سولر فوٹوولٹکس کا جائزہ

سولر فوٹوولٹک پاور جنریشن کا تعارف

سولر فوٹو وولٹک پاور جنریشن ایک سولر سیل کے فوٹو وولٹک اثر کو استعمال کرکے بجلی پیدا کرنے کا ایک طریقہ ہے (ایک سیمی کنڈکٹر ڈیوائس جو کرسٹل ڈائیوڈ کی طرح ہے) تاکہ سورج کی تابناک توانائی کو براہ راست برقی توانائی میں تبدیل کیا جاسکے، اور شمسی فوٹو وولٹک پاور جنریشن کا توانائی کنورٹر ہے۔ سولر سیل، جسے فوٹوولٹک سیل بھی کہا جاتا ہے۔ جب سورج کی روشنی شمسی خلیے سے ٹکراتی ہے (P اور N اقسام کے دو مختلف قسم کے یکساں سیمی کنڈکٹر مواد پر مشتمل ہے)، روشنی کا کچھ حصہ منعکس ہوتا ہے، روشنی کا کچھ حصہ جذب ہوتا ہے، اور روشنی کا کچھ حصہ خلیے سے گزرتا ہے۔ جذب شدہ روشنی کی توانائی۔ الیکٹران کی پابند اعلی توانائی کی حالت کو متحرک کرنے کے لیے، جس کے نتیجے میں الیکٹران - سوراخ کے جوڑے، بلٹ ان برقی میدان کے PN جنکشن میں، الیکٹران، سوراخ اور ایک دوسرے کی حرکت (جیسا کہ شکل 1-1 میں دکھایا گیا ہے)، سوراخ کا N خطہ P خطے تک، الیکٹران کا P خطہ N خطہ شمسی خلیے کی روشنی کی طرف حرکت کرتا ہے تاکہ بڑی تعداد میں منفی چارجز (الیکٹران) جمع ہوں، اور مثبت کی ایک بڑی تعداد چارجز (سوراخ) بیٹری کے پچھلے لائٹ سائیڈ میں جمع ہوتے ہیں۔ اگر کوئی بوجھ سیل کے دونوں سروں سے جڑا ہوا ہے تو، ایک کرنٹ اس بوجھ سے گزرے گا، اور جب روشنی چمکتی رہے گی، تو بوجھ میں سے ایک مستقل کرنٹ بہے گا۔ ایک سولر سیل سیمی کنڈکٹر PN جنکشن کا ایک پتلا ٹکڑا ہے، معیاری روشنی کے حالات، درجہ بندی شدہ آؤٹ پٹ وولٹیج 0.5 ~ 0.55 V۔ زیادہ آؤٹ پٹ وولٹیج اور بڑی طاقت حاصل کرنے کے لیے صلاحیت، عملی ایپلی کیشنز میں اکثر ایک بیٹری پیک بنانے کے لیے ایک سے زیادہ سولر سیلز کو آپس میں جوڑتے ہیں، یا فوٹو وولٹک سرنی بنانے کے لیے زیادہ بیٹری پیک، جیسا کہ شکل 1-2 میں دکھایا گیا ہے۔ سولر سیلز کی آؤٹ پٹ پاور بے ترتیب ہوتی ہے، اور ایک ہی سولر سیل کی آؤٹ پٹ پاور مختلف اوقات میں، مختلف مقامات پر، مختلف روشنی کی شدت کے ساتھ، اور انسٹالیشن کے مختلف طریقوں میں مختلف ہوتی ہے۔

1-1 سولر فوٹوولٹک سیل پاور جنریشن کا اصول

1-2 سیلز اور ماڈیولز سے لے کر PV Arrays تک

سولر پی وی کے فوائد

شمسی توانائی سے فوٹو وولٹک پاور جنریشن کا عمل سادہ ہے، جس میں کوئی میکانیکل گھومنے والے پرزے نہیں، ایندھن کی کھپت نہیں، گرین ہاؤس گیسوں سمیت کسی بھی مادے کا اخراج نہیں، کوئی شور اور کوئی آلودگی نہیں؛ شمسی توانائی کے وسائل وسیع پیمانے پر تقسیم اور ناقابل استعمال ہیں۔ لہذا، ہوا کی طاقت اور بائیو ماس پاور جنریشن جیسی نئی پاور جنریشن ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں، فوٹو وولٹک پاور جنریشن ایک قابل تجدید توانائی پاور جنریشن ٹیکنالوجی ہے جس کی خصوصیت سب سے زیادہ پائیدار ترقی (سب سے زیادہ وسائل اور صاف ترین بجلی پیدا کرنے کا عمل) ہے، اور اس کے اہم فوائد ہیں۔ مندرجہ ذیل کے طور پر.

(1) شمسی توانائی کے وسائل لاتعداد ہیں، زمین پر شعاع کرنے والی شمسی توانائی تقریباً 6،000 انسانوں کی اس وقت استعمال ہونے والی توانائی سے زیادہ ہے، اور شمسی توانائی زمین پر وسیع پیمانے پر تقسیم کی جاتی ہے، جب تک کہ وہاں موجود نہ ہو۔ روشنی اس جگہ پر ہے جہاں فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم کو جغرافیہ، اونچائی اور دیگر عوامل کی پابندی کے بغیر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

(2) اگرچہ زمین کی سطح پر، مختلف جہتیں، موسمی حالات میں فرق اور دیگر عوامل ناہموار شمسی تابکاری کا سبب بنیں گے، لیکن چونکہ شمسی توانائی کے وسائل ہر جگہ دستیاب ہیں، اس لیے بجلی کی پیداوار، بجلی کی فراہمی اور بجلی کے حل کے قریب ہو سکتے ہیں۔ لمبی دوری کی ٹرانسمیشن لائن میں سرمایہ کاری اور برقی توانائی کے نقصان سے بچنے کے لیے طویل فاصلے پر منتقل کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔

(3) فوٹو وولٹک پاور جنریشن براہ راست فوٹوون سے الیکٹران میں تبدیل ہوتی ہے، کوئی درمیانی عمل نہیں ہوتا ہے (جیسے تھرمل انرجی کو مکینیکل انرجی میں تبدیل کیا جاتا ہے، مکینیکل انرجی کو برقی مقناطیسی انرجی میں تبدیل کیا جاتا ہے، وغیرہ) اور مکینیکل موومنٹ، کوئی میکانیکل ٹوٹ پھوٹ نہیں ہوتی۔ . تھرموڈینامک تجزیہ کے مطابق، فوٹو وولٹک پاور جنریشن میں بہت زیادہ نظریاتی پاور جنریشن کی کارکردگی ہے، 80 فیصد یا اس سے زیادہ تک، ٹیکنالوجی کی ترقی کی صلاحیت۔

(4) فوٹو وولٹک پاور جنریشن خود ایندھن کا استعمال نہیں کرتی، گرین ہاؤس گیسوں اور دیگر اخراج والے مادوں کا اخراج تقریباً صفر ہے، شور پیدا نہیں کرتا، اور ماحول کے لیے دوستانہ ہوا اور پانی کو آلودہ نہیں کرے گا۔ توانائی کے بحران یا ایندھن کی مارکیٹ میں عدم استحکام کے اثرات کا شکار نہیں ہوں گے، شمسی توانائی ایک حقیقی سبز قابل تجدید توانائی ہے۔

(5) فوٹو وولٹک پاور جنریشن کے عمل کو ٹھنڈے پانی کی ضرورت نہیں ہوتی، اور پاور جنریشن ڈیوائس کو صحرا اور گوبی میں نصب کیا جا سکتا ہے جہاں پانی نہیں ہے۔ فوٹو وولٹک پاور جنریشن کو عمارتوں کی چھتوں اور دیواروں کے ساتھ باآسانی ملا کر چھت کی تقسیم یا فوٹو وولٹک بلڈنگ انٹیگریٹڈ پاور جنریشن سسٹم بھی بنایا جا سکتا ہے، جس سے زمین پر الگ سے قبضہ کرنے کی ضرورت نہیں ہے اور زمین کے قیمتی وسائل کو بچایا جا سکتا ہے۔

(6) فوٹو وولٹک پاور جنریشن میں کوئی مکینیکل ٹرانسمیشن پارٹس، سادہ آپریشن اور دیکھ بھال، اور مستحکم اور قابل اعتماد آپریشن نہیں ہے۔ فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم کا ایک سیٹ جب تک سورج ہے، بیٹری کے اجزاء بجلی پیدا کر سکتے ہیں، خودکار کنٹرول ٹیکنالوجی کے وسیع استعمال کے ساتھ، بنیادی طور پر دیکھ بھال کے کم اخراجات کا احساس کر سکتے ہیں۔

(7) فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم کی کارکردگی مستحکم اور قابل اعتماد ہے، طویل سروس کی زندگی (30 سال سے زائد)، کرسٹل لائن سلکان سولر سیل لائف 25 سے 35 سال تک ہو سکتی ہے۔ فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم میں، جب تک ڈیزائن مناسب ہے اور انتخاب مناسب ہے، بیٹری کی زندگی بھی 10 سے 15 سال تک ہو سکتی ہے۔

(8) سولر سیل ماڈیول کا ڈھانچہ سادہ، سائز میں چھوٹا اور وزن میں ہلکا ہے، جو نقل و حمل اور تنصیب کے لیے آسان ہے۔ فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم کی تعمیر کا دور مختصر ہے، اور پاور لوڈ کی گنجائش کے مطابق بڑی یا چھوٹی، آسان اور لچکدار، جوڑنے میں بہت آسان، توسیع ہوسکتی ہے۔

اس کے علاوہ، حالیہ برسوں میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا تقسیم شدہ فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم ہے جو مختلف عمارتوں اور زرعی سہولیات کے ساتھ ساتھ خاندانی گھروں کی چھتوں کو استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا ہے، جو اوپر بیان کیے گئے فوائد کے علاوہ، درج ذیل فوقیتیں بھی ہیں۔

(1) تقسیم شدہ فوٹو وولٹک پاور جنریشن بنیادی طور پر زمینی وسائل کو استعمال نہیں کرتی ہے، اور اس کا استعمال قریبی علاقے میں بجلی پیدا کرنے اور سپلائی کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے، بغیر یا کم ٹرانسمیشن لائنوں کے، جس سے ٹرانسمیشن کے اخراجات کم ہوتے ہیں۔ پی وی ماڈیول روایتی دیوار اور چھت کے مواد کو بھی براہ راست بدل سکتے ہیں۔

(2) تقسیم شدہ فوٹوولٹک پاور جنریشن سسٹم پاور جنریشن اور پاور بقائے باہمی ہے جب ڈسٹری بیوشن گرڈ سے منسلک ہوتا ہے۔ گرڈ میں بجلی کی فراہمی بجلی کی پیداوار کے عروج کے دور میں ہے، مؤثر طریقے سے چوٹی لگانے کا کردار ادا کر سکتی ہے، شہر میں مہنگی چوٹی بجلی کی فراہمی کے بوجھ کو کم کر سکتی ہے، مقامی علاقوں میں بجلی کی کھپت کے تناؤ کو ایک خاص حد تک کم کر سکتی ہے۔

سولر پی وی کے نقصانات

(1) کم توانائی کی کثافت۔ اگرچہ زمین کے لیے سورج کی توانائی بہت زیادہ ہے، لیکن چونکہ زمین کی سطح کا رقبہ بھی بہت بڑا ہے، اور زمین کی سطح کا زیادہ تر حصہ سمندر سے ڈھکا ہوا ہے، اس لیے حقیقی شمسی توانائی صرف زمین کی سطح تک پہنچ سکتی ہے۔ 10 فیصد یا اس کے دیپتمان توانائی، زمین کے ایک یونٹ کے رقبے کے نتیجے میں براہ راست سورج کی توانائی تک رسائی حاصل کی جا سکتی ہے، نسبتاً کم ہے، عام طور پر سورج کی شعاع ریزی سے زمین کی بلند ترین قیمت تقریباً 1.2kWh/m2 کی سطح کا اظہار کرتی ہے، اور زیادہ تر علاقوں اور دھوپ کا زیادہ تر وقت 1kWh/m2 سے کم ہے۔ m2، اور زیادہ تر علاقوں اور زیادہ تر دھوپ کے اوقات 1kWh/m2 سے کم ہیں۔ شمسی توانائی کا استعمال دراصل ایک کم کثافت توانائی کا مجموعہ ہے، استعمال۔

(2) بڑے علاقے کا احاطہ کرنا۔ شمسی توانائی کی کثافت کم ہے، جس کی وجہ سے فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم ایک بڑے رقبے کا احاطہ کرے گا، ہر 10kW فوٹو وولٹک پاور جنریشن پاور تقریباً 70m2 کے رقبے پر محیط ہے، فی مربع میٹر رقبہ پر اوسط پاور جنریشن پاور تقریباً 160W ہے۔ تقسیم شدہ فوٹو وولٹک پاور جنریشن کے فروغ اور فوٹو وولٹک بلڈنگ انٹیگریٹڈ پاور جنریشن ٹیکنالوجی کی پختگی اور ترقی کے ساتھ، زیادہ سے زیادہ فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم کو عمارتوں اور ڈھانچے کی چھتوں اور اگلی جگہوں پر استعمال کیا جا سکتا ہے، جو فوٹو وولٹک پاور جنریشن کی خامیوں کو آہستہ آہستہ بہتر کرتا ہے۔ ایک بڑی منزل کی جگہ کے ساتھ نظام.

(3) کم تبادلوں کی کارکردگی۔ فوٹو وولٹک پاور جنریشن کی سب سے بنیادی اکائی سولر سیل ماڈیول ہے۔ فوٹو وولٹک پاور جنریشن کی تبادلوں کی کارکردگی سے مراد بجلی میں تبدیل ہونے والی روشنی کی توانائی کا تناسب ہے۔ موجودہ وقت میں، 21 فیصد یا اس سے زیادہ میں کرسٹل سلکان فوٹوولٹک خلیات کی سب سے زیادہ تبادلوں کی کارکردگی، 16 فیصد سے 17 فیصد کی بیٹری کے اجزاء کے تبادلوں کی کارکردگی سے بنا، بے ترتیب سلکان فوٹوولٹک ماڈیول تبادلوں کی کارکردگی 13 فیصد سے زیادہ تک۔ کم فوٹو الیکٹرک تبادلوں کی کارکردگی کی وجہ سے، فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم پاور ڈینسٹی کم ہے، ہائی پاور جنریشن سسٹم بنانا مشکل ہے۔

(4) وقفے وقفے سے کام کرنا۔ زمین کی سطح پر، فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم صرف دن کے وقت بجلی پیدا کر سکتا ہے، لیکن رات کو نہیں، جو لوگوں کے بجلی کے استعمال کے طریقے اور عادات سے مطابقت نہیں رکھتا۔ جب تک خلا میں دن اور رات کا فرق نہ ہو، سولر سیل مسلسل بجلی پیدا کر سکتے ہیں۔

(5) قدرتی حالات اور موسمی عوامل سے متاثر۔ شمسی توانائی سے فوٹو وولٹک پاور جنریشن توانائی براہ راست سورج کی روشنی کی شعاعوں سے آتی ہے، اور قدرتی حالات اور آب و ہوا کی وجہ سے زمین کی سطح پر سورج کی روشنی کی شعاعیں سال کے موسموں، دن اور رات کی تبدیلی، جغرافیائی عرض بلد اور اونچائی اور دیگر قدرتی حالات پر بہت زیادہ اثر ڈالتی ہیں۔ حالات، نیز ابر آلود اور صاف، بارش، برف، دھند یا یہاں تک کہ بادل کے احاطہ میں ہونے والی تبدیلیوں کا نظام کی بجلی پیدا کرنے کی حیثیت پر سنگین اثر پڑے گا۔ اس کے علاوہ، ماحولیاتی عوامل کا اثر بھی بہت زیادہ ہے، خاص طور پر ہوا سے چلنے والے ذرات (جیسے دھول وغیرہ) بیٹری ماڈیول کی سطح پر اترتے ہیں، جو کچھ روشنی کی شعاعوں کو روک دیتے ہیں، تاکہ بیٹری کی تبدیلی کی کارکردگی ماڈیول کم ہو گیا ہے، اور بجلی کی پیداوار کم ہو گئی ہے۔

(6) مضبوط جغرافیائی انحصار۔ مختلف جغرافیائی مقامات، تاکہ مختلف علاقوں میں سورج کی روشنی کے وسائل بہت مختلف ہوں۔ صرف شمسی توانائی کے وسائل سے مالا مال علاقوں کی درخواست میں فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم اچھا ہے، سرمایہ کاری پر زیادہ منافع۔

(7) سسٹم کی قیمت زیادہ ہے۔ شمسی توانائی سے فوٹو وولٹک پاور جنریشن کی کارکردگی نسبتاً کم ہے، اور اب تک، فوٹو وولٹک پاور جنریشن کی لاگت اب بھی دیگر روایتی پاور جنریشن طریقوں (جیسے تھرمل اور ہائیڈرو پاور) سے زیادہ ہے۔ یہ بھی اس کے وسیع پیمانے پر استعمال کو محدود کرنے والے اہم عوامل میں سے ایک ہے۔ تاہم، ہمیں یہ دیکھنا چاہیے کہ سولر سیل کی صلاحیت میں مسلسل توسیع اور سیل چپس کی سولر سیل کی کارکردگی میں مسلسل بہتری کے ساتھ، فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم کی لاگت میں بہت تیزی سے کمی آئی ہے، اور سولر سیل ماڈیولز کی قیمت میں مزید کمی آئی ہے۔ پچھلے کچھ سالوں میں 10 یوآن فی واٹ سے اس وقت تقریباً 2.5 یوآن فی واٹ ہے۔

(8) کرسٹل لائن سلکان بیٹریوں کی تیاری کا عمل آلودگی اور توانائی کی کھپت میں زیادہ ہے۔ کرسٹل لائن سلکان بیٹریوں کے لیے بنیادی خام مال خالص سلکان ہے۔ سیلیکون آکسیجن کے بعد زمین پر دوسرا سب سے زیادہ وافر عنصر ہے، جو بنیادی طور پر ریت (سلیکا) کی شکل میں موجود ہے۔ 99.9999 فیصد سے زیادہ مواد کے ساتھ ریت سے خالص کرسٹل سلیکون میں بتدریج تبدیلی کے لیے متعدد کیمیائی اور جسمانی عمل درکار ہوتے ہیں، جو نہ صرف بڑی مقدار میں توانائی استعمال کرتے ہیں بلکہ بعض ماحولیاتی آلودگی کا سبب بھی بنتے ہیں۔

شمسی فوٹو وولٹک پاور جنریشن کی مذکورہ بالا خامیوں اور خرابیوں کے باوجود، عالمی فوسل انرجی کی بتدریج کمی اور فوسل انرجی کے بہت زیادہ استعمال کی وجہ سے گلوبل وارمنگ اور ماحولیاتی انحطاط انسانی بقا کے لیے بہت بڑا خطرہ ہے۔ لہذا، قابل تجدید توانائی کو بھرپور طریقے سے تیار کرنا اس مسئلے کو حل کرنے کے اہم اقدامات میں سے ایک ہے۔