کیوں فوٹو وولٹک پاور جنریشن قابل تجدید توانائی سے بجلی پیدا کرنے میں ایک اہم مقام حاصل کر سکتی ہے؟

صارفین، صنعتیں اور حکومتیں سبھی قابل تجدید توانائی کے استعمال کو بڑھانے کے لیے اقدامات کر رہی ہیں۔یہ ایک سنٹرلائزڈ ہب اور اسپوک آرکیٹیکچر سے پاور جنریشن اور ڈسٹری بیوشن سسٹم کو زیادہ گرڈ پر مبنی لوکلائزڈ پاور جنریشن اور کھپت، اور سمارٹ گرڈ انٹر کنکشن کے ذریعے مستحکم سپلائی اور ڈیمانڈ کی طرف دھکیل رہا ہے۔

بین الاقوامی توانائی ایجنسی (IEA) کی اکتوبر 2019 کی ایندھن کی رپورٹ کے مطابق،2024 تک قابل تجدید توانائی کی پیداوار میں 50 فیصد اضافہ ہوگا.

اس کا مطلب ہے کہ عالمی قابل تجدید توانائی پیدا کرنے کی صلاحیت میں 1200GW کا اضافہ ہو گا، جو کہ ریاستہائے متحدہ کی موجودہ نصب شدہ صلاحیت کے برابر ہے۔رپورٹ میں پیش گوئی کی گئی ہے کہ قابل تجدید توانائی کی پیداوار میں 60 فیصد اضافہ شمسی فوٹوولٹک آلات کی صورت میں ہوگا۔

رپورٹ میں تقسیم شدہ فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم کی اہمیت پر بھی زور دیا گیا ہے، کیونکہ صارفین، تجارتی عمارتیں اور صنعتی سہولیات اپنے طور پر بجلی پیدا کرنا شروع کر دیتی ہیں۔اس نے پیش گوئی کی ہے کہ 2024 تک، تقسیم شدہ فوٹو وولٹک پاور جنریشن دوگنی سے 500 گیگاواٹ سے زیادہ ہو جائے گی۔اس کا مطلب ہے کہتقسیم شدہ فوٹو وولٹک پاور جنریشن سولر فوٹوولٹک پاور جنریشن کی کل نمو کا تقریباً نصف ہو گی۔.

شمسی توانائی سے فائدہ

شمسی فوٹو وولٹک پاور جنریشن قابل تجدید توانائی کی پیداوار کی ترقی میں اس طرح کی اہم پوزیشن کیوں لے رہی ہے؟

ایک واضح وجہ یہ ہے کہ سورج ہم سب پر چمکتا ہے، اس لیے اس کی توانائی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔یہ بجلی کی پیداوار کو بجلی کی کھپت کے قریب لاتا ہے اور بجلی کو آف گرڈ پوائنٹ تک پہنچاتا ہے، جو خاص طور پر بجلی کی تقسیم کے نقصانات کو کم کرنے کے لیے مفید ہے۔

ایک اور واضح وجہ یہ ہے۔بہت زیادہ شمسی توانائی ہے.زمین سورج سے کتنی توانائی حاصل کرتی ہے اس کا حساب لگانے میں بہت سے لطیف اختلافات ہیں۔انگوٹھے کا اصول یہ ہے کہ دھوپ والے دن اوسط سطح سمندر 1kW فی مربع میٹر ہے، یا جب دن/رات کے چکر، واقعہ کے زاویے اور موسمی عوامل پر غور کیا جائے تو اوسط فی مربع میٹر فی دن ہے۔M 6kWh

شمسی خلیے فوٹو الیکٹرک اثر کا استعمال کرتے ہوئے واقعہ کی روشنی کو فوٹون کی ایک ندی کی شکل میں برقی توانائی میں تبدیل کرتے ہیں۔فوٹون سیمی کنڈکٹر مواد جیسے ڈوپڈ سلکان سے جذب ہوتے ہیں، اور ان کی توانائی ان کے سالماتی یا جوہری مدار سے الیکٹرانوں کو اکساتی ہے۔یہ الیکٹران اس کے بعد اضافی توانائی کو حرارت کے طور پر ضائع کرنے اور اپنے مدار میں واپس آنے، یا الیکٹروڈ میں پھیلنے اور الیکٹروڈ پر پیدا ہونے والے ممکنہ فرق کو پورا کرنے کے لیے کرنٹ کا حصہ بننے کے لیے آزاد ہیں۔

جیسا کہ تمام توانائی کی تبدیلی کے عمل کے ساتھ، شمسی خلیوں میں توانائی کی تمام ان پٹ برقی توانائی کی ترجیحی شکل میں آؤٹ پٹ نہیں ہوتی ہے۔درحقیقت، monocrystalline سلکان سولر سیلز کی توانائی کی کارکردگی کئی سالوں سے 20% اور 25% کے درمیان منڈلا رہی ہے۔تاہم، شمسی فوٹو وولٹک کے لیے موقع اتنا بڑا ہے کہ تحقیقی ٹیم کئی دہائیوں سے خلیے کی تبدیلی کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے پیچیدہ ڈھانچے اور مواد کو استعمال کرنے کے لیے کام کر رہی ہے، جیسا کہ NREL کی اس تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

دکھائی گئی اعلی توانائی کی کارکردگی کو حاصل کرنا عام طور پر متعدد مختلف مواد اور زیادہ پیچیدہ اور مہنگی مینوفیکچرنگ تکنیکوں کے استعمال کی قیمت پر ہوتا ہے۔

بہت سے شمسی فوٹو وولٹک آلات کرسٹل لائن سلکان کی مختلف شکلوں یا سلکان کی پتلی فلموں، کیڈمیم ٹیلورائیڈ یا کاپر انڈیم گیلیم سیلینائیڈ پر مبنی ہیں، جن کی تبدیلی کی کارکردگی 20% سے 30% ہے۔بیٹری ماڈیول میں بنائی گئی ہے، اور انسٹالر ان ماڈیولز کو سولر فوٹوولٹک پاور جنریشن سسٹم بنانے کے لیے بنیادی یونٹ کے طور پر استعمال کر سکتا ہے۔

توانائی کی کارکردگی کا چیلنج

فوٹو وولٹک تبدیلی زمین کی سطح کے ہر مربع میٹر پر کلو واٹ شمسی توانائی کے واقعے کو 200 سے 300 W برقی توانائی میں تبدیل کرتی ہے۔یقینا، یہ مثالی حالات کے تحت ہے.تاہم، تبادلوں کی کارکردگی میں درج ذیل وجوہات کی وجہ سے کمی ہو سکتی ہے: بیٹری کی سطح پر جمع بارش، برف اور دھول، سیمی کنڈکٹر مواد کی عمر بڑھنے کا اثر، اور ماحولیاتی تبدیلیوں کی وجہ سے سایہ میں اضافہ جیسے پودوں کی نشوونما۔ یا نئی عمارتوں کی تعمیر۔

لہذا، حقیقت یہ ہے کہ اگرچہ شمسی توانائی مفت ہے، مفید برقی توانائی پیدا کرنے کے لیے شمسی توانائی کے استعمال کے لیے جمع کرنے، ذخیرہ کرنے، اور برقی توانائی میں حتمی تبدیلی کے ہر مرحلے کی محتاط اصلاح کی ضرورت ہے۔توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے سب سے بڑے مواقع میں سے ایک کا ڈیزائن ہے۔انورٹر، جو شمسی سرنی (یا اس کی بیٹری اسٹوریج) کے DC آؤٹ پٹ کو براہ راست استعمال یا گرڈ کے ذریعے ٹرانسمیشن کے لیے AC کرنٹ میں تبدیل کرتا ہے۔

انورٹر DC ان پٹ کرنٹ کی قطبیت کو تبدیل کرتا ہے تاکہ اسے AC آؤٹ پٹ کے قریب بنایا جا سکے۔سوئچنگ فریکوئنسی جتنی زیادہ ہوگی، تبادلوں کی کارکردگی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ایک سادہ سوئچ ایک مربع لہر پیداوار پیدا کر سکتا ہے جو مزاحمتی بوجھ کو چلا سکتا ہے، لیکن ہارمونکس کے ساتھ، یہ خالص سائن ویو AC سے چلنے والے زیادہ پیچیدہ الیکٹرانک آلات کو نقصان پہنچائے گا۔لہذا، انورٹر ڈیزائن توازن کی کلید بن گیا ہے.ایک طرف،توانائی کی کارکردگی، آپریٹنگ وولٹیج اور بجلی کی پیداوار کو بہتر بنانے کے لیے سوئچنگ فریکوئنسی میں اضافہ، دوسری جانب،مربع لہر کو ہموار کرنے کے لیے استعمال ہونے والے معاون اجزاء کی لاگت کو کم کرنے کے لیے.