شمسی توانائی کے مرکز

بنیادی طور پر، شمسی concentrators سے بہت مختلف ہیں فوٹو وولٹک کنورٹرز… مزید برآں، تھرمل قسم کے سولر پاور پلانٹس متعدد خصوصیات کی وجہ سے فوٹو وولٹک سے کہیں زیادہ موثر ہیں۔

شمسی مرتکز کا کام سورج کی شعاعوں کو ٹھنڈا کرنے والے مائع کے کنٹینر پر مرکوز کرنا ہے، جو مثال کے طور پر تیل یا پانی ہو سکتا ہے، جو شمسی توانائی کو جذب کرنے میں اچھے ہیں۔ ارتکاز کرنے کے طریقے مختلف ہیں: پیرابولک سلنڈرکل سنٹریٹرز، پیرابولک آئینے یا ہیلیو سینٹرک ٹاورز۔

کچھ مرتکز میں، شمسی تابکاری فوکل لائن کے ساتھ مرکوز ہوتی ہے، دوسروں میں - فوکل پوائنٹ پر جہاں ریسیور واقع ہوتا ہے۔ جب شمسی تابکاری ایک بڑی سطح سے چھوٹی سطح (رسیور کی سطح) پر منعکس ہوتی ہے تو، ایک اعلی درجہ حرارت تک پہنچ جاتا ہے، کولنٹ گرمی کو جذب کرتا ہے، وصول کنندہ کے ذریعے حرکت کرتا ہے۔ مجموعی طور پر سسٹم میں اسٹوریج کا حصہ اور توانائی کی منتقلی کا نظام بھی شامل ہے۔

ابر آلود ادوار میں توجہ مرکوز کرنے والوں کی کارکردگی نمایاں طور پر کم ہو جاتی ہے، کیونکہ صرف براہ راست شمسی تابکاری پر توجہ مرکوز کی جاتی ہے۔اس وجہ سے، یہ نظام ان خطوں میں اعلیٰ ترین کارکردگی حاصل کرتے ہیں جہاں انسولیشن کی سطح خاص طور پر زیادہ ہے: صحراؤں میں، خط استوا میں۔ شمسی تابکاری کے استعمال کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے، توجہ مرکوز کرنے والے خصوصی ٹریکرز، ٹریکنگ سسٹمز سے لیس ہیں جو سورج کی سمت میں توجہ مرکوز کرنے والوں کی درست ترین سمت کو یقینی بناتے ہیں۔

چونکہ سولر کنسنٹریٹروں کی قیمت زیادہ ہے اور ٹریکنگ سسٹم کو وقتاً فوقتاً دیکھ بھال کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے ان کا استعمال بنیادی طور پر صنعتی پاور جنریشن سسٹم تک ہی محدود ہے۔

اس طرح کی تنصیبات کو ہائبرڈ سسٹم میں ایک ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر، ہائیڈرو کاربن ایندھن کے ساتھ، پھر اسٹوریج سسٹم پیدا ہونے والی بجلی کی لاگت کو کم کر دے گا۔ یہ ممکن ہو جائے گا کیونکہ نسل چوبیس گھنٹے کی جائے گی۔

پیرابولک ٹیوب سولر کنسنٹریٹر 50 میٹر تک لمبے ہوتے ہیں، جو ایک لمبا آئینہ پیرابولا کی طرح ہوتے ہیں۔ اس طرح کا مرتکز مقعر آئینے کے ایک سیٹ پر مشتمل ہوتا ہے، جن میں سے ہر ایک سورج کی متوازی شعاعوں کو اکٹھا کرتا ہے اور انہیں ایک خاص نقطہ پر مرکوز کرتا ہے۔ اس طرح کے پیرابولا کے ساتھ، ٹھنڈک مائع کے ساتھ ایک ٹیوب واقع ہے، تاکہ آئینے سے منعکس ہونے والی تمام شعاعیں اس پر مرکوز رہیں۔ گرمی کے نقصان کو کم کرنے کے لیے، ٹیوب شیشے کی ٹیوب سے گھری ہوئی ہے جو سلنڈر کی فوکل لائن کے ساتھ پھیلی ہوئی ہے۔

یہ حب شمال اور جنوب کی سمت میں قطاروں میں ترتیب دیے گئے ہیں اور یقینی طور پر شمسی ٹریکنگ سسٹم سے لیس ہیں۔ لائن میں مرکوز تابکاری کولنٹ کو تقریباً 400 ڈگری تک گرم کرتی ہے، یہ ہیٹ ایکسچینجرز سے گزرتی ہے، بھاپ پیدا کرتی ہے جو جنریٹر کی ٹربائن کو موڑ دیتی ہے۔

منصفانہ طور پر، یہ نوٹ کرنا چاہئے کہ ایک فوٹو سیل بھی ٹیوب کی جگہ پر واقع ہوسکتا ہے. تاہم، اس حقیقت کے باوجود کہ فوٹو وولٹک سیلز کے ساتھ مرتکز کا سائز چھوٹا ہو سکتا ہے، یہ کارکردگی میں کمی اور زیادہ گرمی کے مسئلے سے بھرا ہوا ہے، جس کے لیے اعلیٰ معیار کے کولنگ سسٹم کی ترقی کی ضرورت ہے۔

1980 کی دہائی میں کیلیفورنیا کے صحرا میں، پیرابولک سلنڈرکل کنسنٹریٹرز کے 9 پاور پلانٹس بنائے گئے جن کی کل صلاحیت 354 میگاواٹ تھی۔ پھر اسی کمپنی (Luz International) نے Deget میں SEGS I ہائبرڈ انسٹالیشن بھی بنائی، جس کی صلاحیت 13.8 میگاواٹ تھی، جس میں قدرتی گیس کے اوون بھی شامل تھے۔ عام طور پر، 1990 تک، کمپنی نے ہائبرڈ پاور پلانٹس بنائے تھے جن کی کل صلاحیت تھی 80 میگاواٹ

پیرابولک پاور پلانٹس میں شمسی توانائی کی پیداوار کی ترقی مراکش، میکسیکو، الجیریا اور دیگر ترقی پذیر ممالک میں عالمی بینک کی مالی اعانت سے کی جا رہی ہے۔

اس کے نتیجے میں، ماہرین نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ آج پیرابولک گرت پاور پلانٹس منافع اور کارکردگی کے لحاظ سے ٹاور اور ڈسک شمسی توانائی کے پلانٹس دونوں سے پیچھے ہیں۔

ڈسک شمسی تنصیبات - یہ سیٹلائٹ ڈشز کی طرح ہیں، پیرابولک آئینے جو سورج کی شعاعوں کو ایک ریسیور پر مرکوز کرتے ہیں جو ایسی ہر ڈش کے فوکس میں ہوتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، اس حرارتی ٹیکنالوجی کے ساتھ کولنٹ کا درجہ حرارت 1000 ڈگری تک پہنچ جاتا ہے. حرارت کی منتقلی کا سیال فوری طور پر ایک جنریٹر یا انجن کو کھلایا جاتا ہے جسے رسیور کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔ یہاں، مثال کے طور پر، سٹرلنگ اور برائٹن انجن استعمال کیے گئے ہیں، جو اس طرح کے سسٹمز کی کارکردگی میں نمایاں اضافہ کر سکتے ہیں، کیونکہ آپٹیکل کارکردگی زیادہ ہے اور ابتدائی اخراجات کم ہیں۔

پیرابولک ڈش سولر انسٹالیشن کی کارکردگی کا عالمی ریکارڈ 29% تھرمل سے برقی کارکردگی ہے جو رینچو میراج میں سٹرلنگ انجن کے ساتھ مل کر ڈش قسم کی تنصیب کے ذریعے حاصل کیا گیا ہے۔

ماڈیولر ڈیزائن کی وجہ سے، میچ قسم کے سولر سسٹم بہت امید افزا ہیں، وہ آپ کو عوامی بجلی کے گرڈ اور آزاد دونوں ہائبرڈ صارفین کے لیے مطلوبہ پاور لیول آسانی سے حاصل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ ایک مثال STEP پروجیکٹ ہے، جو ریاست جارجیا میں واقع 7 میٹر کے قطر کے ساتھ 114 پیرابولک آئینے پر مشتمل ہے۔

یہ نظام درمیانے، کم اور زیادہ دباؤ والی بھاپ پیدا کرتا ہے۔ کم دباؤ والی بھاپ بنائی فیکٹری کے ایئر کنڈیشنگ سسٹم کو فراہم کی جاتی ہے، درمیانے دباؤ والی بھاپ خود بنائی کی صنعت کو فراہم کی جاتی ہے، اور ہائی پریشر بھاپ براہ راست بجلی پیدا کرنے کے لیے فراہم کی جاتی ہے۔

بلاشبہ، سٹرلنگ انجن کے ساتھ مل کر سولر ڈسک سنٹریٹر بڑی توانائی کمپنیوں کے مالکان کے لیے دلچسپی کا باعث ہیں۔ اس طرح، سائنس ایپلی کیشنز انٹرنیشنل کارپوریشن، تین توانائی کمپنیوں کے ساتھ مل کر، سٹرلنگ انجن اور پیرابولک مررز کا استعمال کرتے ہوئے ایک ایسا نظام تیار کر رہی ہے جو 25 کلو واٹ بجلی پیدا کرنے کے قابل ہو گی۔

مرکزی ریسیور والے ٹاور قسم کے سولر پاور پلانٹس میں، شمسی تابکاری ریسیور پر مرکوز ہوتی ہے، جو ٹاور کے اوپر واقع ہوتا ہے…. ٹاورز کے ارد گرد ریفلیکٹرز-ہیلیو سٹیٹس کی ایک بڑی تعداد رکھی گئی ہے... ہیلیو سٹیٹس دو محوروں والے سورج سے باخبر رہنے کے نظام سے لیس ہیں، جس کی بدولت وہ ہمیشہ اس طرح مڑتے ہیں کہ شعاعیں ساکن رہیں، حرارت وصول کرنے والے پر مرکوز رہیں۔

وصول کنندہ گرمی کی توانائی جذب کرتا ہے، جو پھر جنریٹر کی ٹربائن کو موڑ دیتا ہے۔

رسیور میں گردش کرنے والا مائع کولنٹ بھاپ کو حرارت جمع کرنے والے تک لے جاتا ہے۔ عام طور پر کام پانی کے بخارات ہوتے ہیں جن کا درجہ حرارت 550 ڈگری تک ہوتا ہے، ہوا اور دیگر گیسی مادے جن کا درجہ حرارت 1000 ڈگری تک ہوتا ہے، کم ابلتے نقطہ والے نامیاتی مائعات - 100 ڈگری سے نیچے، نیز مائع دھات - 800 ڈگری تک۔

سٹیشن کے مقصد پر منحصر ہے، بھاپ بجلی پیدا کرنے کے لیے ٹربائن کو موڑ سکتی ہے یا کسی قسم کی پیداوار میں براہ راست استعمال کی جا سکتی ہے۔ رسیور میں درجہ حرارت 538 سے 1482 ڈگری تک مختلف ہوتا ہے۔

جنوبی کیلیفورنیا میں سولر ون پاور ٹاور، اپنی نوعیت کا پہلا ٹاور، اصل میں 10 میگاواٹ پیدا کرنے والے بھاپ کے پانی کے نظام کے ذریعے بجلی پیدا کرتا تھا۔ پھر اس میں جدید کاری ہوئی اور بہتر رسیور، جو اب پگھلے ہوئے نمکیات اور ہیٹ اسٹوریج سسٹم کے ساتھ کام کر رہا ہے، نمایاں طور پر زیادہ موثر ہو گیا۔

اس سے بیٹری ٹاور پاور پلانٹس کے لیے سولر کنسنٹیٹر ٹیکنالوجی میں ایک پیش رفت ہوئی: ایسے پاور پلانٹ میں بجلی مانگ کے مطابق پیدا کی جا سکتی ہے، کیونکہ ہیٹ اسٹوریج سسٹم 13 گھنٹے تک گرمی کو محفوظ کر سکتا ہے۔

پگھلے ہوئے نمک کی ٹیکنالوجی سے شمسی حرارت کو 550 ڈگری پر ذخیرہ کرنا ممکن ہو جاتا ہے اور اب دن کے کسی بھی وقت اور کسی بھی موسم میں بجلی پیدا کی جا سکتی ہے۔ 10 میگاواٹ کی صلاحیت کے ساتھ ٹاور اسٹیشن "سولر ٹو" اس قسم کے صنعتی پاور پلانٹس کا پروٹو ٹائپ بن گیا ہے۔ مستقبل میں بڑے صنعتی اداروں کے لیے 30 سے ​​200 میگاواٹ کی صلاحیت کے حامل صنعتی اداروں کی تعمیر۔

امکانات بہت زیادہ ہیں، لیکن ترقی میں بڑے علاقوں کی ضرورت اور صنعتی پیمانے پر ٹاور سٹیشنوں کی تعمیر کے اہم اخراجات کی وجہ سے رکاوٹ ہے۔ مثال کے طور پر، 100 میگاواٹ ٹاور اسٹیشن لگانے کے لیے، 200 ہیکٹر کی ضرورت ہوتی ہے، جب کہ 1000 میگاواٹ بجلی پیدا کرنے کے قابل نیوکلیئر پاور پلانٹ کے لیے صرف 50 ہیکٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔ دوسری طرف چھوٹی صلاحیتوں کے لیے پیرابولک سلنڈرکل اسٹیشن (ماڈیولر قسم) ٹاور والے اسٹیشنوں سے زیادہ لاگت کے حامل ہوتے ہیں۔

اس طرح، ٹاور اور پیرابولک گرت کونسیٹریٹرز 30 میگاواٹ سے 200 میگاواٹ تک کے پاور پلانٹس کے لیے موزوں ہیں جو گرڈ سے منسلک ہیں۔ ماڈیولر ڈسک ہب نیٹ ورکس کے خود مختار پاورنگ کے لیے موزوں ہیں جن کے لیے صرف چند میگا واٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ ٹاور اور سلیب دونوں نظام تیار کرنے میں مہنگے ہیں لیکن بہت زیادہ کارکردگی دیتے ہیں۔

جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں، پیرابولک گرت کنسنٹریٹر آنے والے سالوں کے لیے سب سے زیادہ امید افزا سولر کنسنٹیٹر ٹیکنالوجی کے طور پر ایک بہترین پوزیشن پر فائز ہیں۔

اس موضوع پر بھی پڑھیں: دنیا میں شمسی توانائی کی ترقی