توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریاں، انورٹرز، اور سولر پینلز ایک ساتھ کیسے کام کرتے ہیں؟

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

سسٹم کا مجموعی ڈھانچہ اور اجزاء کی ذیلی تقسیم کے اصول

 

پورے نظام کے بنیادی تین اجزاء ہیں: فوٹوولٹک ماڈیولز (سولر پینلز)،توانائی ذخیرہ کرنے والی لتیم بیٹریاں، اور دو طرفہ توانائی ذخیرہ کرنے والے انورٹرز (PCS)۔ معاون لوازمات میں شامل ہیں: DC کمبینر بکس، سرکٹ بریکر، بجلی کے میٹر، ڈسٹری بیوشن کیبنٹ، گرڈ انٹرفیس، اور گھریلو بوجھ۔

 

1. ہر جزو کے بنیادی کام کرنے والے اصول

 

(1) سولر فوٹوولٹک پینلز (پاور جنریشن یونٹس)

 

پینلز فوٹو وولٹک اثر کی بنیاد پر سیریز/متوازی طور پر منسلک فوٹو وولٹک سیلز کی ایک بڑی تعداد پر مشتمل ہیں: سورج کی روشنی کے فوٹون سلیکون سیمی کنڈکٹرز پر حملہ کرتے ہیں، دشاتمک براہ راست کرنٹ بنانے کے لیے دلچسپ الیکٹران؛

 

● آؤٹ پٹ کی خصوصیات: خالص ڈی سی پاور؛ وولٹیج روشنی کی شدت اور درجہ حرارت کے ساتھ نمایاں طور پر اتار چڑھاؤ کرتا ہے۔ دوپہر کے وقت ہائی وولٹیج، صبح/شام اور ابر آلود دنوں میں کم وولٹیج؛

 

● گھریلو ایپلائینسز (گھریلو 220V AC پاور) سے براہ راست منسلک نہیں کیا جا سکتا، بیٹریوں سے براہ راست نہیں جوڑا جا سکتا ہے (وولٹیج کی مماثلت اور چارجنگ پروٹیکشن کی کمی ابھار اور نقصان کا سبب بنے گی)؛

 

● سیریز میں جڑے متعدد بورڈز کل DC وولٹیج میں اضافہ کرتے ہیں، اور متوازی طور پر جڑے ہونے سے کل چارجنگ کرنٹ میں اضافہ ہوتا ہے۔

 

(2) انرجی سٹوریج بیٹری (انرجی سٹوریج یونٹ، مین اسٹریم لیتھیم آئرن فاسفیٹ)

 

اندرونی طور پر، یہ سیلز → ماڈیولز → پر مشتمل ہوتا ہے۔بیٹری پیک + بی ایم ایس (بیٹری مینجمنٹ سسٹم):

 

1) BMS کے بنیادی افعال: سیل وولٹیج کو متوازن کرنا، اوور چارج/زیادہ-ڈسچارج/اوور کرنٹ/ہائی ٹمپریچر پروٹیکشن، اور بقیہ SOC کی حقیقی-وقت رپورٹنگ؛

 

2) توانائی کی شکل: صرف ڈی سی پاور کو ذخیرہ اور آؤٹ پٹ کر سکتے ہیں۔

 

3) چارجنگ: کم-وولٹیج کی غیر مستحکم فوٹوولٹک ڈی سی پاور صرف انورٹر کے ذریعے مستحکم ہونے کے بعد ہی محفوظ طریقے سے چارج کی جا سکتی ہے۔

 

4) ڈسچارجنگ: الٹا اور وولٹیج بڑھانے کے لیے انورٹر کو مستحکم ڈی سی پاور آؤٹ پٹ کرتا ہے۔

 

(3) دو طرفہ توانائی ذخیرہ کرنے والے انورٹر پی سی ایس (سسٹم کنٹرول کور)

 

عام فوٹوولٹک انورٹرز صرف DC کو AC میں تبدیل کرتے ہیں۔ انرجی اسٹوریج PCS دو سرکٹس کے ساتھ ایک دو طرفہ پاور کنورٹر ہے:

 

1) انورٹر چینل (DC→AC): فوٹو وولٹک/بیٹری DC → بوسٹ، فلٹر → معیاری 220V/380V سائنوسائیڈل AC پاور گھریلو آلات کی فراہمی کے لیے؛

 

2) ریکٹیفائر چینل (AC→DC): گرڈ AC پاور → قدم-نیچے کی اصلاح → بیٹری کو چارج کرنے کے لیے مستحکم DC پاور (آف-بجلی کی چوٹی اسٹوریج)؛

 

3) بلٹ ان-مین کنٹرول چپ: فوٹو وولٹک پاور، بیٹری SOC، گھریلو لوڈ پاور، اور گرڈ وولٹیج کا حقیقی-وقت کا حصول؛ ملی سیکنڈ-سطح کی خودکار پاور ایلوکیشن اور آپریٹنگ طریقوں کی سوئچنگ۔

 

بنیادی پیرامیٹرز اور تین بنیادی اجزاء کے افعال کا موازنہ:

 

اجزاء	توانائی کی قسم	بنیادی افعال	کلیدی پیرامیٹرز	آپریٹنگ حدود
سولر فوٹوولٹک پینلز	آؤٹ پٹ صرف DC	شمسی توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ یہ نظام کا بجلی پیدا کرنے کا واحد ذریعہ ہے۔	چوٹی کی طاقت، کھلی-سرکٹ وولٹیج، مختصر-سرکٹ کرنٹ، تبادلوں کی کارکردگی	روشنی کے بغیر بجلی پیدا نہیں ہوتی۔ آؤٹ پٹ وولٹیج روشنی اور درجہ حرارت کے ساتھ مختلف ہوتی ہے۔
توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری	اسٹور/آؤٹ پٹ ڈی سی پاور	تاریکی کے دوران بجلی کی فراہمی کے لیے اضافی برقی توانائی ذخیرہ کریں۔	صلاحیت kWh، برائے نام وولٹیج، SOC چارج اور خارج ہونے والا وقفہ، سائیکل کی زندگی	اوور چارجنگ اور -زیادہ ڈسچارج ممنوع ہیں۔ صرف ڈی سی چارجنگ اور ڈسچارج کی اجازت ہے۔
دو طرفہ توانائی اسٹوریج انورٹر پی سی ایس	AC/DC دو طرفہ کنورٹر	پاور ڈسٹری بیوشن، وولٹیج ریگولیشن، چارج اور ڈسچارج کنٹرول، گرڈ کنکشن پروٹیکشن	ریٹیڈ AC/DC پاور، دو طرفہ تبدیلی کی کارکردگی، جزیرے سے تحفظ، MPPT ٹریکنگ	فوٹو وولٹک، بیٹریوں اور پاور گرڈ کے مربوط کنٹرول کا مرکزی مرکز

 

 

 

 

 

4 آپریٹنگ شرائط کے تحت موجودہ بہاؤ کو مکمل کریں۔

 

حالت 1: کافی سورج کی روشنی کے ساتھ دھوپ والا دن، فوٹو وولٹک پاور جنریشن > گھریلو بجلی کی کھپت

 

1. سولر پینل اتار چڑھاؤ والی DC پاور پیدا کرتے ہیں → DC کمبینر باکس میں جمع → PCS کے DC ان پٹ ٹرمینل؛

 

2. PCS پہلا قدم: DC پاور کے ایک حصے کو AC پاور میں تبدیل کرتا ہے، تمام گھریلو آلات کی فراہمی کو ترجیح دیتا ہے۔

 

3. باقی اضافی DC پاور، PCS کے ذریعے ریگولیٹ اور کرنٹ محدود ہونے کے بعد، توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری کو چارج کرنے کے لیے ان پٹ ہے۔ BMS اصل وقت میں چارج کرنٹ اور وولٹیج کی نگرانی کرتا ہے۔

 

4. بیٹری مکمل طور پر چارج ہونے کے بعد (SOC 100%)، PCS خود بخود چارجنگ سرکٹ کو منقطع کر دیتا ہے، اور اضافی بجلی واپس فروخت کے لیے قومی گرڈ میں فراہم کر دی جاتی ہے۔

 

 

حالت 2: اعتدال پسند سورج کی روشنی، فوٹو وولٹک پاور جنریشن صرف گھریلو بوجھ کے برابر ہے

 

فوٹو وولٹک سسٹم سے تمام DC پاور آلات کے استعمال کے لیے AC پاور میں تبدیل ہو جاتی ہے۔ بیٹری بیکار رہتی ہے، نہ تو چارج ہوتی ہے اور نہ ہی ڈسچارج ہوتی ہے، بغیر کسی گرڈ کے تعامل کے۔

 

 

آپریٹنگ کنڈیشن 3: رات/ابر آلود/بارش کا دن، شمسی توانائی کی پیداوار نہیں ہے۔

 

1. شمسی توانائی کا کوئی ڈی سی آؤٹ پٹ نہیں ہے۔ PCS بجلی کی کمی کا پتہ لگاتا ہے۔

 

2. بیٹری BMS کو ڈسچارج کمانڈ بھیجا جاتا ہے۔ بیٹری پی سی ایس کو مستحکم ڈی سی پاور آؤٹ پٹ کرتی ہے۔

 

3. پی سی ایس الٹا کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے، AC پاور کو گھریلو بوجھ میں آؤٹ پٹ کرتا ہے۔

 

4. جب بیٹری چارج نچلی حد (SOC 20%) تک گر جاتا ہے، PCS بیٹری ڈسچارج کو روکتا ہے اور خود بخود مینز پاور پر سوئچ کر دیتا ہے۔

 

 

آپریٹنگ کنڈیشن 4: آف-پیک انرجی سٹوریج (رات کے وقت بجلی کی کم قیمتیں) + پاور آؤٹیج بیک اپ

 

1. رات کو، سورج کی روشنی کے بغیر، پی سی ایس گرڈ سے AC پاور کھینچتا ہے، بیٹری کو چارج کرنے کے لیے اسے مستحکم DC پاور میں درست کرتا ہے۔

 

2. اچانک بجلی کی بندش: پی سی ایس گرڈ سے منقطع، جزیرے کے تحفظ کو متحرک کرتا ہے۔ صرف شمسی توانائی (سورج کی روشنی کے ساتھ) اور بیٹری آزادانہ طور پر کام کرتے ہیں، الٹ پاور ٹرانسمیشن کو روکتے ہیں جو گرڈ کی دیکھ بھال کرنے والے اہلکاروں کو نقصان پہنچا سکتے ہیں۔

 

3. گرڈ بحال ہونے کے بعد، نظام خود بخود مطابقت پذیر ہو جاتا ہے اور گرڈ سے دوبارہ جڑ جاتا ہے، معمول کا کام دوبارہ شروع کر دیتا ہے۔

 

 

چار آپریٹنگ حالات کے لیے پاور ڈسٹری بیوشن لاجک ٹیبل:

 

کلیدی سپلیمنٹری کور ٹیکنالوجیز

 

1. زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ ٹریکنگ (MPPT) (PCS میں مربوط): فوٹوولٹک وولٹیج میں بہت زیادہ اتار چڑھاؤ آتا ہے۔ MPPT حقیقی وقت میں رکاوٹ کو ایڈجسٹ کرتا ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ فوٹو وولٹک پینل ہمیشہ موجودہ سورج کی روشنی میں زیادہ سے زیادہ پاور آؤٹ پٹ کرتے ہیں، بجلی کی پیداوار میں 15%-30% اضافہ ہوتا ہے۔

 

2. BMS اور PCS مواصلات اور ربط: بیٹری BMS وولٹیج، درجہ حرارت، اور SOC ڈیٹا کو حقیقی وقت میں انورٹر میں منتقل کرتی ہے۔ سیل کو پہنچنے والے نقصان کو روکنے کے لیے انورٹر بیٹری کی حیثیت کی بنیاد پر چارجنگ/ڈسچارجنگ پاور کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔

 

3. تبدیلی کے نقصان کی وضاحت: فوٹو وولٹک ڈی سی سے AC چارجنگ نقصان تقریباً 3%-6% ہے؛ گرڈ AC سے بیٹری DC تک چارجنگ نقصان 4%-7% ہے۔ صنعت میں اعلیٰ معیار کا PCS 96% سے زیادہ یا اس کے برابر ایک جامع تبادلوں کی کارکردگی حاصل کرتا ہے۔

 

 

گرڈ میں اجزاء کا موازنہ

 

موازنہ اشیاء	گرڈ-منسلک توانائی ذخیرہ کرنے کا نظام (گھریلو استعمال کے لیے مرکزی دھارے میں)	آف-گرڈ انرجی اسٹوریج سسٹم (بجلی گرڈ کے بغیر علاقے)
انورٹر	دو طرفہ گرڈ-مطابقت پذیر گرڈ کے ساتھ منسلک PCS-کنکشن فنکشن	آف-گرڈ انرجی اسٹوریج انورٹر، بغیر گرڈ کے-منسلک ماڈیول
بیٹری کی صلاحیت کی ضروریات	یہ تھوڑا سا چھوٹا ہے؛ اگر پاور نہیں ہے تو آپ AC پاور پر سوئچ کر سکتے ہیں۔	بڑی-کی صلاحیت والی بیٹریوں کو پورے-دن کی بجلی کی کھپت کے ساتھ مماثل کرنے کی ضرورت ہے۔
اضافی پاور پروسیسنگ	بجلی کو پاور گرڈ میں منتقل کرکے فروخت کیا جاتا ہے۔	ڈسچارج ریزسٹر سے لیس کرنے سے زیادہ بجلی خرچ ہوتی ہے۔
بجلی کی بندش کی صلاحیت	جزیرہ موڈ قلیل مدتی آزاد بجلی کی فراہمی	پورا عمل خود کفالت کے لیے فوٹو وولٹک اور بیٹریوں پر انحصار کرتا ہے۔
لاگت	درمیانی-طاقت، پاور گرڈ والے شہری صارفین کے لیے موزوں۔	اونچائی، دور دراز پہاڑی اور چراگاہی علاقوں میں استعمال کے لیے موزوں ہے۔

 

 

 

آسان خلاصہ (آسان تفہیم اور حفظ کے لیے)

 

1. فوٹو وولٹک پینل "بجلی پیدا کرنے" کے ذمہ دار ہیں، جو صرف غیر مستحکم براہ راست کرنٹ (DC) پیدا کرتے ہیں۔

 

2. توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریاں "بجلی کو ذخیرہ کرنے"، صرف DC کو ذخیرہ کرنے، رات کے وقت بجلی پیدا نہ کرنے کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے ذمہ دار ہیں۔

 

3. پاور اسٹوریج انورٹر (PCS) "ڈسپیچ مینیجر" ہے، جو AC/DC دو طرفہ تبدیلی کو مکمل کرتا ہے اور فوٹو وولٹک پینلز، بیٹریوں اور گرڈ سے خود بخود بجلی تقسیم کرتا ہے۔ پورا نظام ان اجزاء میں سے کسی ایک کے بغیر عام اور مستحکم طور پر کام نہیں کر سکتا۔