گھریلو فوٹو وولٹک صنعت کی تیزی سے ترقی نے فوٹو وولٹک پاور اسٹیشنوں کے پیمانے اور مقدار میں نمایاں اضافہ کیا ہے۔ صنعت کی مسلسل ترقی اور پختگی نے پاور پلانٹ کے ڈیزائن کے لیے اعلیٰ تقاضے بھی پیش کیے ہیں۔ پچھلا وسیع ڈیزائن آج کی ترقی کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا۔ فوٹو وولٹک پاور پلانٹس کے بہتر ڈیزائن میں مالکان اور سرمایہ کاروں کی پہچان جیتنے کے لیے پاور پلانٹ کے نظام کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ہر تفصیل کی ضرورت ہوتی ہے۔
فوٹو وولٹک پاور پلانٹس کی تعمیر اور تنصیب کے عمل کے دوران، مختلف فوٹو وولٹک ٹیکنالوجیز اور سسٹم ڈیزائن میں جھکاؤ کے زاویے اور واقفیت کے لیے مختلف تقاضے ہوتے ہیں۔ بہترین پاور جنریشن اثر کو یقینی بنانے کے لیے، "زیادہ سے زیادہ جھکاؤ کا زاویہ" اکثر کہا جاتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ جھکاؤ کا زاویہ کیا ہے؟
فوٹوولٹک ماڈیول کی سطح اور زمینی سطح کے درمیان زاویہ کو جھکاؤ کا زاویہ کہا جاتا ہے۔ زمین سورج کے گرد گھومتی ہے، اور ایک انقلاب کی مدت کے اندر، زمین پر براہ راست سورج کی روشنی کا نقطہ سرطان کی اشنکٹبندیی اور ٹراپک آف مکر کے درمیان آگے پیچھے ہوتا ہے۔ لہذا فوٹوولٹک ماڈیولز کے سطحی جہاز سے موصول ہونے والی تابکاری کی کل مقدار مختلف جھکاؤ کے زاویوں کے تحت مختلف ہوتی ہے۔ پاور پلانٹس کو ڈیزائن کرتے وقت، ہم عام طور پر سال بھر کے مختلف جھکاؤ والے زاویوں پر مجموعی تابکاری کے تاریخی اعداد و شمار کا حوالہ دیتے ہیں اور سب سے زیادہ تابکاری والے زاویہ کو بہترین جھکاؤ والے زاویہ کے ڈیزائن کے طور پر منتخب کرتے ہیں۔
"ڈیزائن کوڈ برائے فوٹو وولٹک پاور سٹیشنز" GB 50797-2012 کے مطابق، بہترین جھکاؤ کے زاویے کو زیادہ سے زیادہ سالانہ کل تابکاری کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ اگر فکسڈ فوٹوولٹک سرنی اس جھکاؤ کے زاویے پر مائل سطح پر زیادہ سے زیادہ سالانہ کل تابکاری حاصل کرتی ہے، تو جھکاؤ کے زاویہ کو بہترین جھکاؤ کا زاویہ کہا جاتا ہے (بلکہ سب سے زیادہ سالانہ بجلی پیدا کرنے کی بجائے)؛ تاہم، کچھ منظرناموں میں، زیادہ سے زیادہ جھکاؤ کا زاویہ سب سے زیادہ سالانہ بجلی کی پیداوار کے مطابق جھکاؤ کا زاویہ بھی ہو سکتا ہے، سب سے زیادہ پیداوار کے مطابق جھکاؤ کا زاویہ، سب سے زیادہ ماہانہ بجلی کی پیداوار کے مطابق جھکاؤ کا زاویہ، اور دوسرے بہترین جھکاؤ کے زاویوں کا حساب لگایا جاتا ہے۔ مختلف محدود شرائط کے تحت. یہ مضمون بنیادی طور پر سب سے زیادہ سالانہ کل تابکاری کے ساتھ جھکاؤ کے زاویے پر بحث کرتا ہے۔
ہمیں زیادہ سے زیادہ جھکاؤ والے زاویہ کی ضرورت کیوں ہے؟
زیادہ سے زیادہ جھکاؤ والا زاویہ بنیادی طور پر زیادہ شمسی تابکاری حاصل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ جھکے ہوئے فوٹو وولٹک سرنی کے لیے، اس پر سورج کے واقعات کے مختلف زاویوں کے نتیجے میں فی یونٹ رقبہ پر موصول ہونے والی عام شمسی تابکاری کی مختلف مقدار پیدا ہوگی۔ واقعات کا زاویہ جتنا بڑا ہوگا (فوٹو وولٹک سرنی کے نارمل پر کھڑا زاویہ)، کم عام شمسی تابکاری موصول ہوئی ہے (اسی تابکاری ان پٹ کے لیے)۔ فوٹو وولٹک سرنی کے جھکاؤ کے زاویے میں تبدیلی سورج کے واقعے کے زاویے میں تبدیلی کا سبب بنے گی، اس طرح اس کے تابکاری کے استقبال کو متاثر کرے گا۔ لہذا، نظریاتی حسابات کے ذریعے سالانہ تابکاری کے استقبال کی بنیاد پر بہترین جھکاؤ کا زاویہ حاصل کرنا ضروری ہے۔
شمسی تابکاری حاصل کرنے والے اجزاء کا اسکیمیٹک خاکہ
عملی طور پر زیادہ سے زیادہ جھکاؤ کے زاویے کو ڈیزائن کرنے کے عمل میں، پروجیکٹ کی تعمیر کی جگہ کے جغرافیائی اور قدرتی ماحول جیسے عوامل پر غور کرنا بھی ضروری ہے۔ برف پھسلنے پر جھکاؤ کے زاویہ کا اثر؛ ہوا کے دباؤ اور اجزاء کی برف کے دباؤ کی مزاحمت پر جھکاؤ کے زاویے میں تبدیلیوں کا اثر؛ ایک ہی وقت میں، فوٹو وولٹک بریکٹ مواد کے انتخاب اور فاؤنڈیشن کے وزن پر ان عوامل کے اثرات پر غور کرنا ضروری ہے، نیز ضرورت سے زیادہ اونچے زاویوں کی وجہ سے اگلی اور پچھلی قطاروں کے درمیان فاصلے میں تبدیلی، جس سے زمین کی لاگت بڑھ جاتی ہے۔
زیادہ سے زیادہ جھکاؤ کے زاویے کا حساب کیسے لگائیں؟
زیادہ سے زیادہ جھکاؤ والے زاویہ کے حساب سے ہر لمحے سورج کی اونچائی اور ازیمتھ کا تعین کرنے کے لیے مقامی عرض البلد اور طول البلد کی ضرورت ہوتی ہے، اور مقامی شمسی تابکاری کی خصوصیات کا تعین کرنے کے لیے کئی سالوں کے سالانہ اوسط تابکاری ڈیٹا کی ضرورت ہوتی ہے۔ تابکاری کے اعداد و شمار اور عرض البلد اور طول البلد کے حسابات کی بنیاد پر، مختلف جھکاؤ والے زاویوں کے ساتھ فوٹو وولٹک اریوں کا سالانہ کل تابکاری کا استقبال جمع کیا جاتا ہے، اور سب سے زیادہ سالانہ کل تابکاری کے ساتھ جھکاؤ کے زاویہ کو بہترین جھکاؤ کے زاویہ کے طور پر منتخب کیا جاتا ہے۔ عام طور پر، PVsyst جیسے سافٹ ویئر کو زیادہ سے زیادہ جھکاؤ کے زاویے کو آسانی سے اور تیزی سے شمار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
بجلی کی پیداوار پر مختلف جھکاؤ کے زاویوں کے اثرات کا موازنہ کرنے کے لیے ایک واحد متغیر موازنہ کا استعمال کرنے کا مشورہ دیا جاتا ہے۔ لیکن عام طور پر، ایک ہی پاور سٹیشن کے جزو کا جھکاؤ کا زاویہ ایک ہی زاویہ اور واقفیت ہے، اور مختلف علاقوں میں پاور سٹیشنوں کا موازنہ کرتے وقت بہت سے متاثر کن عوامل ہوتے ہیں۔ لہذا، اس کا مظاہرہ کرنے کے لیے پی وی سسٹم ڈیزائن سافٹ ویئر استعمال کرنے پر غور کیا جاتا ہے۔ اس کے سافٹ ویئر کا موسمیاتی ڈیٹا NASA اور Meteonorm موسمیاتی ڈیٹا بیس سے آتا ہے، اور اصل حسابات کے ذریعے، اس کی درستگی کی شرح زیادہ سے زیادہ 99٪ ہے، جو قابل حوالہ ہے۔
متاثر کرنے والے اہم عوامل کیا ہیں:
عرض البلد اور موسم:مقام کے عرض البلد اور موسمی تبدیلیوں کی بنیاد پر جھکاؤ اور واقفیت کا تعین کریں، تاکہ فوٹو وولٹک ماڈیول زیادہ سے زیادہ حد تک شمسی تابکاری حاصل کر سکیں۔ عام طور پر، شمالی نصف کرہ میں، جھکاؤ کے زاویہ کو عرض البلد کے زاویہ مائنس 10 سے 15 ڈگری کے طور پر سیٹ کیا جا سکتا ہے، اور واقفیت کو جنوب کی طرف متعین کیا جا سکتا ہے۔
شمسی اونچائی کا زاویہ:شمسی اونچائی کا زاویہ آسمان میں سورج کی اونچائی سے مراد ہے، جو وقت اور موسموں کے ساتھ مختلف ہوتا ہے۔ شمسی اونچائی کے زاویہ میں ہونے والی تبدیلیوں کا مطالعہ کرکے، جھکاؤ اور واقفیت کا انتخاب کرکے، فوٹو وولٹک ماڈیول مختلف اوقات میں زیادہ سے زیادہ حد تک شمسی تابکاری حاصل کرسکتے ہیں۔
سائے کی موجودگی:شیڈو کی موجودگی فوٹو وولٹک ماڈیولز کی بجلی پیدا کرنے کی کارکردگی کو کم کر سکتی ہے۔ جھکاؤ اور واقفیت کا انتخاب کرتے وقت، عمارتوں، درختوں یا دیگر اشیاء کی وجہ سے ہونے والے سایہ پر غور کرنا ضروری ہے۔ فوٹو وولٹک پاور پلانٹس کی بجلی پیدا کرنے کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے سائے کی رکاوٹ سے بچیں یا اسے کم سے کم کریں۔
درجہ حرارت کا اثر:اعلی درجہ حرارت فوٹوولٹک ماڈیولز کی کارکردگی میں کمی کا باعث بن سکتا ہے۔ مناسب جھکاؤ اور واقفیت اجزاء سے گرمی کو ختم کرنے اور بجلی پیدا کرنے کی کارکردگی پر درجہ حرارت کے اثرات کو کم کرنے میں مدد کر سکتی ہے۔
زمینی استعمال:جھکاؤ اور واقفیت کا انتخاب کرتے وقت، فوٹو وولٹک پاور اسٹیشن کے زمینی استعمال پر غور کریں۔ زیادہ سے زیادہ بجلی پیدا کرنے کی کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے دستیاب زمین یا عمارت کی جگہ کی بنیاد پر مناسب جھکاؤ اور واقفیت کا تعین کریں۔
فوٹو وولٹک نظاموں کی بجلی پیدا کرنے کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے فوٹو وولٹک ماڈیولز کے جھکاؤ کے زاویے اور واقفیت کو بہتر بنائیں۔
جھکاؤ زاویہ کی اصلاح:
موسمی ایڈجسٹمنٹ:مقام میں موسمی تبدیلیوں کے مطابق فوٹو وولٹک ماڈیولز کے جھکاؤ کے زاویے کو ایڈجسٹ کریں۔ موسم سرما میں، جھکاؤ کے زاویے کو مناسب طریقے سے بڑھانا فوٹو وولٹک پینل اور براہ راست سورج کی روشنی کے درمیان رابطے کے علاقے کو بڑھا سکتا ہے، اور سردیوں میں بجلی پیدا کرنے کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ گرمیوں میں، اعلی درجہ حرارت کے دوران براہ راست سورج کی روشنی کی وجہ سے فوٹو وولٹک پینلز کی ممکنہ حد سے زیادہ گرمی کو کم کرنے کے لیے جھکاؤ کا زاویہ کم کیا جاتا ہے۔
عرض البلد ایڈجسٹمنٹ:مقام کے عرض بلد کی بنیاد پر زیادہ سے زیادہ مائل زاویہ کا تعین کریں۔ عام طور پر، عرض البلد کے زاویہ سے تقریباً 15 ڈگری کو گھٹانا ایک معقول جھکاؤ کی ترتیب ہے جو فوٹوولٹک ماڈیولز کو زیادہ سے زیادہ شمسی تابکاری کی توانائی حاصل کرنے کی اجازت دیتی ہے۔
اصلاح کی طرف:
جنوب کی طرف واقفیت:شمالی نصف کرہ میں، فوٹو وولٹک ماڈیولز کا رخ جنوب کی طرف ہوتا ہے تاکہ شمسی تابکاری کا زیادہ سے زیادہ استقبال کیا جا سکے۔ جنوب کی طرف واقفیت اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ فوٹو وولٹک ماڈیول زیادہ تر وقت کے لیے زیادہ سے زیادہ سورج کی روشنی حاصل کرتے ہیں۔
مشرقی مغربی واقفیت:بعض حالات میں جہاں صبح اور دوپہر میں بجلی کی پیداوار میں توازن رکھنا ضروری ہوتا ہے، فوٹو وولٹک ماڈیولز دونوں سمتوں پر مبنی ہوتے ہیں، صبح اور شام کو تپتے سورج کے ذریعے بجلی کی پیداوار میں اضافہ کرتے ہیں۔
ٹریکنگ سسٹم:سورج کی نقل و حرکت کے مطابق فوٹو وولٹک ماڈیولز کی واقفیت کو خود بخود ایڈجسٹ کرنے کے لیے ٹریکنگ سسٹم کا استعمال کریں، شمسی تابکاری کا زیادہ سے زیادہ استقبال کریں۔ ٹریکنگ سسٹم کو عام طور پر دو اقسام میں تقسیم کیا جاتا ہے: سنگل ایکسس ٹریکنگ اور ڈوئل ایکسس ٹریکنگ۔ دوہری محور سے باخبر رہنا سورج کی نقل و حرکت کو زیادہ درست طریقے سے پیروی کرسکتا ہے، لیکن قیمت زیادہ ہے۔
شیڈو تجزیہ اور اصلاح:
سائے سے بچیں:فوٹو وولٹک ماڈیولز کو ارد گرد کی عمارتوں، درختوں اور دیگر اشیاء کے سائے کی وجہ سے رکاوٹ بننے سے بچیں، اس بات کو یقینی بناتے ہوئے کہ فوٹو وولٹک ماڈیول پورے دن سورج کی روشنی حاصل کر سکیں۔
درختوں کو باقاعدگی سے تراشیں:فوٹو وولٹک ماڈیولز پر ان کے سائے کے اثرات کو کم کرنے کے لیے اردگرد کے درختوں کو باقاعدگی سے تراشیں۔
فوٹو وولٹک پاور پلانٹس کے ڈیزائن اور آپریشن میں شیڈو تجزیہ اور اصلاح کی تکنیک اہم ہیں۔
کیا بہترین جھکاؤ کا زاویہ مقرر اور غیر تبدیل شدہ ہے؟ کیا یہ یقینی ہے کہ فوٹو وولٹک پاور پلانٹس کی زیادہ سے زیادہ آمدنی زیادہ سے زیادہ جھکاؤ والے زاویے پر ہوگی؟
زیادہ سے زیادہ جھکاؤ والے زاویہ کا مطلب ہے اعلی تابکاری کا استقبال، لیکن اس کا مطلب نسبتاً بڑا قدم کا نشان بھی ہے۔ مثال کے طور پر، ایک محدود سائٹ کے علاقے میں، جیسا کہ زیادہ سے زیادہ جھکاؤ کا زاویہ کم ہوتا جائے گا، نصب شدہ صلاحیت میں اضافہ ہوتا رہے گا۔ جھکاؤ کے زاویے کو کم کرنے سے بجلی کی پیداوار میں کمی آئے گی، جب کہ نصب شدہ صلاحیت میں اضافے سے بجلی کی پیداوار میں اضافہ ہوگا۔ لہٰذا، بیرونی حالات پر مبنی مزید تکنیکی اور اقتصادی موازنہ کی ضرورت ہے تاکہ یہ تعین کیا جا سکے کہ کون سا جھکاؤ والا زاویہ بالآخر سب سے زیادہ منافع دیتا ہے۔ عام سیمنٹ کی فلیٹ چھت کی تنصیب کا زاویہ 10 ڈگری سے زیادہ ہونے کی سفارش کی جاتی ہے، جو بارش کے پانی کے اجزاء کی خود صفائی کے لیے فائدہ مند ہے۔
زیادہ سے زیادہ پاور جنریشن جھکاؤ کا زاویہ طے نہیں ہے، درحقیقت، اس کا سرنی کی جگہ سے گہرا تعلق ہے۔ صفوں کا فاصلہ جتنا بڑا ہوگا، زیادہ سے زیادہ پاور جنریشن کے جھکاؤ کے زاویہ کی قدر زیادہ سے زیادہ تابکاری کے جھکاؤ کے زاویہ کے قریب ہوگی۔ نظریہ میں، اگر وقفہ اتنا بڑا ہو کہ سال بھر میں کوئی رکاوٹ نہ ہو، تو دونوں کی قدریں ایک جیسی ہیں۔
آب و ہوا کی غیر یقینی صورتحال کی وجہ سے، تاریخی اعداد و شمار کی بنیاد پر زیادہ سے زیادہ مائل زاویہ کو صرف نسبتاً زیادہ سے زیادہ مائل زاویہ کہا جا سکتا ہے۔ سب سے پہلے، تاریخی تابکاری کے اعداد و شمار کے لحاظ سے زیادہ سے زیادہ جھکاؤ کا زاویہ مختلف ہوتا ہے۔ 5-سال کے تاریخی اعداد و شمار اور 10-سال کے تاریخی اعداد و شمار کا استعمال کرتے ہوئے شمار کیے جانے والے بہترین جھکاؤ کے زاویے کے درمیان کچھ فرق ہیں۔ دوم، تاریخی اوسط ڈیٹا مقامی تابکاری کی خصوصیات کے اعلی امکان کی نمائندگی کرتا ہے، لیکن ایک دیئے گئے سال کے لیے، یہ ضروری نہیں کہ بہترین انتخاب ہو۔
خلاصہ:
(1) بہترین جھکاؤ کا زاویہ مقامی جغرافیائی عرض بلد سے متعلق ہے۔ جیسا کہ جغرافیائی عرض البلد بتدریج خط استوا کے ساتھ زمین کے قطبین کی طرف حوالہ نقطہ کے طور پر بڑھتا ہے، اسی مناسبت سے زیادہ سے زیادہ جھکاؤ کا زاویہ بھی بتدریج بڑھتا جاتا ہے۔
(2) جب جھکاؤ کا زاویہ افقی (0 ڈگری) سے زیادہ سے زیادہ جھکاؤ کے زاویے تک بڑھتا ہے، تو سطح کو موصول ہونے والی تابکاری کی مقدار اس کے مطابق بڑھ جاتی ہے، اور تابکاری کی زیادہ سے زیادہ مقدار موصول ہوتی ہے جب زیادہ سے زیادہ جھکاؤ کا زاویہ پہنچ جاتا ہے۔ ; جیسے جیسے جھکاؤ کا زاویہ بڑھتا رہتا ہے، اس کی سطح سے موصول ہونے والی تابکاری کی مقدار دوبارہ کم ہونا شروع ہو جاتی ہے، جو کہ بجلی کی پیداوار میں بتدریج کمی کے مساوی ہے۔
(3) بجلی کی پیداوار پر تابکاری کا اثر نسبتاً کم ہوتا ہے جب جھکاؤ کا زاویہ بہترین جھکاؤ کے زاویہ کے ±5 ڈگری کے اندر ہوتا ہے۔
(4) چاہے زیادہ سے زیادہ جھکاؤ والے زاویے کو ڈیزائن کرنے کے لیے تنصیب کی جگہ کے حالات اور منصوبے کی اقتصادی فزیبلٹی کی بنیاد پر جامع جائزہ لینے کی ضرورت ہے، اور اسے آنکھیں بند کرکے ڈیزائن نہیں کیا جانا چاہیے۔
(5) وقفہ کاری اور جھکاؤ کے زاویے کو بہتر بنا کر، پاور سٹیشن کی معیشت اور بجلی کی پیداوار کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جا سکتا ہے۔