سولر پاور پلانٹس کی اقسام: ٹاور، ڈسک، پیرابولک-سلنڈرکل کنسنٹیٹر، سولر ویکیوم، مشترکہ

شمسی تابکاری توانائی کو تبدیل کرنا یا دوسرے لفظوں میں - شمسی حرارت اور روشنی، برقی توانائی میں، کئی سالوں سے دنیا کے بہت سے ممالک سولر پاور پلانٹس استعمال کر رہے ہیں۔ یہ ایک مختلف ڈیزائن کے ساتھ انجینئرنگ ڈھانچے ہیں، جو پاور پلانٹ کی قسم کے لحاظ سے مختلف اصولوں پر کام کرتے ہیں۔

اگر کوئی، "سولر پاور پلانٹ" کا مجموعہ سن کر شمسی پینلز سے ڈھکے ایک بہت بڑے علاقے کا تصور کرتا ہے، تو یہ حیران کن نہیں ہے، کیونکہ اس قسم کے پاور پلانٹس، جنہیں فوٹو وولٹک کہتے ہیں، آج کل بہت سے گھرانوں میں بہت مقبول ہیں۔ لیکن یہ سولر پاور پلانٹ کی واحد قسم نہیں ہے۔

صنعتی پیمانے پر بجلی پیدا کرنے والے تمام سولر پاور پلانٹس کو آج کل چھ اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: ٹاور، پلیٹ، فوٹو وولٹک، پیرابولک-سلنڈریکل کنسنٹریٹرز، سولر ویکیوم اور مشترکہ۔آئیے ہر قسم کے سولر پاور پلانٹ کا تفصیلی جائزہ لیتے ہیں اور دنیا کے مختلف ممالک میں مخصوص ڈھانچے پر توجہ دیتے ہیں۔

ٹاور پاور پلانٹس

سولر پاور پلانٹ - ایک شمسی توانائی کا پلانٹ جس میں ہیلیو سٹیٹس کے فیلڈ سے بننے والے آپٹیکل کنسنٹریٹنگ سسٹم سے تابکاری ٹاور پر نصب شمسی رسیور کی طرف بھیجی جاتی ہے۔

ٹاور پاور پلانٹس اصل میں شمسی تابکاری کے زیر اثر پانی کے بخارات کے اصول پر مبنی تھے۔ یہاں پانی کے بخارات کام کرنے والے سیال کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ اس طرح کے اسٹیشن کے مرکز میں واقع، ٹاور کے اوپر پانی کی ایک ٹینک ہے جو نظر آنے والی تابکاری اور حرارت دونوں کو بہترین طریقے سے جذب کرنے کے لیے سیاہ رنگ کی گئی ہے۔ اس کے علاوہ، ٹاور میں ایک پمپ گروپ ہے جس کا کام ذخائر کو پانی فراہم کرنا ہے۔ بھاپ، جس کا درجہ حرارت 500 ° C سے زیادہ ہے، اسٹیشن کے علاقے میں واقع ٹربائن جنریٹر کو بدل دیتا ہے۔

ٹاور کے اوپری حصے میں زیادہ سے زیادہ ممکنہ شمسی شعاعوں کو مرتکز کرنے کے لیے، اس کے ارد گرد سینکڑوں ہیلیو سٹیٹس نصب کیے گئے ہیں، جن کا کام منعکس شمسی شعاعوں کو براہ راست پانی کے برتن تک پہنچانا ہے۔ Heliostats آئینہ ہیں، جن میں سے ہر ایک کا رقبہ دسیوں مربع میٹر تک پہنچ سکتا ہے۔

Heliostat [heliostat] - آپٹیکل ارتکاز کرنے والے نظام کا ایک فلیٹ یا فوکس کرنے والا آئینہ عنصر جس میں ایک انفرادی واقفیت کا آلہ ہوتا ہے جس میں عکاسی شدہ براہ راست شمسی تابکاری کو شمسی تابکاری وصول کرنے والے کی طرف لے جایا جاتا ہے۔

ایک خودکار فوکسنگ سسٹم سے لیس سپورٹ پر نصب، تمام ہیلیو سٹیٹس منعکس شمسی تابکاری کو براہ راست ٹاور کے اوپر، ٹینک کی طرف لے جاتے ہیں، کیونکہ پوزیشننگ دن میں سورج کی حرکت کے مطابق کام کرتی ہے۔

گرم ترین دن، پیدا ہونے والی بھاپ کا درجہ حرارت 700 ° C تک بڑھ سکتا ہے، جو کہ ٹربائن کے معمول کے کام کے لیے کافی سے زیادہ ہے۔

مثال کے طور پر، اسرائیل میں، صحرائے نیگیو کی سرزمین پر، 2017 کے آخر تک، 121 میگاواٹ سے زیادہ کی صلاحیت والے ٹاور کے ساتھ ایک پاور پلانٹ کی تعمیر مکمل ہو جائے گی۔ ٹاور کی اونچائی 240 میٹر ہو گی۔ (تعمیر کے وقت دنیا کا سب سے اونچا شمسی ٹاور)، اور اس کے ارد گرد لاکھوں ہیلیو سٹیٹس کا فرش ہوگا جو وائی فائی کنٹرول کے ذریعے رکھا جائے گا۔ ٹینک میں بھاپ کا درجہ حرارت 540 ° C تک پہنچ جائے گا۔ 773 ملین ڈالر کا منصوبہ اسرائیل کی بجلی کی ضروریات کا 1% پورا کرے گا۔

پانی واحد چیز نہیں ہے جسے ٹاور میں شمسی تابکاری سے گرم کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، اسپین میں، 2011 میں، Gemasolar ٹاور سولر پاور پلانٹ کو کام میں لایا گیا تھا، جس میں ایک سالٹ کولنٹ کو گرم کیا جاتا ہے۔ اس محلول نے رات کو بھی گرم کرنا ممکن بنایا۔

نمک، 565 ° C پر گرم کیا جاتا ہے، ایک خاص ٹینک میں داخل ہوتا ہے، جس کے بعد یہ بھاپ جنریٹر کو گرمی منتقل کرتا ہے، جو ٹربائن کو موڑ دیتا ہے. پورے سسٹم کی ریٹیڈ صلاحیت 19.9 میگاواٹ ہے اور یہ 110 گیگا واٹ بجلی (سالانہ اوسط) فراہم کرنے کے قابل ہے تاکہ 27,500 گھرانوں کے نیٹ ورک کو بجلی فراہم کی جا سکے جو 9 ماہ کے لیے دن میں 24 گھنٹے پوری صلاحیت کے ساتھ کام کر رہے ہیں۔

لاٹ پاور پلانٹس

اصولی طور پر، اس قسم کے پاور پلانٹس ٹاور پلانٹس سے ملتے جلتے ہیں، لیکن ساختی طور پر مختلف ہیں۔ یہ الگ الگ ماڈیولز استعمال کرتا ہے، جن میں سے ہر ایک بجلی پیدا کرتا ہے۔ ماڈیول میں ریفلیکٹر اور ریسیور دونوں شامل ہیں۔ آئینے کی ایک پیرابولک اسمبلی جو ریفلیکٹر بناتی ہے سپورٹ پر نصب ہوتی ہے۔

آئینہ ایمپلیفائر - ایک آئینے کی کوٹنگ کے ساتھ شمسی تابکاری کا مرکز۔سپیکولر جہتی مرتکز - شمسی تابکاری کا ایک مخصوص مرتکز جو فلیٹ یا خمیدہ شکل کے انفرادی آئینے پر مشتمل ہوتا ہے جو ایک عام عکاسی کرنے والی سطح کو تشکیل دیتا ہے۔

وصول کنندہ پیرابولائڈ کے مرکز میں واقع ہے۔ ریفلیکٹر درجنوں آئینے پر مشتمل ہوتا ہے، ہر ایک کو انفرادی طور پر اپنی مرضی کے مطابق بنایا جاتا ہے۔ ریسیور جنریٹر کے ساتھ مل کر ایک سٹرلنگ انجن ہو سکتا ہے، یا پانی کا ٹینک جو بھاپ میں تبدیل ہو جاتا ہے، اور بھاپ ٹربائن کو موڑ دیتی ہے۔

مثال کے طور پر، 2015 میں، سویڈن کے Ripasso نے جنوبی افریقہ میں سٹرلنگ انجن کے ساتھ پیرابولک ہیلوتھرمل یونٹ کا تجربہ کیا۔ تنصیب کا ریفلیکٹر ایک پیرابولک آئینہ ہے جس میں 96 حصوں اور کل رقبہ 104 مربع میٹر ہے۔

توجہ ایک سٹرلنگ ہائیڈروجن انجن پر تھی جو فلائی وہیل سے لیس اور جنریٹر سے جڑا ہوا تھا۔ دن کے وقت سورج کی پیروی کرنے کے لیے پلیٹ آہستہ آہستہ مڑ گئی۔ نتیجے کے طور پر، کارکردگی کا عنصر 34% تھا، اور ہر ایسی "پلیٹ" صارف کو سالانہ 85 میگاواٹ بجلی فراہم کرنے کے قابل تھی۔

منصفانہ طور پر، ہم نوٹ کرتے ہیں کہ اس قسم کے شمسی توانائی کے پلانٹ کی "پلیٹ" کے مرکز میں، تیل کا ایک کنٹینر واقع ہو سکتا ہے، جس کی حرارت کو بھاپ جنریٹر میں منتقل کیا جا سکتا ہے، جو بدلے میں، گردش کرتا ہے۔ برقی جنریٹر کی ٹربائن

پیرابولک ٹیوب سولر پاور پلانٹس

یہاں ایک بار پھر ہیٹنگ میڈیم کو مرتکز منعکس تابکاری سے گرم کیا جاتا ہے۔ آئینہ 50 میٹر لمبا پیرابولک سلنڈر کی شکل میں ہے، جو شمال-جنوب سمت میں واقع ہے اور سورج کی حرکت کے بعد گھومتا ہے۔ آئینے کے فوکس میں ایک فکسڈ ٹیوب ہے جس کے ساتھ مائع کولنگ ایجنٹ حرکت کرتا ہے۔ایک بار جب کولنٹ کافی گرم ہو جاتا ہے، تو گرمی ہیٹ ایکسچینجر میں پانی میں منتقل ہو جاتی ہے، جہاں بھاپ دوبارہ جنریٹر کو موڑ دیتی ہے۔

پیرابولک کوریڈور کنسنٹریٹر - شمسی تابکاری کا ایک آئینہ کنسنٹریٹر، جس کی شکل اپنے آپ کے متوازی حرکت کرنے والے پیرابولا سے بنتی ہے۔

کیلیفورنیا میں 1980 کی دہائی میں لوز انٹرنیشنل نے 354 میگاواٹ کی کل صلاحیت کے ساتھ ایسے 9 پاور پلانٹس بنائے۔ تاہم، کئی سالوں کی مشق کے بعد، ماہرین اس نتیجے پر پہنچے ہیں کہ آج پیرابولک پاور پلانٹس ٹاور اور پلیٹ سولر پاور پلانٹس کے مقابلے منافع اور کارکردگی دونوں لحاظ سے کمتر ہیں۔

تاہم، 2016 میں، کاسا بلانکا کے قریب صحرائے صحارا میں ایک پاور پلانٹ دریافت ہوا تھا۔ شمسی concentrators500 میگاواٹ کی صلاحیت کے ساتھ۔ نصف ملین 12-میٹر آئینے جنریٹر ٹربائنوں کو گھومنے کے لیے پانی کو بھاپ میں تبدیل کرنے کے لیے کولنٹ کو 393 ° C پر گرم کرتے ہیں۔ رات کے وقت، حرارتی توانائی پگھلے ہوئے نمک میں ذخیرہ کرکے کام کرتی رہتی ہے۔ اس طرح، مراکش کی ریاست توانائی کے ماحول دوست ذرائع کے مسئلے کو بتدریج حل کرنے کا ارادہ رکھتی ہے۔

فوٹو وولٹک پاور پلانٹس

فوٹو وولٹک ماڈیولز، سولر پینلز پر مبنی اسٹیشن۔ وہ جدید دنیا میں بہت مشہور اور وسیع ہیں۔ سلیکون سیلز پر مبنی ماڈیولز کا استعمال چھوٹی جگہوں، جیسے سینیٹوریمز، پرائیویٹ ولاز اور دیگر عمارتوں کو طاقت دینے کے لیے کیا جاتا ہے، جہاں مطلوبہ طاقت کے ساتھ اسٹیشن کو الگ الگ حصوں سے اکٹھا کیا جاتا ہے اور چھت پر یا کسی مناسب جگہ کے پلاٹ پر نصب کیا جاتا ہے۔ صنعتی فوٹو وولٹک پاور پلانٹس چھوٹے شہروں کو بجلی فراہم کرنے کے قابل ہیں۔

سولر پاور پلانٹ (SES) [سولر پاور پلانٹ] - ایک پاور پلانٹ جو شمسی تابکاری کی توانائی کو بجلی میں تبدیل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

مثال کے طور پر، روس میں، ملک کا سب سے بڑا فوٹو وولٹک پاور پلانٹ 2015 میں شروع کیا گیا تھا۔ "الیگزینڈر ولازنیف" سولر پاور پلانٹ، 100,000 سولر پینلز پر مشتمل ہے، جس کی کل صلاحیت 25 میگاواٹ ہے، ایک رقبے پر واقع ہے۔ اورسک اور گائی کے شہروں کے درمیان 80 ہیکٹر۔ اسٹیشن کی گنجائش کاروباری اور رہائشی عمارتوں سمیت اورسک شہر کے نصف حصے کو بجلی فراہم کرنے کے لیے کافی ہے۔

اس طرح کے اسٹیشنوں کے آپریشن کا اصول آسان ہے. روشنی کے فوٹون کی توانائی سلکان ویفر میں کرنٹ میں بدل جاتی ہے۔ اس سیمی کنڈکٹر میں اندرونی فوٹو الیکٹرک اثر کا طویل عرصے سے مطالعہ کیا گیا ہے اور سولر سیل مینوفیکچررز نے اسے قبول کیا ہے۔ لیکن کرسٹل لائن سلکان، جو 24٪ کی کارکردگی دیتا ہے، واحد آپشن نہیں ہے۔ ٹیکنالوجی مسلسل بہتر ہو رہی ہے۔ چنانچہ 2013 میں، شارپ انجینئرز نے انڈیم-گیلیم-آرسنائیڈ عنصر سے 44.4% کارکردگی حاصل کی، اور فوکسنگ لینز کا استعمال تمام 46% کو حاصل کرنا ممکن بناتا ہے۔

سولر ویکیوم پاور پلانٹس

بالکل ماحولیاتی قسم کے شمسی اسٹیشن۔ اصولی طور پر، قدرتی ہوا کا بہاؤ استعمال کیا جاتا ہے، جو درجہ حرارت کے فرق کی وجہ سے ہوتا ہے (زمین کی سطح پر ہوا گرم ہو کر اوپر کی طرف بڑھ جاتی ہے)۔ واپس 1929 میں، یہ خیال فرانس میں پیٹنٹ کیا گیا تھا.

ایک گرین ہاؤس بنایا جا رہا ہے، جو شیشے سے ڈھکی ہوئی زمین کا ایک ٹکڑا ہے۔ گرین ہاؤس کے مرکز سے ایک ٹاور نکلتا ہے، ایک لمبا پائپ جس میں جنریٹر ٹربائن لگا ہوا ہے۔ سورج گرین ہاؤس کو گرم کرتا ہے، اور پائپ کے ذریعے اوپر آنے والی ہوا ٹربائن کو موڑ دیتی ہے۔مسودہ اس وقت تک برقرار رہتا ہے جب تک سورج بند شیشے کے حجم میں ہوا کو گرم کرتا ہے اور رات کو بھی جب تک زمین کی سطح حرارت برقرار رکھتی ہے۔

اس قسم کا ایک تجرباتی اسٹیشن 1982 میں میڈرڈ سے 150 کلومیٹر جنوب میں سپین میں بنایا گیا تھا۔ گرین ہاؤس کا قطر 244 میٹر تھا اور پائپ 195 میٹر اونچا تھا۔ زیادہ سے زیادہ ترقی یافتہ طاقت صرف 50 کلو واٹ ہے۔ تاہم، ٹربائن 8 سال تک چلتی رہی یہاں تک کہ یہ زنگ اور تیز ہواؤں کی وجہ سے ناکام ہو گئی۔ 2010 میں، چین نے ایک سولر ویکیوم سٹیشن کی تعمیر مکمل کی جو 200 کلو واٹ فراہم کرنے کے قابل تھا۔ یہ 277 ہیکٹر کے رقبے پر محیط ہے۔

مشترکہ سولر پاور پلانٹس

یہ وہ اسٹیشن ہیں جہاں گرم پانی اور حرارتی مواصلات ہیٹ ایکسچینجرز سے منسلک ہوتے ہیں، عام طور پر وہ مختلف ضروریات کے لیے پانی کو گرم کرتے ہیں۔ مشترکہ اسٹیشنوں میں مشترکہ حل بھی شامل ہوتے ہیں جب مرتکز سولر پینلز کے ساتھ متوازی طور پر کام کرتے ہیں۔ مشترکہ سولر پاور پلانٹس اکثر متبادل بجلی کی فراہمی اور نجی گھروں کو گرم کرنے کا واحد حل ہوتے ہیں۔