لفظ "توانائی" کا مطلب ہے کام کرنے کی صلاحیت۔ قدرتی ترقی اور نئی ٹیکنالوجی کے استعمال کی وجہ سے دنیا میں توانائی کی ضرورت بہت زیادہ بڑھ جاتی ہے۔ آتش گیر ایندھن کا ذریعہ جس پر ہم انحصار کرتے ہیں، جیسے کوئلہ، گیس اور تیل، محدود ہیں۔ ایندھن کے بڑھتے ہوئے جلنے سے گلوبل وارمنگ اور فضائی آلودگی پر تشویش پائی جاتی ہے۔ توانائی کے لیے جیواشم ایندھن پر زیادہ انحصار کی وجہ سے، وہ ختم ہو رہے ہیں، توانائی کے متبادل ذرائع تلاش کرنے کی ضرورت ہے، اور ایک متبادل ذریعہ سورج ہے۔
شمسی توانائی سورج سے آنے والی تابناک روشنی اور حرارت ہے جسے شمسی حرارتی، شمسی حرارتی توانائی، شمسی فن تعمیر، اور مصنوعی فوٹو سنتھیس جیسی کئی طرح کی ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجیز کا استعمال کرتے ہوئے استعمال کیا جاتا ہے۔
یہ قابل تجدید توانائی کا ایک لازمی ذریعہ بھی ہے، اور اس کی ٹیکنالوجیز کو وسیع پیمانے پر یا تو غیر فعال شمسی یا فعال شمسی کے طور پر خصوصیت دی جاتی ہے اس پر منحصر ہے کہ وہ شمسی توانائی کو کس طرح پکڑتے اور تقسیم کرتے ہیں یا اسے شمسی توانائی میں تبدیل کرتے ہیں۔
سیکھنے کے مقاصد
اس سبق کے اختتام تک، آپ کو قابل ہونا چاہیے:
سورج ایک انتہائی طاقتور توانائی کا ذریعہ ہے، اور سورج کی روشنی اب تک زمین کو حاصل ہونے والی توانائی کا سب سے بڑا ذریعہ ہے۔ شمسی تابکاری یا سورج کی روشنی جو زمین تک پہنچتی ہے اس میں تقریباً 50 فیصد نظر آنے والی روشنی، 45 فیصد انفراریڈ شعاعیں، اور الٹرا وائلٹ کی چھوٹی مقدار اور برقی مقناطیسی تابکاری کی دیگر اقسام ہوتی ہیں۔ شمسی توانائی صرف روشنی اور حرارت ہے جو سورج سے آتی ہے۔ شمسی توانائی سب سے صاف اور پرچر قابل تجدید توانائی کا دستیاب ذریعہ ہے۔
شمسی توانائی کی شکلیں۔
جیسا کہ اوپر دکھایا گیا ہے، شمسی پینل سورج کی روشنی یا شمسی تابکاری کو جمع کرنے اور برقی توانائی میں تبدیل کرنے کا ذمہ دار ہے۔ سولر چارج کنٹرولر سولر پینل سے بیٹری تک کرنٹ کے بہاؤ کو کنٹرول کرتا ہے۔ کنٹرولر بیٹری کے وولٹیج کی نگرانی کرتا ہے اور بیٹری کے مکمل چارج ہونے پر کرنٹ کو کم کرتا ہے۔ بیٹری بعد میں استعمال کے لیے توانائی ذخیرہ کرتی ہے۔ ایک انورٹر براہ راست کرنٹ (جو شمسی توانائی سے پیدا کرتا ہے) کو متبادل کرنٹ میں تبدیل کرتا ہے (جو برقی گرڈ میں استعمال ہوتا ہے)۔ میٹر گھریلو آلات جیسے فرج، بلب، اور ٹیلی ویژن کے ذریعہ استعمال ہونے والی توانائی کی مقدار کی پیمائش کرتا ہے۔
شمسی توانائی درج ذیل میں سے کسی بھی شکل میں ہو سکتی ہے۔
شمسی تابکاری کو یا تو تھرمل توانائی یا برقی توانائی میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔
حرارتی توانائی
شمسی توانائی کو حاصل کرنے اور اسے تھرمل توانائی میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہونے والے سب سے عام آلات فلیٹ پلیٹ جمع کرنے والے ہیں، جو شمسی توانائی سے حرارتی ایپلی کیشنز کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ زمین کی سطح پر شمسی تابکاری کی شدت کم ہونے کی وجہ سے، یہ جمع کرنے والے رقبے میں بڑے ہونے چاہئیں۔ مثال کے طور پر، ایک شخص کے لیے ضروری توانائی جمع کرنے کے لیے ایک کلکٹر کے پاس سطح کا رقبہ تقریباً 40 مربع میٹر (430 مربع فٹ) ہونا چاہیے۔
سب سے زیادہ استعمال ہونے والے فلیٹ پلیٹ جمع کرنے والے ایک سیاہ دھاتی پلیٹ پر مشتمل ہوتے ہیں، جو شیشے کی ایک یا دو چادروں سے ڈھکی ہوتی ہے، جو اس پر پڑنے والی سورج کی روشنی سے گرم ہوتی ہے۔ اس کے بعد سورج کی روشنی کی حرارت ہوا یا پانی میں منتقل ہو جاتی ہے، جسے کیریئر سیال کہتے ہیں، جو پلیٹ کے پچھلے حصے سے گزرتے ہیں۔ یہ حرارت براہ راست استعمال کی جا سکتی ہے یا اسٹوریج کے دوسرے میڈیم میں منتقل کی جا سکتی ہے۔ رات کے وقت یا ابر آلود دنوں میں استعمال کے لیے گرمی کا ذخیرہ دھوپ کے دوران گرم ہونے والے پانی کو ذخیرہ کرنے کے لیے موصل ٹینکوں کا استعمال کرکے مکمل کیا جاتا ہے۔ فلیٹ پلیٹ جمع کرنے والے عام طور پر 66 سے 93 ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت پر کیریئر سیال کو گرم کرتے ہیں۔ اس طرح کے جمع کرنے والوں کی کارکردگی کلیکٹر کے ڈیزائن کے لحاظ سے 20 سے 80 فیصد تک ہوتی ہے۔
حرارتی توانائی کی تبدیلی کا ایک اور طریقہ شمسی تالابوں میں پایا جاتا ہے، جو کہ کھارے پانی کی لاشیں ہیں جو شمسی توانائی کو جمع کرنے اور ذخیرہ کرنے کے لیے ڈیزائن کی گئی ہیں۔ ان تالابوں سے نکالی گئی گرمی کیمیکلز، خوراک، ٹیکسٹائل، سوئمنگ پولز اور مویشیوں کی پیداوار کے قابل بناتی ہے۔ شمسی توانائی کے تالابوں کی تنصیب اور دیکھ بھال کافی مہنگی ہوتی ہے اور عام طور پر گرم دیہی علاقوں تک محدود ہوتی ہے۔
بجلی کی پیداوار
شمسی تابکاری کو شمسی خلیوں کے ذریعہ براہ راست بجلی میں تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ ایسے خلیات میں، ایک چھوٹا برقی وولٹیج پیدا ہوتا ہے جب روشنی دھات اور سیمی کنڈکٹر (جیسے سیلیکون) کے درمیان یا دو سیمی کنڈکٹرز کے درمیان جنکشن سے ٹکراتی ہے۔ ایک فوٹوولٹک سیل سے پیدا ہونے والی طاقت تقریباً دو واٹ ہے۔ موجودہ دور کے زیادہ تر فوٹوولٹک خلیوں کی توانائی کی کارکردگی صرف 15 سے 20 فیصد ہے، اور چونکہ شمسی تابکاری کی شدت کم ہے، اس لیے شروع کرنے کے لیے، اس طرح کے خلیات کی بڑی اور مہنگی اسمبلیوں کو بھی معتدل مقدار میں بجلی پیدا کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
فوٹو وولٹک سیلز کی بڑی اکائیوں کو دور دراز کے علاقوں میں پانی کے پمپ اور مواصلاتی نظام اور مواصلاتی سیٹلائٹ کو بجلی فراہم کرنے کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔
روایتی برقی سپلائی کو تبدیل کرنے کے لیے کلاسیکی کرسٹل لائن سلیکون پینلز اور ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجیز، جن میں بلڈنگ انٹیگریٹڈ فوٹو وولٹکس شامل ہیں، کو اپنی چھتوں پر نصب کیا جا سکتا ہے۔
مرتکز شمسی توانائی کے پلانٹ ایک وسیع علاقے سے موصول ہونے والی سورج کی روشنی کو ایک چھوٹے سیاہ رسیور میں مرتکز کرنے کے لیے توجہ مرکوز کرنے، یا توجہ مرکوز کرنے والے جمع کرنے والوں کو ملازمت دیتے ہیں، اس طرح زیادہ درجہ حرارت پیدا کرنے کے لیے روشنی کی شدت میں کافی اضافہ ہوتا ہے۔ احتیاط سے منسلک آئینے یا عینک کی صفیں 2,000 ڈگری سیلسیس یا اس سے زیادہ کے ہدف کے درجہ حرارت کو گرم کرنے کے لیے کافی سورج کی روشنی کو مرکوز کر سکتی ہیں۔ اس گرمی کو پھر بوائلر چلانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جس کے نتیجے میں سٹیم ٹربائن الیکٹرک جنریٹنگ پاور پلانٹ کے لیے بھاپ پیدا ہوتی ہے۔ براہ راست بھاپ پیدا کرنے کے لیے، حرکت پذیر آئینے کا اہتمام کیا جا سکتا ہے تاکہ شمسی شعاعوں کی بڑی مقدار کو سیاہ پائپوں پر مرتکز کیا جا سکے جن کے ذریعے پانی گردش کر کے اسے گرم کیا جاتا ہے۔
دیگر ایپلی کیشنز
شمسی توانائی کا استعمال سمندری پانی سے بخارات کے ذریعے نمک پیدا کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ شمسی توانائی سے چلنے والے صاف کرنے والے یونٹ نمکین پانی کو پینے کے پانی میں تبدیل کرتے ہیں، سورج کی توانائی کو حرارت میں تبدیل کر کے، براہ راست یا بالواسطہ، صاف کرنے کے عمل کو چلانے کے لیے۔
توانائی کے متبادل ذرائع کے طور پر ہائیڈروجن کی صاف اور قابل تجدید پیداوار کے لیے شمسی ٹیکنالوجی بھی ابھری ہے۔
شمسی توانائی کے نظام کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے عوامل
1. موسم کی تبدیلی
چونکہ گرمی کی نمائش وقت سے پہلے شمسی خلیوں کی روزانہ کی پیداوار کو کم کر سکتی ہے، زیادہ درجہ حرارت وولٹیج میں کمی اور مجموعی طاقت میں کمی کا باعث بنتا ہے۔ شمسی خلیات گرم آب و ہوا کی بجائے سردی میں بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ لہذا، 25 ڈگری سیلسیس سے زیادہ درجہ حرارت میں اضافہ سولر پینل کی پیداوار میں کمی کا باعث بنتا ہے۔
2. شیڈنگ
جب سایہ سولر پینل کے ایک چھوٹے سے حصے پر بھی پڑتا ہے تو پوری تار میں کرنٹ کم ہو جاتا ہے۔ سایہ دار خلیے پورے شمسی توانائی کے نظام کے موجودہ بہاؤ کو متاثر کرتے ہیں۔
3. چھت کی سمت بندی
شمسی پینلز کے جھکاؤ کے زاویہ کو موسموں، عرض البلد اور عرض البلد اور دھوپ کے اوقات میں ہونے والی تبدیلیوں کے مطابق فعال طور پر ایڈجسٹ کیا جانا چاہیے۔
4. سولر پینل کی صفائی
سولر پینل کی سطح کی صفائی براہ راست فوٹو الیکٹرک پاور کنورژن سے منسلک ہے۔ ریت کے طوفان، آلودہ ماحول اور بارش چند ایسے عوامل ہیں جو سولر ماڈیولز کی کارکردگی کو کم کرنے میں کردار ادا کر سکتے ہیں۔
شمسی توانائی کے فوائد اور نقصانات
شمسی توانائی کے فوائد ہیں؛
شمسی توانائی کے نقصانات میں شامل ہیں؛
خلاصہ
