مختلف اطلاقات کے لئے سولر پینلز کو سمجھنا

سورجی توانائی کے تحويل کے پیچیدہ علمی مبادی

فوٹوولٹیک اثر کا تشریح

سورج کی روشنی کو بجلی میں تبدیل کرنے کے عمل کا مرکزی جزو فوٹوولٹائک اثر ہے۔ بنیادی طور پر، یہ اس وقت ہوتا ہے جب سورج کے خلیات فوٹونز کو الیکٹرانوں میں تبدیل کر دیتے ہیں جو بجلی پیدا کرتے ہیں۔ زیادہ تر سورج کے خلیات نیمہ دھاتی مواد، خصوصاً سلیکان کے بناوٹ پر انحصار کرتے ہیں تاکہ یہ سارا عمل کامیاب ہو سکے۔ سلیکان کو کیا خصوصیت دیتی ہے؟ اس کی ایٹمی ساخت اسے فوٹونز کو پکڑنے اور الیکٹرانوں کو نکالنے کی اجازت دیتی ہے، جس کے بعد وہ سورج کے خلیہ سے گزرتے ہیں اور بجلی کی موجودہ پیدا کرتے ہیں۔ جبکہ ہر چیز مناسب طریقے سے ترتیب دی جاتی ہے۔ جدید سورج کے خلیات کی کارکردگی بھی بہت حد تک بہتر ہو چکی ہے۔ بہت سے خلیات اب 20 فیصد کارکردگی یا اس سے زیادہ کی کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں، اور محققین مسلسل ان نظاموں سے زیادہ سے زیادہ کارکردگی حاصل کرنے کے نئے طریقے تلاش کر رہے ہیں۔ سورج کی ٹیکنالوجی کی دنیا بے شک تیزی سے آگے بڑھ رہی ہے، کیونکہ سائنس دان نئے مواد اور تیاری کے طریقوں کے ساتھ تجربات کر رہے ہیں تاکہ ہر سال کارکردگی کی شرح میں اضافہ کیا جا سکے۔

سورجی روشنی سے استعمالی برق تک

دھوپ کو بجلی میں تبدیل کرنا جسے ہم استعمال بھی کر سکیں، کچھ اہم مراحل کے ذریعے ہوتا ہے۔ سورج کے پینل سب سے پہلے دھوپ کو پکڑتے ہیں اور اسے سیدھی کرنٹ یا ڈی سی بجلی میں تبدیل کر دیتے ہیں۔ جب خاندانوں کی بات کی جاتی ہے تو اس ڈی سی کو متبادل کرنٹ (ای سی) میں تبدیل کرنا پڑتا ہے تاکہ عام اشیاء کام کر سکیں، اور یہیں پر انورٹرز کام آتے ہیں۔ سورج کی بجلی کو بجلی کے جال سے جوڑنا بھی بڑا فرق ڈالتا ہے۔ یہ اجازت دیتا ہے کہ دھوپ والے دنوں کی اضافی بجلی واپس سسٹم میں چلی جائے جہاں کوئی اور اسے استعمال کر سکے، جس کا مطلب ہے کہ کم فضولی ہو۔ ہم نے حال ہی میں کچھ حیران کن اعداد و شمار دیکھے ہیں جو یہ دکھاتے ہیں کہ لوگ اب کتنی زیادہ سورج کے پینل لگا رہے ہیں۔ اور جیسے ہی مزید گھرانے اور کاروبار سورج کی طرف منتقل ہوتے ہیں، ان نظاموں کو موجودہ جالوں سے مناسب طریقے سے جوڑنا اور بھی اہم ہو جائے گا اگر ہم اس صاف توانائی کا زیادہ سے زیادہ فائدہ اٹھانا چاہتے ہیں۔

معاصر سولر نظاموں کے اہم ماحول

لیتھیم بیٹری اسٹوریج حل

لیتھیم بیٹریاں دھوپ کی توانائی کو محفوظ کرنے کے لیے زیادہ سے زیادہ ضروری بن چکی ہیں تاکہ لوگ غروب آفتاب کے بعد بھی توانائی تک رسائی حاصل رکھیں۔ان نئی ماڈل بیٹریوں کا مقابلہ کرنے والی پرانی طرز کی لیڈ ایسڈ بیٹریوں سے کیا جائے تو یہ بہتر کام کرتی ہیں اور زیادہ دیر تک چلتی ہیں۔جو لوگ سورج کے پینل میں سرمایہ کاری کرتے ہیں، ان کے لیے قابل بھروسہ ذخیرہ کا ہونا ہی برقی رو کی مستقل فراہمی اور غیر متوقع طور پر بند ہونے کے درمیان فرق پیدا کر سکتا ہے۔آج کل کئی اقسام کی لیتھیم ٹیکنالوجی دستیاب ہے جن میں لیتھیم آئرن فاسفیٹ اور لیتھیم نکل منگنیز کوبالٹ آکسائیڈ کے ورژن شامل ہیں۔ان کو دیگر آپشنز سے کیا الگ کرتا ہے؟یہ تیزی سے چارج ہوتی ہیں، چھوٹی جگہوں میں زیادہ توانائی کو سمیٹ لیتی ہیں اور عمومی طور پر برسوں تک بہترین حالت میں کام کرتی ہیں۔حقیقی دنیا کے ٹیسٹوں سے پتہ چلتا ہے کہ لیتھیم بیٹریاں پرانی بیٹری سسٹمز کے مقابلے میں کہیں زیادہ توانائی کو محفوظ کر لیتی ہیں۔اسی وجہ سے بہت سے گھر کے مالکان اور کاروباری ادارے اپنے سورج کے نظام کے حصے کے طور پر لیتھیم بیسڈ ذخیرہ کے حل کی طرف منتقل ہو رہے ہیں۔

مختلف اپلیکیشنز کے لیے انورٹر ٹیکنالوجیاں

سورج کے انورٹرز پینلز سے مستقل کرنٹ کو تبدیل کر کے متبادل کرنٹ میں بدل دیتے ہیں جس پر زیادہ تر گھر اور کاروبار چلتے ہیں۔ انورٹر سسٹم کے انتخاب کے معاملے میں، بازار میں کافی سارے آپشنز دستیاب ہیں۔ سٹرنگ انورٹرز سادہ تنصیبات کے لیے اچھی طرح کام کرتے ہیں اور ابتدائی طور پر سستے ہوتے ہیں، البتہ جب پینلز کو جزوی طور پر سایہ دار کیا جاتا ہے یا وہ مختلف سمت میں ہوتے ہیں تو انہیں مشکلات کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ مائیکرو انورٹرز بالکل مختلف طریقہ اختیار کرتے ہیں، ہر فرد پینل پر کام کرتے ہیں تاکہ مشکل حالات کے باوجود بہتر کارکردگی ظاہر کر سکیں۔ پھر وہاں پاور آپٹیمائزرز بھی ہیں جو دونوں طریقوں کے درمیان کہیں ہوتے ہیں۔ حالیہ مہینوں میں گھروں میں سورجی توانائی کی تنصیب اور کمپنیوں کے ماحول دوست ہونے کے باعث ان ڈیوائسز کے مارکیٹ میں تیزی سے اضافہ ہوا ہے۔ توانائی کی قیمتوں میں ہر جگہ اضافے کے ساتھ، کسی بھی شخص کے لیے مناسب قسم کے انورٹر میں سمارٹ سرمایہ کاری کرنا جو اپنی سورجی ترتیب کو وقتاً فوقتاً کارآمد بنانا چاہتا ہے، مناسب ہے۔

آف گرڈ سیٹ آپس میں چارج کنٹرولرز

چارج کنٹرولرز سولر پاور کو بیٹری میں ذخیرہ کرنے کی مقدار کو منیج کرنے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں، خاص طور پر ان لوگوں کے لیے جو آف گرڈ رہتے ہیں۔ ان کے بغیر، بیٹریوں کو زیادہ یا کم چارج کیا جا سکتا ہے، جس سے ان کی عمر کافی حد تک کم ہو جاتی ہے۔ بہت سے جدید کنٹرولرز ایم پی پی ٹی (MPPT) ٹیکنالوجی کے ساتھ لیس ہوتے ہیں جو سولر پینلز سے حاصل ہونے والی بہترین پاور آؤٹ پٹ کو ٹریک اور ایڈجسٹ کرتی رہتی ہے، تاکہ ہم اپنی تنصیب سے زیادہ سے زیادہ پاور حاصل کر سکیں۔ کسی بھی آف گرڈ سولر سسٹم کو چلانے والے کے لیے معیار کے چارج کنٹرولرز رکھنا صرف مددگار ہی نہیں بلکہ ضروری ہے اگر وہ چاہتے ہیں کہ ان کا سسٹم مہینوں کی بجائے سالوں تک چلے۔ ہم یہی صورتحال پہاڑی جھونپڑیوں، شہروں سے دور زرعی آپریشنز، اور چھوٹے جزیرہ کمیونٹیز میں دیکھتے ہیں جہاں روایتی پاور گرڈ سے منسلک ہونا مالی طور پر مناسب نہیں ہوتا۔ یہ حقیقی دنیا کے استعمال کے مطابق ایپلی کیشنز یہ ظاہر کرتی ہیں کہ توانائی کی آزادی کے خواہشمند افراد کے لیے مناسب بیٹری مینجمنٹ کیوں اتنی اہمیت رکھتی ہے۔

آف-گرڈ شمسی سسٹم کے استعمالات

علاقائی علاقوں کے لئے دوردست توانائی کے حل

دور دراز علاقوں میں بجلی فراہم کرنا کوئی آسان کام نہیں ہے، کیونکہ زیادہ تر مقامات پر ہمارے ملک میں موجود مرکزی بجلی گرڈ سسٹم موجود نہیں ہوتے، نیز بہت زیادہ فاصلوں تک تار بچھانے کی لاگت بھی بہت زیادہ ہوتی ہے۔ لیکن آف گرڈ سورجی تنصیبات میں امید موجود ہے، جو سورج کی روشنی کو جذب کرکے ان مقامات پر مستحکم بجلی فراہم کرتی ہیں جہاں اس کی سب سے زیادہ ضرورت ہوتی ہے۔ ہم نے عملی طور پر بھی دیکھا ہے کہ یہ کام کس طرح کر رہا ہے۔ افریقہ اور جنوبی ایشیا کے ان گاؤں کی مثال لیں جہاں اب سورجی پینل رات کو گھروں کو روشن کر رہے ہیں۔ اسکول زیادہ دیر تک کھلے رہتے ہیں، کلینک ویکسین کو مناسب طریقے سے سٹور کر سکتے ہیں، اور مقامی دکانیں غیر یقینی جنریٹرز پر پیسے ضائع کرنے کے بجائے منافع کمانے لگی ہیں۔ جب لوگ اپنی روشنیوں کو مستحکم سمجھنے لگیں تو، کاروبار ایندھن کی لاگت سے بچت کے ساتھ خوشحال ہوتے ہیں۔ اس قسم کی استحکام وقتاً فوقتاً پوری کمیونٹیز کو تبدیل کر دیتا ہے۔

3V لیٹھیم بیٹریوں کے ساتھ پورٹبل سسٹمز

3V لیتھیم بیٹریاں پورٹیبل سورجی ٹیکنالوجی میں ایک اہم کردار ادا کرتی ہیں کیونکہ وہ لوگوں کو اپنے سامان کو آسانی سے منتقل کرنے کی اجازت دیتی ہیں اور اس کے باوجود ان کے سامان سے اچھی کارکردگی حاصل کی جا سکتی ہے۔ یہ درحقیقت چھوٹے چھوٹے مکملہ سامان سے لے کر کہیں میدانوں میں نصب موسمی نگرانی کے سینسر تک ہر قسم کی چیزوں کو چلاتی ہیں، جس سے لوگوں کو قابل بھروسہ بجلی فراہم کی جا سکے جب عام بجلی دستیاب نہ ہو۔ مثال کے طور پر سورجی لالٹینوں کو لیں۔ دور دراز کے علاقوں میں آباد کمیونٹیز رات کے وقت ان روشنیوں پر بھروسہ کرتے ہیں کیونکہ وہاں تک گرڈ بجلی نہیں پہنچتی۔ بیٹری کی ٹیکنالوجی میں بھی بہت ترقی ہوئی ہے۔ دھات سازوں نے ان بیٹریوں کو فی گرام زیادہ طاقتور بنایا ہے اور کل وزن کو کم کیا ہے تاکہ تمام سامان لے جانے میں آسانی ہو۔ اسی وجہ سے ہمیں یہ بیٹریاں ہر جگہ نظر آتی ہیں، چاہے کیمپروں میں خیمے لگانے والوں کے پاس ہوں یا آفات سے نمٹنے کے کام میں استعمال ہونے والے امدادی کارکنوں کے پاس جنہیں فوری طور پر بیک اپ بجلی کی ضرورت ہو۔ جہاں بجلی دستیاب نہ ہو یا موبائل حل کی ضرورت ہو، ایسی جگہوں پر ان بہتریوں کی اہمیت بہت زیادہ ہوتی ہے۔

کھاندانی سیکٹر کی خصوصی پیش کشیاں

ریزیڈنٹیل روف ٹاپ انسٹالیشن

آج کل زیادہ سے زیادہ لوگ اپنے گھروں پر سورجی توانائی کے پینل لگا رہے ہیں، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ہم پاکیزہ توانائی کے ذرائع کی طرف بڑھ رہے ہیں۔ بہت سے گھر مالکان کو معلوم ہے کہ سورجی پینل لگانے سے ان کے بجلی کے بل کم ہو جاتے ہیں اور ساتھ ہی ساتھ فضا میں کاربن کا اخراج بھی کم ہوتا ہے۔ گزشتہ سال امریکہ بھر میں گھریلو سورجی توانائی کی تنصیب میں کافی زبردست اضافہ ہوا - تقریباً 34 فیصد نمو۔ اس قسم کی تعداد سے پتہ چلتا ہے کہ لوگوں کو یہ چیز درکار ہے اور کاروبار بہت تیزی سے آگے بڑھ رہا ہے۔ بجلی کے بل سے بچی ہوئی رقم صرف کہانی کا ایک حصہ ہے۔ درحقیقت، یہ سورجی نظام ماحول کی حفاظت بھی کرتے ہیں کیونکہ وہ سیارے کو گرم کرنے والی نقصان دہ گرین ہاؤس گیسوں کو کم کر دیتے ہیں۔

1. کثیر سرکاریں اسکان کے لیے حوافز اور واپسی دینے کی پیشکش کرتی ہیں۔
2. ریاستہائے متحدہ امریکہ میں، گھر مالکین فیڈرل سورجی ٹیکس کریڈٹ سے فائدہ اُٹھا سکتے ہیں، جو تنصیب کے خرچ کو 26 فیصد تک کم کر دیتا ہے۔
3. اس کے علاوہ، کئی ریاستی سطح کے پروگرام مالی مدد کے لیے دیگر مواقع فراہم کرتے ہیں، جو سورجی ٹیکنالوجی کو زیادہ دستیاب اور قابل انجام بناتے ہیں۔

تجارتی سورجی فارم

تجارتی سولر فارمز اکثر لوگوں کے گھروں میں نصب کردہ نظاموں کے مقابلے میں کافی بڑے آپریشن ہوتے ہیں۔ وہ ہمارے مقامی بجلی گرڈ میں کافی حد تک حصہ ڈالتے ہیں۔ آج کل کی عام تجارتی تنصیبات کو دیکھیں - ان میں سے بہت سی 1 میگاواٹ سے زیادہ بجلی پیدا کرتی ہیں۔ اتنی پیداوار سے صرف 200 گھروں کو توانائی فراہم ہوتی ہے۔ چونکہ بہت سی کمیونٹیز اپنے قابل تجدید توانائی کے مرکب کو بڑھانا چاہتی ہیں، مستقبل کی ضروریات اور موجودہ فراہمی کے درمیان فرق کو پر کرنے میں ان بڑے پیمانے پر سولر منصوبوں کی دستیابی کافی فرق ڈال رہی ہے۔

1. سولر توانائی میں سرمایہ کاری کرنے والے کاروباریں لمبے عرصے تک بڑی کمپنیوں کی مالی حوصلہ افزائی اور بچت حاصل کرتی ہیں۔
2. کئی علاقے یہ مہمانیاں دستاویز کرنے کے لئے ٹیکس کٹ، تجدیدی توانائی کریڈٹ اور منصوبوں کی حمایت کے لئے منصوبوں کی حمایت کرتے ہیں۔
3. سولر میں سرمایہ کاری کے ذریعے کمپنیاں صرف عملیاتی لاگت کو کم کرتی ہیں بلکہ ان کی مستقبل کیلئے پاک توانائی اور قابلیت کی ضمانت بھی دکھاتی ہیں۔

نقل و حمل کی تکامل کی چیلنجز

ہمارے نقل و حمل کے نظام میں شمسی ٹیکنالوجی کو شامل کرنے کے ساتھ کچھ چیلنجز بھی آتے ہیں، لیکن اس شعبے میں نمو کی گنجائش یقیناً موجود ہے۔ ہم جن مسائل میں سے ایک یہ ہے کہ شمسی پینلز کو الیکٹرک گاڑیوں پر اس طرح فٹ کرنا کہ ان کے ڈیزائن یا کارکردگی میں کوئی خرابی نہ آئے۔ اس کے علاوہ روایتی شمسی چارجنگ اسٹیشنز کی تنصیب بھی ایک چیلنج ہی رہی ہے۔ اس صنعت میں بیٹھے نہیں رہا گیا۔ اس وقت ہم دیکھ رہے ہیں کہ کچھ بہت دلچسپ اور نئی ایجادیں سامنے آ رہی ہیں۔ کچھ کمپنیاں ایسی گاڑیوں پر کام کر رہی ہیں جن میں پینلز ہی گاڑی کے ڈھانچے کا حصہ بن جائیں گے، جبکہ دیگر خود کار طریقے سے گاڑیوں کو تلاش کر کے ان سے جڑنے والے چارجنگ اسٹیشنز کے ساتھ تجربات کر رہی ہیں۔

1. ٹیکنالوجی میں ترقی کے ساتھ سولر انرژی کا ٹرانسپورٹیشن میں مستقبل وعده بخشنے والا ہے۔
2. سولر قوت پر مشتمل عام عوام کی ٹرانسپورٹ اور سولر میں بہتری کے ساتھ ہائیوے پروجیکٹس میں دلچسپی بڑھ رہی ہے۔
3. یہ نوآوریاں صرف فوسل فیولز پر منحصری کو کم کرتی ہیں بلکہ بجلی سے چلتی گاڑیوں کے بازار کو مستqvam بنانے میں بھی مدد کرتی ہیں۔

موجودہ چیلنجز کو حل کرنے اور نئی ٹیکنالوجیوں کو استعمال کرنے سے سولر انرژی ٹرانسپورٹیشن کو بدلنے میں ایک تبدیلی کا کردار ادا کرسکتی ہے اور مستqvamی کے مقاصد کو حاصل کرنے میں مدد کرسکتی ہے۔

سولر ٹیکنالوجی میں نئے رجحانات

سمارٹ گرڈ انٹیگریشن میں ترقی

سمارٹ گرڈز وہ ہیں جو ہم اپنے کمیونٹیز میں سورج کی توانائی کی تقسیم کے طریقہ کار کو تبدیل کر رہے ہیں۔ یہ درحقیقت بجلی کی موجودہ تقسیم کے عمل کو کہیں زیادہ مسلسل اور قابل بھروسہ بناتے ہیں۔ ڈیجیٹل ٹیکنالوجی ان نظاموں کو یہ فراہم کرتی ہے کہ وہ توانائی کے بہاؤ کو لمحہ بہ لمحہ ٹریک کر سکیں، جس سے کم از کم ضائع ہونے اور بہتر کنٹرول کو یقینی بنایا جا سکے۔ ایمستلڈیم کی مثال لیں، وہاں عمارتوں پر لگے سورج کے پینلز کے ساتھ بہترین طریقے سے کام کرنے والی سمارٹ گرڈ ٹیکنالوجی نافذ کی گئی ہے۔ ڈنمارک کی بات بھی اسی طرح ہے، جو کہ اس شعبے میں کئی سالوں سے رہنما کا کردار ادا کر رہا ہے۔ ان ترتیبوں کی کامیابی کی کیا وجہ ہے؟ سب سے پہلے، یہ چوری اور حادثات کو کم کر دیتے ہیں کیونکہ نظام کو ہر وقت یہ معلوم ہوتا ہے کہ کیا ہو رہا ہے۔ اس کے علاوہ، ترسیل کے دوران توانائی کا نقصان کم ہوتا ہے، جس سے پیسہ بچایا جا سکے۔ اور جب گرم دنوں یا سرد راتوں کے دوران طلب میں اضافہ ہوتا ہے، تو سمارٹ گرڈ خود بخود ایڈجسٹ ہو جاتے ہیں، جس سے بجلی کی کٹوتی یا کمزوری کی صورت حال پیدا نہیں ہوتی۔

توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے بیٹری کی نوآوریاں

نئی بیٹری کی ٹیکنالوجی ہم اسٹور کر سکتے ہیں اور کتنے عرصے تک اس کو ذخیرہ رکھ سکتے ہیں، اس کے بارے میں تبدیل کر رہی ہے، جس سے سورج کے توانائی کے نظام بہترین کام کر رہے ہیں۔ لیتھیم بیٹریاں اب کافی حد تک عام ہو چکی ہیں، اور جب انہیں آف گرڈ سورج کے نظام کے ساتھ جوڑا جاتا ہے، تو وہ لوگوں کو اپنی بجلی کی ضروریات پر کنٹرول دیتی ہیں۔ لوگ واقعی کئی دن یا ہفتوں تک بجلی کو ذخیرہ کر سکتے ہیں بغیر مرکزی گرڈ پر انحصار کیے۔ توانائی کو ذخیرہ کرنے میں بہتری کا مطلب ہے کہ اب سورج کے مالکان کو بادل کے موسم یا رات کے وقت توانائی کی کمی کا سامنا نہیں کرنا پڑے گا۔ محققین اب بھی اگلی نسل کے ذخیرہ کرنے کے آپشنز پر سخت محنت کر رہے ہیں۔ سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں ابھی کے لیے اچھا امکان دکھا رہی ہیں، اگرچہ وہ ابھی تک بڑے پیمانے پر تیاری کے لیے تیار نہیں ہیں۔ اگر یہ نئی ٹیکنالوجی قائم ہو جاتی ہے، تو ہم سورج کی توانائی کو روزمرہ کے گھروں کے لیے مختلف موسموں اور حالات میں زیادہ عملی دیکھ سکتے ہیں۔ لیکن ابھی بھی کچھ وقت لگے گا قبل اس کے کہ زیادہ تر گھروں کو روایتی بجلی کے ذرائع سے مکمل آزادی مل جائے۔