1۔ کرنٹ حیثیت فوٹوولٹک (شمسی توانائی) کی صنعت

1.1 عالمی فوٹوولٹک مارکیٹ کی تیز رفتار ترقی

حالیہ برسوں میں، عالمی فوٹوولٹک صنعت نے دھماکہ خیز ترقی دیکھی ہے۔ بین الاقوامی توانائی ایجنسی (IEA) کے اعداد و شمار کے مطابق، 2023 میں، فوٹو وولٹک پاور کی عالمی نئی نصب شدہ صلاحیت 350 GW سے تجاوز کر گئی، اور مجموعی نصب شدہ صلاحیت 1.5 TW سے تجاوز کر گئی۔ چین، امریکہ، یورپ اور ہندوستان جیسے ممالک اور خطے فوٹو وولٹک مارکیٹ میں اہم محرک قوتیں بن چکے ہیں۔

- چین: دنیا کی سب سے بڑی شمسی فوٹو وولٹک مارکیٹ کے طور پر، چین نے 2023 میں 200 GW سے زیادہ شمسی فوٹو وولٹک صلاحیت کا اضافہ کیا، جو عالمی نئی نصب شدہ صلاحیت کا 57% سے زیادہ ہے۔ حکومتی پالیسی سپورٹ، تکنیکی ترقی، اور لاگت میں کمی چین کی سولر فوٹو وولٹک صنعت کی ترقی کے اہم عوامل ہیں۔

- یورپ: روس یوکرین تنازعہ سے متاثر، یورپ نے اپنی توانائی کی منتقلی کو تیز کر دیا۔ 2023 میں، شمسی فوٹو وولٹک کی نئی نصب شدہ صلاحیت 60 GW سے تجاوز کر گئی، جرمنی، سپین اور ہالینڈ جیسے ممالک میں نمایاں ترقی کے ساتھ۔

- ریاستہائے متحدہ: افراط زر میں کمی کے قانون (IRA) کی حوصلہ افزائی کے ساتھ، 2023 میں تقریباً 40 GW کی نئی نصب شدہ صلاحیت کے ساتھ، امریکی شمسی فوٹو وولٹک مارکیٹ مسلسل ترقی کرتی رہی۔

- ہندوستان: ہندوستانی حکومت قابل تجدید توانائی کی ترقی کو بھرپور طریقے سے فروغ دیتی ہے۔ 2023 میں، شمسی فوٹو وولٹک کی نئی نصب شدہ صلاحیت 20 GW سے تجاوز کر گئی، جس کا ہدف 2030 تک 500 GW قابل تجدید توانائی کی تنصیب کی صلاحیت حاصل کرنا ہے۔

1۔2فوٹو وولٹک ٹیکنالوجی میں مسلسل ترقی

فوٹو وولٹک ٹیکنالوجی میں مسلسل جدت نے شمسی توانائی کی پیداوار میں کارکردگی میں اضافہ اور اخراجات کو کم کیا ہے:

- اعلی کارکردگی والی بیٹری ٹیکنالوجیز جیسے PERC، TOPCon، اور HJT: PERC (Passivated Emitter اور Rear Contact) سیلز مرکزی دھارے میں رہتے ہیں، لیکن TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) اور HJT (Heterojunction) ٹیکنالوجیز بتدریج اپنی اعلی کارکردگی کی وجہ سے مارکیٹ میں اپنی اعلی کارکردگی کو بڑھا رہی ہیں۔

- پیرووسکائٹ سولر سیل: اگلی نسل کی فوٹو وولٹک ٹیکنالوجی کے طور پر، پیرووسکائٹ سیلز نے لیبارٹری کی استعداد 33 فیصد سے زیادہ حاصل کر لی ہے اور مستقبل میں تجارتی طور پر قابل عمل ہونے کی امید ہے۔

- بائیفیشل ماڈیولز اور ٹریکنگ ماؤنٹس: بائی فیشل ماڈیولز بجلی کی پیداوار میں 10% سے 20% تک اضافہ کر سکتے ہیں، جبکہ ٹریکنگ ماونٹس سورج کی روشنی کے واقعات کے زاویے کو بہتر بناتے ہیں، جس سے سسٹم کی کارکردگی میں مزید اضافہ ہوتا ہے۔

1۔3دی فوٹو وولٹک پاور جنریشن کی لاگت میں کمی جاری ہے۔

پچھلی دہائی کے دوران، فوٹو وولٹک پاور جنریشن کی لاگت میں 80 فیصد سے زیادہ کمی آئی ہے۔ IRENA (بین الاقوامی قابل تجدید توانائی ایجنسی) کے مطابق، 2023 میں فوٹو وولٹک پاور کے لیے بجلی کی عالمی سطح پر لاگت (LCOE) گر کر 0.03 - 0.05 امریکی ڈالر فی کلو واٹ فی گھنٹہ رہ گئی ہے، جو کوئلے اور قدرتی گیس سے بجلی پیدا کرنے سے کم ہے، جس سے یہ توانائی کے سب سے زیادہ مسابقتی ذرائع میں سے ایک ہے۔

1۔4 توانائی کے ذخیرہ اور فوٹو وولٹک کی مربوط ترقی

فوٹو وولٹک پاور جنریشن کی وقفے وقفے سے فطرت کی وجہ سے، انرجی سٹوریج سسٹمز (جیسے لیتھیم بیٹریاں، سوڈیم آئن بیٹریاں، فلو بیٹریاں وغیرہ) کا استعمال ایک رجحان بن گیا ہے۔ 2023 میں، عالمی فوٹو وولٹک پلس انرجی سٹوریج کے منصوبوں کی نئی نصب شدہ صلاحیت 30 گیگاواٹ سے تجاوز کر گئی، اور اس کی اگلی دہائی میں اعلی شرح نمو برقرار رہنے کی توقع ہے۔

2. دی اہمیت فوٹوولٹک صنعت کے

2.1 آب و ہوا سے خطاب کاربن غیر جانبداری کے اہداف کو تبدیل اور فروغ دینا

دنیا بھر کے ممالک گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج کو کم کرنے کے لیے اپنی توانائی کی منتقلی کو تیز کر رہے ہیں۔ شمسی توانائی، صاف توانائی کے بنیادی جزو کے طور پر، "کاربن غیر جانبداری" کے ہدف کو حاصل کرنے میں ایک اہم کردار ادا کرتی ہے۔ پیرس معاہدے کے مطابق، 2030 تک، قابل تجدید توانائی کا عالمی حصہ 40 فیصد سے زیادہ تک پہنچنے کی ضرورت ہے، اور شمسی توانائی توانائی کے اہم ذرائع میں سے ایک بن جائے گی۔

2.2 توانائی کی حفاظت اور آزادی

روایتی توانائی کے ذرائع (جیسے تیل اور قدرتی گیس) جغرافیائی سیاست سے بہت زیادہ متاثر ہوتے ہیں، جبکہ شمسی توانائی کے وسائل وسیع پیمانے پر تقسیم ہوتے ہیں اور درآمدی توانائی پر انحصار کم کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، یورپ نے بڑے پیمانے پر فوٹو وولٹک پاور پلانٹس لگا کر روسی قدرتی گیس کی مانگ کو کم کر دیا ہے، اس طرح اس کی توانائی کی خودمختاری میں اضافہ ہوا ہے۔

2.3 اقتصادی ترقی اور روزگار کو فروغ دینا

فوٹو وولٹک انڈسٹری چین میں متعدد لنکس شامل ہیں جیسے سلیکون مواد، سلکان ویفرز، بیٹریاں، ماڈیولز، انورٹرز، بریکٹ، اور توانائی کا ذخیرہ، جس نے دنیا بھر میں لاکھوں ملازمتیں پیدا کی ہیں۔ چین کی فوٹو وولٹک صنعت میں براہ راست ملازمین کی تعداد 3 ملین سے زیادہ ہے، اور یورپ اور امریکہ میں فوٹو وولٹک صنعتیں بھی تیزی سے پھیل رہی ہیں۔

2.4 دیہی بجلی اور غربت کا خاتمہ

ترقی پذیر ممالک میں، فوٹو وولٹک مائیکرو گرڈز اور گھریلو شمسی نظام دور دراز علاقوں کو بجلی فراہم کرتے ہیں اور رہائشیوں کے حالات زندگی کو بہتر بناتے ہیں۔ مثال کے طور پر، افریقہ میں "سولر ہوم سسٹمز" نے لاکھوں لوگوں کو بجلی نہ ہونے کی حالت سے فرار ہونے میں مدد کی ہے۔

3۔فوٹوولٹک نظام میں سرج پروٹیکشن ڈیوائس (SPD) کی ضرورت

3.1 آسمانی بجلی گرنے اور فوٹوولٹک نظاموں کو درپیش اضافے کے خطرات

فوٹو وولٹک پاور اسٹیشن عام طور پر کھلے علاقوں (جیسے صحراؤں، چھتوں اور پہاڑوں) میں نصب کیے جاتے ہیں، اور یہ بجلی گرنے اور اوور وولٹیج کے اثرات کے لیے انتہائی خطرے سے دوچار ہوتے ہیں۔ اہم خطرات میں شامل ہیں:

- براہ راست بجلی کی ہڑتال: فوٹو وولٹک ماڈیولز یا سپورٹ پر براہ راست ٹکرانا، جس سے سامان کو نقصان ہوتا ہے۔

- حوصلہ افزائی بجلی: بجلی سے برقی مقناطیسی نبض کیبلز میں ہائی وولٹیج پیدا کرتی ہے، جو الیکٹرونک آلات جیسے کہ انورٹرز اور کنٹرولرز کو نقصان پہنچاتی ہے۔

- گرڈ کے اتار چڑھاؤ: گرڈ سائیڈ پر آپریشنل اوور وولٹیجز (جیسے سوئچ ایکشنز، شارٹ سرکٹ کی خرابیاں) فوٹو وولٹک سسٹم میں منتقل ہو سکتے ہیں۔

3.2 سرج پروٹیکٹو ڈیوائس (SPD) کا فنکشن

فوٹوولٹک نظاموں میں بجلی سے تحفظ اور اوور وولٹیج کے تحفظ کے لیے سرج پروٹیکٹر کلیدی سامان ہیں۔ ان کے اہم افعال میں شامل ہیں:

- عارضی اوور وولٹیجز کو محدود کرنا: ایک محفوظ حد کے اندر بجلی گرنے یا گرڈ کے اتار چڑھاو سے پیدا ہونے والے ہائی وولٹیج کو کنٹرول کرنا۔

- سرج کرنٹ کو خارج کرنا: بہاو کے آلات کی حفاظت کے لیے ضرورت سے زیادہ دھاروں کو زمین میں تیزی سے ہدایت کرنا۔

- نظام کی وشوسنییتا کو بڑھانا: بجلی گرنے یا اضافے کی وجہ سے سامان کی ناکامی اور ڈاؤن ٹائم کو کم کرنا۔

3.3 فوٹوولٹک نظاموں میں SPD ​​کا اطلاق

فوٹوولٹک نظاموں کے لیے سرج پروٹیکشن کو متعدد سطحوں میں ڈیزائن کیا جانا چاہیے:

- ڈی سی سائیڈ پر تحفظ (فوٹو وولٹک ماڈیولز سے انورٹر تک):

- حوصلہ افزائی بجلی اور آپریشنل اوور وولٹیجز کو روکنے کے لیے سٹرنگ کے ان پٹ اینڈ پر ٹائپ II SPD انسٹال کریں۔

- براہ راست اور حوصلہ افزائی بجلی کے مشترکہ خطرے سے نمٹنے کے لیے انورٹر کے DC ان پٹ اینڈ پر ٹائپ I + II SPD انسٹال کریں۔

- AC سائیڈ پر تحفظ (انورٹر سے گرڈ تک):

- گرڈ سائیڈ اوور وولٹیج کی مداخلت کو روکنے کے لیے انورٹر کے آؤٹ پٹ اینڈ پر ٹائپ II SPD انسٹال کریں۔

- حساس آلات کو درست تحفظ فراہم کرنے کے لیے ڈسٹری بیوشن کیبنٹ میں ٹائپ III SPD انسٹال کریں۔

3.4 سرج محافظوں کو منتخب کرنے کے لیے اہم نکات

- وولٹیج کی سطح کی مماثلت: SPD کا زیادہ سے زیادہ مسلسل آپریٹنگ وولٹیج (Uc) سسٹم وولٹیج سے زیادہ ہونا چاہیے (مثال کے طور پر، 1000Vdc فوٹوولٹک سسٹم کے لیے Uc ≥ 1200V کے ساتھ SPD کی ضرورت ہوتی ہے)۔

- موجودہ صلاحیت: ڈی سی سائیڈ ایس پی ڈی کا برائے نام خارج ہونے والا کرنٹ (ان) ≥ 20kA ہونا چاہیے، اور زیادہ سے زیادہ ڈسچارج کرنٹ (Imax) ≥ 40kA ہونا چاہیے۔

- تحفظ کی سطح: بیرونی تنصیب کو IP65 یا اس سے زیادہ تحفظ کو پورا کرنا چاہیے، جو سخت ماحول کے لیے موزوں ہے۔

- سرٹیفیکیشن کے معیارات: IEC 61643-31 (فوٹو وولٹک مخصوص SPDs کے لیے معیاری) اور UL 1449 اور دیگر بین الاقوامی سرٹیفیکیشنز کے مطابق۔

3.5 SPD انسٹال نہ کرنے کے ممکنہ خطرات

- سازوسامان کا نقصان: درست الیکٹرانک آلات جیسے انورٹرز اور مانیٹرنگ سسٹمز بڑھتے ہوئے اثرات کا شکار ہوتے ہیں اور مرمت کے اخراجات زیادہ ہوتے ہیں۔

- بجلی کی پیداوار کا نقصان: بجلی گرنے کی وجہ سے سسٹم بند ہوجاتا ہے، جس سے بجلی کی پیداوار کے منافع متاثر ہوتے ہیں۔

- آگ کا خطرہ: اوور وولٹیج بجلی کی آگ کو متحرک کر سکتا ہے، جو پاور سٹیشن کی حفاظت کے لیے خطرہ بن سکتا ہے۔

4. عالمی پی وی سرج پروٹیکٹر مارکیٹ کے رجحانات

4.1 مارکیٹ کی مانگ میں اضافہ

فوٹو وولٹک تنصیب کی صلاحیت میں تیزی سے اضافے کے ساتھ، سرج پروٹیکٹرز کی مارکیٹ بھی بیک وقت پھیل گئی ہے۔ یہ اندازہ لگایا گیا ہے کہ عالمی فوٹو وولٹک ایس پی ڈی مارکیٹ کا حجم 2025 تک 2 بلین امریکی ڈالر سے تجاوز کر جائے گا، جس کی کمپاؤنڈ سالانہ ترقی کی شرح (CAGR) 15% ہوگی۔

4.2 تکنیکی جدت طرازی کی سمت

- ذہین SPD: موجودہ نگرانی اور فالٹ الارم کے افعال سے لیس، اور ریموٹ آپریشن کی حمایت کرتا ہے۔

- اعلی وولٹیج کی سطح: اعلی وولٹیج کی درجہ بندی والے SPDs (جیسے 1500V) مرکزی دھارے میں شامل ہو گئے ہیں۔

- لمبی عمر: نئے حساس مواد (جیسے زنک آکسائیڈ کمپوزٹ ٹیکنالوجی) کا استعمال، SPDs کی پائیداری کو بڑھانا۔

4.3 پالیسی اور معیاری فروغ

- بین الاقوامی معیارات جیسے IEC 62305 (لائٹنگ پروٹیکشن اسٹینڈرڈ) اور IEC 61643-31 (فوٹو وولٹک ایس پی ڈی اسٹینڈرڈ) مینڈیٹ کرتے ہیں کہ فوٹو وولٹک سسٹمز سرج پروٹیکشن سے لیس ہوں۔

- چین میں "فوٹو وولٹک پاور اسٹیشنوں کے بجلی سے تحفظ کے لیے تکنیکی وضاحتیں" (GB/T 32512-2016) واضح طور پر SPD کے لیے انتخاب اور تنصیب کی ضروریات کو متعین کرتی ہے۔

5۔نتیجہ: فوٹو وولٹک صنعت سرج محافظوں کے بغیر نہیں کر سکتی

فوٹو وولٹک صنعت کی تیز رفتار ترقی نے عالمی توانائی کی منتقلی میں مضبوط تحریک پیدا کی ہے۔ تاہم، آسمانی بجلی گرنے اور اضافے کے خطرات کو نظر انداز نہیں کیا جا سکتا۔ سرج پروٹیکٹرز، فوٹو وولٹک سسٹمز کے محفوظ آپریشن کی کلیدی ضمانت کے طور پر، ساز و سامان کے نقصان کے خطرے کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتے ہیں، بجلی پیدا کرنے کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتے ہیں، اور نظام کی عمر کو بڑھا سکتے ہیں۔ مستقبل میں، فوٹو وولٹک تنصیبات کی مسلسل ترقی اور سمارٹ گرڈز کی ترقی کے ساتھ، اعلیٰ کارکردگی اور انتہائی قابل اعتماد SPDs فوٹو وولٹک پاور اسٹیشنوں کے ضروری اجزاء بن جائیں گے۔

فوٹو وولٹک سرمایہ کاروں، ای پی سی کمپنیوں اور آپریشن اور دیکھ بھال کی ٹیموں کے لیے، بین الاقوامی معیارات پر پورا اترنے والے اعلیٰ معیار کے سرج محافظوں کا انتخاب پاور اسٹیشن کے طویل مدتی مستحکم آپریشن کو یقینی بنانے اور سرمایہ کاری کی واپسی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے ایک اہم اقدام ہے۔