اپنے چھوٹے آف گرڈ سسٹم کے لیے مناسب ترتیب کا حساب کیسے لگائیں؟

کیا آپ نے کبھی پہاڑی کیبن، فشنگ بوٹ، یا RV میں اپنا شمسی توانائی کا نظام استعمال کرنے کے بارے میں سوچا ہے تاکہ عوامی گرڈ پر انحصار سے آزاد ہو؟

درحقیقت، یہ وہ کام نہیں ہے جو صرف انجینئر ہی کر سکتے ہیں۔ جب تک آپ چند کلیدی مراحل اور فارمولوں پر عبور حاصل کر لیتے ہیں، آپ اپنے چھوٹے آف گرڈ فوٹوولٹک سسٹم کے لیے مناسب ترتیب کا حساب لگا سکتے ہیں۔

آف گرڈ سولر سسٹم سے مراد ایک ایسا آزاد نظام ہے جو عوامی گرڈ پر انحصار نہیں کرتا، اس کے بجائے بجلی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے فوٹو وولٹک پاور جنریشن اور بیٹری اسٹوریج پر مکمل انحصار کرتا ہے۔ یہ دور دراز پہاڑی علاقوں، جزائر، چراگاہی علاقوں، RVs، ماہی گیری کی کشتیاں، اور غیر مستحکم گرڈ پاور والے دیگر مقامات پر استعمال کے لیے مثالی ہے۔

ذیل میں، ہم آپ کو مطلوبہ ترتیب کا حساب لگانے کے لیے چار مراحل میں رہنمائی کریں گے۔

مرحلہ 1: فوٹوولٹک ماڈیول کی طاقت کا تعین کریں۔

فوٹو وولٹک پینلز (سولر پینلز) کی طاقت اس بات کا تعین کرتی ہے کہ آپ کا سسٹم کتنی بجلی پیدا کر سکتا ہے۔

بنیادی حساب کا طریقہ یہ ہے: پہلے بجلی کی روزانہ کی طلب کا تعین کریں، پھر اسے مقامی آب و ہوا کے حالات (خاص طور پر دھوپ کا دورانیہ) کے ساتھ ملا کر فوٹو وولٹک پینلز کی کل طاقت کا تعین کریں۔

فارمولہ:

ماڈیول پاور = (روزانہ بجلی کی طلب × مسلسل ابر آلود دن کا اضافی عنصر) ÷ (مقامی اوسط دھوپ کے گھنٹے × سسٹم کی کارکردگی)

* روزانہ بجلی کی کھپت: اس کا حساب تمام آلات کی ریٹیڈ پاور کو ان کے استعمال کے وقت سے ضرب دے کر لگایا جا سکتا ہے۔

مثال کے طور پر، ایل ای ڈی لائٹس 10W × 5 گھنٹے = 50Wh، ریفریجریٹر 60W × 24 گھنٹے = 1440Wh۔

* مسلسل ابر آلود دن کا اضافی عنصر: لگاتار ابر آلود دنوں میں بجلی کی ناکافی پیداوار کے لیے، یہ عنصر عام طور پر 1.1 اور 1.3 کے درمیان سیٹ کیا جاتا ہے۔

* مقامی اوسط روزانہ دھوپ کے اوقات: یہ مقامی موسمیاتی ڈیٹا سے حاصل کیا جاسکتا ہے۔ مثال کے طور پر، بیجنگ میں اوسطاً روزانہ تقریباً 4 گھنٹے دھوپ ہوتی ہے، جب کہ ہینان میں 5 گھنٹے سے زیادہ ہو سکتا ہے۔

* سسٹم کی کارکردگی: یہ کیبل کے نقصانات، کنٹرولر کی کارکردگی، انورٹر کے نقصانات وغیرہ کے لیے اکاؤنٹس ہے، اور عام طور پر 0.75 اور 0.8 کے درمیان سیٹ کیا جاتا ہے۔

مثال کے طور پر:

فرض کریں کہ آپ کی یومیہ بجلی کی کھپت 3,000 Wh ہے، مقامی اوسط روزانہ دھوپ کے اوقات 4.5 گھنٹے ہیں، سسٹم کی کارکردگی 0.78 ہے، اور مسلسل بارش کے دنوں کا گتانک 1.2 ہے:

ماڈیول پاور = (3,000 × 1.2) ÷ (4.5 × 0.78) ≈ 1,026 W

اس کا مطلب ہے کہ آپ کو تقریباً 1 کلو واٹ کی کل پاور کے ساتھ فوٹو وولٹک پینلز لگانے کی ضرورت ہے، جیسے کہ چار 250 ڈبلیو ماڈیول۔

مرحلہ 2: آف گرڈ انورٹر پاور کا تعین کریں۔

انورٹر عام گھریلو آلات کے استعمال کے لیے فوٹو وولٹک پینلز یا بیٹریوں سے براہ راست کرنٹ (DC) کو الٹرنیٹنگ کرنٹ (AC) میں تبدیل کرتا ہے۔

اس کی طاقت آپ کی زیادہ سے زیادہ فوری بجلی کی طلب کو پورا کرنے کے لیے کافی ہونی چاہیے، خاص طور پر آنے والے بوجھ (موٹر سے چلنے والے آلات) کے انرش کرنٹ پر غور کرتے ہوئے۔

فارمولہ:

انورٹر پاور = (کل مزاحمتی لوڈ پاور + کل انڈکٹیو لوڈ پاور × 5) × مارجن فیکٹر ÷ پاور فیکٹر

* مزاحمتی بوجھ: مزاحمتی آلات جیسے لائٹ بلب، الیکٹرک کیٹلز اور اوون۔

* دلکش بوجھ: موٹرز یا کمپریسرز کے ساتھ سازوسامان، جیسے کہ ریفریجریٹر، واٹر پمپ، ایئر کنڈیشنر وغیرہ۔ اسٹارٹ اپ کے دوران فوری پاور ریٹیڈ پاور سے 5-7 گنا زیادہ ہوسکتی ہے۔

* حفاظتی عنصر: مارجن کو یقینی بنانے کے لیے عام طور پر 1.2–1.5 پر سیٹ کریں۔

* پاور فیکٹر: عام طور پر 0.8–0.9 پر سیٹ کیا جاتا ہے۔

: مثال کے طور پر

فرض کریں کہ آپ کے پاس 200W لائٹ فکسچر (مزاحمتی بوجھ)، 100W کا ریفریجریٹر (آمدنی بوجھ)، مارجن فیکٹر 1.3، اور پاور فیکٹر 0.85 ہے:

انورٹر پاور = (200 + 100 × 5) × 1.3 ÷ 0.85

≈ (200 + 500) × 1.3 ÷ 0.85

≈ 700 × 1.3 ÷ 0.85

≈ 1070 ڈبلیو

آپ کو 1.1 کلو واٹ کی کم از کم صلاحیت کے ساتھ ایک انورٹر کی ضرورت ہوگی، اور زیادہ استحکام کے لیے 1.5 کلو واٹ کا ماڈل منتخب کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔

مرحلہ 3: بیٹری کی صلاحیت کا تعین کریں۔

بیٹری آف گرڈ سسٹم کا "پاور اسٹوریج" ہے، اور رات یا ابر آلود دنوں میں استعمال ہونے والی بجلی بنیادی طور پر اسی سے آتی ہے۔ صلاحیت کا انحصار اس بات پر ہے کہ آپ کو کتنے دنوں کی مسلسل بجلی کی فراہمی کی ضرورت ہے اور روزانہ بجلی کی کھپت۔

فارمولہ:

بیٹری کی گنجائش (Ah) = (روزانہ بجلی کی کھپت × ابر آلود دنوں میں بجلی کی فراہمی کے دنوں کی تعداد) ÷ (ڈسچارج کی گہرائی × چارج / ڈسچارج کی کارکردگی × بیٹری پیک وولٹیج)

* ڈسچارج کی گہرائی (DOD): لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے لیے، 0.5–0.6 کے DOD کی سفارش کی جاتی ہے۔ لیتھیم بیٹریوں کے لیے، 0.8–0.9 کا DOD قابل قبول ہے۔

* چارج / ڈسچارج کی کارکردگی: عام طور پر 0.85–0.9 پر سیٹ کی جاتی ہے۔

* بیٹری بینک وولٹیج: عام وولٹیج میں 12V، 24V، اور 48V شامل ہیں؛ زیادہ بجلی کی ضروریات کے لیے زیادہ وولٹیج کی سفارش کی جاتی ہے۔

: مثال کے طور پر

فرض کریں کہ آپ روزانہ 3000Wh استعمال کرتے ہیں اور 2V لیتھیم بیٹری (DOD=48، کارکردگی=0.9) کا استعمال کرتے ہوئے ابر آلود موسم کے 0.9 دن تک بجلی حاصل کرنا چاہتے ہیں:

بیٹری کی گنجائش = (3000 × 2) ÷ (0.9 × 0.9 × 48)

≈ 6000 ÷ 38.88

≈ 154ھ

آپ کو 48V 154Ah (تقریباً 7.4kWh) بیٹری پیک کی ضرورت ہوگی۔

مرحلہ 4: کنٹرولر کی خصوصیات کا تعین کریں۔

فوٹو وولٹک کنٹرولر فوٹو وولٹک ماڈیولز سے بیٹری تک چارج کرنے کے عمل کو منظم کرتا ہے۔

اس کی تصریحات بنیادی طور پر زیادہ سے زیادہ ان پٹ کرنٹ پر منحصر ہیں، درج ذیل فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے حساب کیا جاتا ہے:

فارمولہ:

کنٹرولر ان پٹ کرنٹ = فوٹو وولٹک ماڈیولز کی زیادہ سے زیادہ طاقت ÷ بیٹری پیک وولٹیج

مثال کے طور پر، اگر آپ کے فوٹو وولٹک پینلز کی کل پاور 1000W ہے اور بیٹری پیک وولٹیج 48V ہے:

کنٹرولر ان پٹ کرنٹ = 1000 ÷ 48 ≈ 20.8A

لہذا، آپ کو 21A سے زیادہ ان پٹ کرنٹ والے کنٹرولر کو منتخب کرنے کی ضرورت ہے، عام طور پر MPPT قسم (اعلی کارکردگی، ابر آلود دنوں میں زیادہ فائدہ مند)۔

عملی تجاویز

1. مارجن کی اجازت دیں: آلات کی عمر اور آپریشنل استحکام مناسب فالتو ڈیزائن پر منحصر ہے۔ پیرامیٹرز کو بہت سختی سے ٹھیک نہ کریں۔
2. MPPT PWM سے برتر ہے: اگرچہ MPPT کنٹرولرز قدرے زیادہ مہنگے ہیں، لیکن وہ بجلی پیدا کرنے کی اعلی کارکردگی پیش کرتے ہیں، خاص طور پر غیر مستحکم روشنی کے حالات میں۔
3. لیتھیم آئن بیٹریوں کو ترجیح دیں: وہ کمپیکٹ، ہلکی پھلکی اور گہرے خارج ہونے کی صلاحیت رکھتی ہیں، طویل مدتی لاگت کی بچت کی پیشکش کرتی ہیں۔
4. مستقبل میں توسیع کا منصوبہ: اگر آپ مستقبل میں مزید آلات شامل کرنے کی توقع رکھتے ہیں، تو فوٹو وولٹک سسٹم اور بیٹریوں دونوں کے لیے انٹرفیس کی کافی گنجائش کو یقینی بنائیں۔

ایک چھوٹے سے آف گرڈ فوٹوولٹک سسٹم کو ڈیزائن کرنے کا بنیادی مقصد صرف "چند پینلز اور بیٹریاں خریدنے" اور اسے ایک دن قرار دینے کے بجائے، اصل ضروریات کی بنیاد پر ترتیب کو درست طریقے سے شمار کرنے میں مضمر ہے۔

ان 4 فارمولوں پر عبور حاصل کریں:

1. فوٹوولٹک ماڈیول پاور فارمولا
2. انورٹر پاور فارمولا
3. بیٹری کی صلاحیت کا فارمولا
4. کنٹرولر ان پٹ کرنٹ فارمولا

اس کے بعد آپ ایک چھوٹے آف گرڈ سسٹم کے لیے ایک کنفیگریشن کا حساب لگا سکتے ہیں جو کافی اور مستحکم ہے۔

پہلی بار ڈیزائن کرتے وقت، آپ فارمولے کے نتائج کی بنیاد پر ایک اضافی 10%–20% مارجن شامل کر سکتے ہیں، جس سے موسم کی تبدیلیوں اور آلات کی توسیع سے نمٹنے میں مزید لچک پیدا ہو سکتی ہے۔