا ضروری ہے، کیونکہ پروڈکشن ٹیکنالوجی میں استعمال ہونے والے خام مال کے لحاظ سے اہم فرق ہے:
- سی ڈی ٹی بیٹریاں. فلم ماڈیولز کی تیاری میں Cadmium Telluride استعمال کیا جاتا ہے۔ تقریباً 11% یا اس سے کچھ زیادہ کارکردگی حاصل کرنے کے لیے چند سو مائکرو میٹر کی ایک تہہ کافی ہے۔ یہ واضح طور پر کم شرح ہے، لیکن دوبارہ حساب میں فی 1 واٹ بجلی کی قیمت سلیکون کے روایتی اختیارات کے مقابلے میں کم از کم 30 فیصد سستی ہے۔ مزید یہ کہ یہ قسم زیادہ پتلی اور ہلکی ہے۔
- CIGS ٹائپ کریں۔. مخفف کا مطلب ہے کہ مرکب میں تانبا، انڈیم، گیلیم اور سیلینیم شامل ہیں۔ ہمیں ایک سیمی کنڈکٹر ملتا ہے جو ایک چھوٹی پرت میں بھی لاگو ہوتا ہے، لیکن پہلے آپشن کے برعکس، یہاں کارکردگی زیادہ ہے اور اس کی مقدار 15% ہے۔
- GaAs اور InP اقسام اقسام 5-6 مائکرون کی پتلی پرت کو لگانے کی صلاحیت کی طرف سے خصوصیات ہیں، اور کارکردگی تقریبا 20٪ ہوگی. سورج کی روشنی سے بجلی بنانے کی ٹیکنالوجی میں یہ ایک نیا لفظ ہے۔ اعلی آپریٹنگ درجہ حرارت کی وجہ سے، بیٹریاں کارکردگی کو کھونے کے بغیر بہت گرم ہو سکتی ہیں. لیکن اس حقیقت کی وجہ سے کہ نایاب زمینی مواد پیداوار میں استعمال ہوتے ہیں، اس قسم کی قیمت زیادہ ہے۔
- کوانٹم ڈاٹ بیٹریاں (QDSC). وہ روایتی بلک مواد کی بجائے شمسی توانائی کی تبدیلی کے لیے کوانٹم ڈاٹس کو جذب کرنے والے مواد کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔ بینڈ گیپ ٹیوننگ کی خصوصیات کی وجہ سے، ملٹی ٹرانزیشن ماڈیول بنانا ممکن ہے جو شمسی توانائی کو زیادہ موثر طریقے سے جذب کرتے ہیں۔
- بے ساختہ سلکان وانپیکرن کے ذریعہ لاگو ہوتا ہے اور اس کی ایک متفاوت ساخت ہوتی ہے۔ یہ بہت موثر نہیں ہے، لیکن یکساں سطح بکھری ہوئی روشنی کو بھی جذب کرنے میں بہت اچھی ہے۔
- پولی کرسٹل لائن مختلف قسمیں سلیکون کو پگھلا کر اور اسے مخصوص حالات میں ٹھنڈا کر کے غیر سمتی کرسٹل تیار کر کے بنائے جاتے ہیں۔ پیداوار کی سستی اور اچھی کارکردگی کی وجہ سے سب سے عام حل میں سے ایک۔
- Monocrystalline خلیے ایک کرسٹل پر مشتمل ہوتے ہیں جو پتلی پلیٹوں میں کاٹے جاتے ہیں اور فاسفورس کے ساتھ ملاوٹ ہوتے ہیں۔ سب سے زیادہ دیرپا حل، جس میں انحطاط کی شرح کم ہے اور کم از کم 30 سال کی سروس لائف ہے، لیکن اکثر اوقات 10-15 سال تک طویل ہوتی ہے۔
ویسے! اس یا اس قسم کی کارکردگی پیداوار کی ٹیکنالوجی پر منحصر ہے، لہذا اس کی وضاحت کی جانی چاہئے.
سولر پینلز کے فائدے اور نقصانات
ہر قسم کی اپنی خصوصیات ہوتی ہیں، جن کا انتخاب کرتے وقت اسے دھیان میں رکھنا چاہیے، یہ فیصلہ کرنے کے لیے کہ کون سی قسم سب سے موزوں ہے:
- Monocrystalline پینلز کی اعلیٰ کارکردگی ہوتی ہے اور ماڈیول پلیسمنٹ کے لیے جگہ بچاتے ہیں۔ وہ کم از کم 25 سال تک چلتے ہیں اور آہستہ آہستہ اقتدار کھو دیتے ہیں۔ایک ہی وقت میں سطح گندگی کے لئے بہت حساس ہے، اسے اکثر صاف کیا جانا چاہئے. اور قیمت تمام سلکان پر مبنی اختیارات میں سب سے زیادہ ہے۔
- پولی کرسٹل لائن مختلف قسمیں سورج کی شعاعوں کو اتنی مؤثر طریقے سے جذب نہیں کرتی ہیں، لیکن پھیلی ہوئی روشنی میں بہتر کام کرتی ہیں۔ قیمت اور معیار کے تناسب کے لحاظ سے وہ زیادہ منافع بخش ہیں، لیکن کم کارکردگی کی وجہ سے وہ زیادہ جگہ لیتے ہیں۔
- بے ساختہ سلیکون بیٹریاں کہیں بھی رکھی جا سکتی ہیں، بشمول عمارتوں کی دیواروں پر، کیونکہ وہ پھیلی ہوئی روشنی کو جذب کرنے میں اچھی ہیں۔ کم کارکردگی کے ساتھ، ان کی قیمت کم ہے، لہذا انہیں ایک اقتصادی اختیار کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، وہ ایک طویل وقت تک رہتے ہیں اور سطح کی آلودگی سے ڈرتے نہیں ہیں.
- نایاب زمین کے اختیارات میں ایک جیسے فوائد اور نقصانات ہیں، لہذا ہم ان پر ایک ساتھ غور کر سکتے ہیں۔ وہ کارکردگی میں کلاسک پینلز سے برتر ہیں اور ان کا اطلاق فلم پر کیا جا سکتا ہے، جو کہ آسان ہے۔ ان کے درجہ حرارت کی حد زیادہ ہے، لہذا حرارتی کارکردگی کو متاثر نہیں کرتا. لیکن اعلی قیمت اور دھاتوں کی نایابیت کی وجہ سے، اس طرح کے اختیارات بڑے پیمانے پر استعمال نہیں ہوتے ہیں.
کہاں استعمال کرنا ہے۔
پرائیویٹ سیکٹر میں سورج سے بجلی حاصل کرنے اور توانائی کے وسائل پر بچت کرنے یا مکمل خود مختاری حاصل کرنے کے لیے تمام زیر غور آپشنز کو انسٹال کیا جا سکتا ہے۔ استعمال کے لحاظ سے، غور کرنے کے لیے چند سادہ ہدایات ہیں:
- Monocrystalline اور polycrystalline آپشنز چھت پر یا زمین پر بہترین رکھے جاتے ہیں، پہلے صحیح زاویہ پر ایک فریم بنایا تھا۔ یہ ضروری ہے کہ جھکاؤ کا زاویہ سایڈست ہو، لہذا آپ سورج کو ایڈجسٹ کر سکتے ہیں۔
- فلم کے ماڈیولز کو دیواروں اور دونوں جگہوں پر رکھا جا سکتا ہے۔ چھتیں. وہ اچھی طرح سے کام کرتے ہیں یہاں تک کہ اگر کرنیں صحیح زاویہ سے سطح پر نہیں ٹکراتی ہیں، جو بہت اہم ہے۔
- صنعتی پیمانے پر، فلم کی بیٹریوں کو بھی ترجیح دی جاتی ہے کیونکہ وہ سستی اور انسٹال کرنے میں آسان ہوتی ہیں۔
سولر پینلز کی کئی اقسام ہیں، لیکن کم قیمت اور اچھی کارکردگی کی وجہ سے تقریباً 90% مارکیٹ پر روایتی سلیکون ماڈلز کا قبضہ ہے۔ آپ سیمی کنڈکٹر میں سے کسی ایک حل کا انتخاب بھی کر سکتے ہیں، لیکن پھر آپ کو ڈیڑھ سے دو گنا زیادہ رقم خرچ کرنی پڑے گی۔