شمسي توانائي جو استعمال

شمسي توانائي جو استعمال​

احسان احمد عرساڻي​

​

​

​

ڪافي ڏهاڪن کان دنيا ۾ بين القوامي سياست توڙي جنگين جو محور معدني وسيلا رهيا آهن. هر ملڪ کي پنهنجي توانائيءَ واريون گھرجون پوريون ڪرڻ لاءِ معدني وسلين جي رسد گھرجي. دنيا ۾ معدني وسيلا شايد اڃا ڪثير مقدار ۾ موجود هجن، پر اهي هرگز به اڻ کٽ ناهن. ان کان سواءِ توانائي حاصل ڪرڻ لاءِ معدني ٻارڻ Fossil Fuel کي ساڙڻ سان دنيا جي ماحول تي منفي اثر پڻ پئجي رهيا آهن، جن سان سامونڊي سطح ۽ گرمي پد وڌڻ Global Warming جهڙا مسئلا سنگين کان سنگين تر ٿيندا وڃن. انسان جي سائنسي ۽ ٽيڪنيڀياسي technological ترقيءَ انهن مسئلن کي جنم ڏنو آهي، ۽ اها ساڳي سائنسي ۽ ٽيڪنيڀياسي ترقي ئي انهن مسئلن جو حل به ڳولي ڏيندي. سج، جيڪو اڃا ڪروڙين سالن تائين اسان کي پنهنجي بي پناهه توانائيءَ سان نوازيندو رهندو، تنهن جي توانائي ۽ ان جي شدت مان اسان تمام گھٽ فائدو ورتو آهي. پر وڌندڙ ٽيڪنيڀياسي ترقي اسان کي اميد ڏي ٿِي ته اسين نيٺ هڪ ڏينهن پنهنجون توانائيءَ واريون سموريون گھرجون اڪيلي سج مان ئي پوريون ڪرڻ جي لائق ٿي پونداسين ۽ اسان کي نه انهن ملڪن جي محتاجي هوندي جن وٽ معدني ٻارڻ جا ذخيرا آهن، نه ئي اسان کي ان لاءِ جنگيون وڙهڻيون پونديون. مطلب ته دنيا ۾ اهي قومون سڀ کان وڌيڪ سکيون ستابيون ٿي پونديون جن کي سائنس ۽ ٽيڪنيڀياسtechnology تي مهارت هوندي ۽ ڪا قوم محض ان ڪري مالي طور سکيو ڪي نه گذري سگھندي جو وٽس معدني ٻارڻ جا ذخيرا آهن.​

گذريل ڪجھه سالن کان شمسي توانائيءَ Solar Energy مان بجلي پيدا ڪرڻ جا نوان ڪامياب طريقا دريافت ٿي چڪا آهن. ياد رهي ته شمسي توانائيءَ مان بجلي پيدا ڪرڻ جو برقياتي Electronic طريقو واپاري طور Commercially عملاَ ناڪام ٿي چڪو آهي، جنهن ۾ شمسي گھرڙا Solar Cells استعمال ٿيندا آهن. جڏهن ته نئون ٽيڪنيڀياس سستو ۽ ڪامياب آهي. سيمينس Siemens نالي ڊچي ڪوٺيءَ German Companyجيڪو شمسي گرمل بجلي گھر Solar Thermal Power Plant جوڙيو آهي، سو ڪنهن به معياري بجلي گھر وانگر ئي آهي، جنهن منجھه توانائيءَ جو وسيلو، ٻاڦ، ۽ ٻاڦ جي زور تي هلندڙ هڪ توانائيهار Generator شامل هوندا آهن. توانائيهار جي ڦِرڻ سان برقي توانائي يعني بجلي پيدا ٿيندي آهي. عام گرمل بجلي گھرن Thermal Powerhouse ۾ توانائيءَ جي وسيلي طور معدني ٻارڻ Fossil Fuel جهڙوڪ ڪوئلو، تيل يا گيس استعمال ٿيندو آهي. مگر سيمينس جي بجلي گھرن ۾ توانائيءَ جي وسيلي طور ڪو معدني ٻارڻ نه پر سج جي روشني يعني اُس استعمال ٿيندي آهي، جنهن کي وڏن ونگيل موٽارن (آئينن) Parabolic Reflectors (Mirrors) جي مدد سان هڪ ليڪَ تي مرڪوز Focus ڪيو ويندو آهي. ان ليڪَ تي اُس جھٽيندڙ نالِي Pipe رکيل هوندي آهي. جيئن جيئن سج پنهنجي بيهڪَ Position تبديل ڪندو رهي ٿو، تيئن تيئن اهي ونگيل آئينا سج جي روشنيءَ کي اُس جھٽيندڙ ناليءَ تي مرڪوز ڪرڻ لاءِ پنهنجو رخ موڙيندا رهن ٿا.​

ونگيل شمسي موٽار Solar Reflector تي ٻڌل گرمل شمسي بجلي گھر​

اُس جھٽيندڙ ناليءَ اندر هڪ پاڻياٺ، عموماَ هڪ هٿرادو تيل وهندو آهي، جيڪو گرميءَ جي منتقليءَ لاءِ وسيلي جو ڪم ڏيندو آهي. ناليءَ اندر وهندڙ اهو تيل ان تپش کي جذب ڪري گرمي مٽاسٽاڪار Heat Exchanger وٽ کڻي ويندو آهي، جيڪو تيل ۾ موجود گرميءَ کي پاڻيءَ ڏانهن منتقل ڪندو آهي. پاڻيءَ جي تپڻ سان ٻاڦ پيدا ٿيندي آهي، جنهن جو زور برقي توانائيهار Electric Generator کي ڦيرائي ٿو.​

پر جديد ترين شمسي گرمل بجلي گھر، سج جي روشنيءَ کي تيل سان ڀريل ناليءَ تي مرڪوز ڪرڻ لاءِ ونگيل موٽار آئينن بدران سَٿيل سڌر فريسنل موٽار Compact Linear Fresnel Reflector (CLFR) استعمال ڪن ٿا، جيڪو سڌر فريسنيل موٽارLinear Fresnel Reflector (LFR) ٽيڪنيڀياس Technology جو هڪ مخصوص جو هڪ قسم آهي. فريسنيل موٽار Fresnel Reflector يا فريسنيل بلور Fresnel Lens، 1818ع ڌاري فرانسيسي طبعياتدان اوگيوستَن جان فريسنيل Augustin Jean Fresnel، مينارن lighthouses ۾ استعمال ڪرڻ لاءِ ايجاد ڪيو هو. تنهن کان پوءِ فريسنيل موٽارن ۽ بلورن جو استعمال ٽي وي، اوورهيڊ پروجيڪٽرس، گاڏين جي هيڊلائيٽس ۽ ٽريفڪ لائيٽس ۾ استعمال ٿيندو رهيو آهي. ​

سِڌِر فريسنيل موٽار، آئينن جي اهڙين ڊگھين پٽين تي ٻڌل ٿيندا آهن، جن جي هڪڙي مشترڪه مرڪوزي نقطي Focal Point تي گرمي جاذب Heat Absorber رکيل هوندو آهي. انهن آئينن ۾ اسَ کي مرڪوز Focus ڪرڻ جي ايتري صلاحيت هوندي آهي جو مرڪوزي نقطي Focal Point تي اسَ پنهنجي عام شدت کان 30 ڀيرا وڌيڪ شديد ٿي پوندي آهي. ايتري ساري شدتَ سان مرڪوز ٿيل گرمل توانائي Thermal Energy هڪ گرمي جاذب ذريعي هڪ خاص پاڻياٺ ۾ جذب ڪرائي ويندي آهي. اها پاڻياٺ اهڙو تيل هوندي آهي، جيڪو تمام وڏي گرمي پد تي به ناهي ٻاڦجندو ۽ پاڻياٺ واري حالت برقرار رکندو آهي. پوءِ اها پاڻياٺ هڪ گرمي مٽاسٽاڪار Heat Exchanger وٽ ويندي آهي، جتي اها گرمي ٻاڦ سرجڻهار Steam Generator کي هلائيندي آهي. ٻاڦ سرجڻهار ذريعي تيل جي گرمي پاڻيءَ ۾ منتقل ٿيندي آهي ۽ نتيجتاَ پاڻي ٻاڦجي ويندو آهي. روايتي LFR ۾ هڪ ئي گرمي جاذب استعمال ٿيندو آهي، پر ان جي ڀيٽ ۾ CLFR اندر ڪيترا ئي گرمي جاذب استعمال ٿيندا آهن.​

هڪ جاذب تي ٻڌل هڪ روايتي سِڌِر فريسنيل موٽار​

جاذب Absorber​

موٽار پٽين يعني آئينن جي مرڪوزي نقطي تي ۽ آئينن سان پور وڇوٽ، جاذبAbsorber رکيل هوندو آهي. جاذب اندر هڪ ڪارائتي گرمل پاڻياٺ Thermal Liquid ڊوڙي ٿي، جنهن جو ڪم گرميءَ کي هڪ جاءِ کان ٻي جاءِ تي منتقل ڪرڻ آهي. CLFR سرشتي واري جاذب جي بنيادي جوڙجڪ ۾ شيشي جي خول اندر هڪ ابتو خال ٿيندو آهي، جنهن منجھه ٻاڦ جون نلڪيون ٿينديون آهن. جاذب جي اهڙي جوڙجڪ نه رڳو سادي ۽ سستي ٿيندي آهي، بلڪه انهن جي چشمياتي Optical ۽ گرمل Thermal ڪارڪردگي به سٺي ٿيندي آهي.​

پوئين پاسي کان انسيوليٽيڊ ٻاڦي نلين اندر موجود گرمل پاڻياٺ کي گرمائڻ لاءِ پوندڙ شمسي ڪرڻن کي انهن نلين تي مرڪوز ڪيو وڃي ٿو.​

 

حصو 2
CLFR جي بهترين ڪارڪردگيءَ لاءِ جاذب absorber جي ڪيترن ئي جنساري عنصرن Design Factors کي پنهنجي مناسب ترين optimum صورت ۾ آڻڻو پوندو. سڀ کان اول جاذب ۽ گرمل پاڻياٺ (هٿرادو تيل) درميان گرميءَ جي منتقليءَ کي وڌ کان وڌ ڪرڻو پوندو، جنهن جو دارومدار ٻاڦ وارين نلين جي مٿاڇري تي آهي. سٺو مٿاڇرو اهو آهي جيڪو جذبيل absorbed توانائي جي خارجيل emitted توانائيءَ سان شرحratio کي وڌ کان وڌ ڪري. عام طور، قابل قبول مٿاڇرا پوندڙ ڪِرِڻباريءَ radiationجو 96 سيڪڙو جذب ڪري وٺندا آهن، جڏهن ته رڳو 4 سيڪڙو ڪرڻباري خارج ٿي ويندي آهي. تيز گرمي پدن کي برداشت ڪرڻ جي سگھه وڌائڻ لاءِ ۽ اڃا بهتر ڪارڪردگي حاصل ڪرڻ لاءِ انهن مٿاڇرن تي برق ڪيميائي electro-chemicalطريقي سان ڪارٺ چاڙهي ويندي آهي.
ٻيون، جاذب absorber اهڙيءَ ريت جنساريو وڃي جو سموري مٿاڇري تي گرمي پدtemperature جي ورڇ يڪسانuniform distribution هجي. گرمي پد جي غير يڪسان ورڇ non-uniform distribution مٿاڇري جي تڪڙي تنزل جو سبب بڻجي ٿي. عام طور، 300 درجا سينٽي گريڊ يا 572 فارنهائيٽ جو يڪسان گرمي پد گھربل هوندو آهي. گرمي پد جي يڪسان ورڇ حاصل ڪرڻ لاءِ جاذب جي نيم پيمائنparameters، جهڙوڪ ڇنڻي insulator جي ٿولهه، مهانڊيءَ جي ماپ size of aperture، توڙي خال جي ڊول shape ۽ اونهائيءَ depth ۾ مناسب تبديليون آنديون وينديون آهن.
LFR جي برعڪس، CLFR جنسار ۾ آئينن جي پسگردائيءَ ۾ ڪيترا ئي جاذب لڳايا ويندا آهن. اضافي جاذب هوڻ ڪري، ڀروارن آئينن جو رخ مختلف رکڻ جو ممڪن بنجي ٿو، جيئن تصوير 4 ۾ ڏيکارجي ٿو. ان جا ڪيترا ئي فائدا آهن. پهريون، ته ڀروارن موٽارن جو مختلف رخ هوڻ سان ڪو به موٽار، ڀرواري موٽار تي پوندڙ اسَ کي نه ٿو روڪي؛ جنهن سان سرشتي جي ڪارڪردگيءَ تي مثبت اثر پون ٿا. ٻيو ته گھڻن جاذبن سان سموري بجلي گھر لاءِ گھٽ زمين درڪار ٿي ۽ زمين توڙي زمين کي تيار ڪرڻ جو خرچ گھٽجي ٿو. سڀ کان آخر ۾، سمورا موٽار ويجھاڻيءَ اندر هوڻ سان جاذب نالين جي درڪار ڊيگھه گھٽجي ٿي، جنهن سان جاذبن ۾ گرمل زيان thermal loss ۽ سموري سرشتي جي لاڳت cost گھٽجن ٿا.
CFLR شمسي سرشتا، شمسي توانائيءَ کي هڪ کان وڌيڪ
جاذبن تي مرڪوز ڪن ٿا، جنهن سان سرشتي جي ڪارڪردگي
وڌي ٿي ته لاڳت گھٽجي ٿي

مارچ 2009ع ڌاري، نوواٽيڪ بايوسول نالي ڊچي ڪوٺيءَ (German company Novatec Biosol) هڪ فريسنل شمسي بجلي گھر جوڙيو، جنهن کيPE1 جي نالي سان سڃاتو وڃي ٿو. اهو شمسي گرمل بجلي گھر solar thermal power plant، هڪ معياري سڌر فريسنيل چشمي جنسار standard linear Fresnel optical design استعمال ڪري ٿو ۽ 1.4 ميگاواٽ بجلي پيدا ڪري ٿو. PE1 ۾ هڪ شمسي ٽهڪار Boiler آهي، جنهن ۾ استعمال ٿيل آئينن جي ڪل ايراضي 18 هزار چورس ميٽر (4.4 ايڪڙ) آهي. ان ۾ ٻاڦ پيدا ڪرڻ لاءِ اسَ کي هڪ سِڌِر جاذب تي مرڪوزيو وڃي ٿو، جيڪو زمين کان 7.4 ميٽر مٿي تنصيب ٿيل آهي. اهڙيءَ ريت پاڻيءَ کي گرمائيندي، 270 درجا سينٽي گريڊ (518 فارنهائيٽ) جي گرمي پد واري رچيل ٻاڦ saturated steam تيار ڪئي وڃي ٿي، جيڪا توانائيهار generator کي ڦيرائي ٿي.
PE1 جي واپارڪي Commercial ڪاميابيءَ نوواٽيڪ بايوسول Novatec Biosolکي 30 ميگاواٽ جو شمسي بجلي گھر جنسارڻ تي اتساهيو، جنهن کي Peurto Errado 2 جو نالو ڏنو ويو. 6 لک 50 هزار چورس ميٽرن (70 هيڪٽرن) جي ايراضيءَ تي پکڙيل اهو بجلي گھر اسپاڃ Spain جي شهر مُورچا Murcia ۾ سال جُڙي راس ٿيو ۽ سال 2010ع ۾ بجليءَ جي پيداوار به شروع ڪري ڇڏي. 3 لک 2 هزار چورس ميٽرن جي ڪل ايراضيءَ سان، فريسنيل موٽارن جون هڪ ڪلوميٽر ڊگھيون 28 قطارون رکندڙ اهو بجلي گھر 12 هزار گھرن جي ضرورت پوري ڪري سگھي ٿو. ساڳي ڪوٺيءَ، نوواٽيڪ بايوسيل 60 ميگاواٽ جي بجلي گھرن جا ٻيا به اجازتناما حاصل ڪري ورتا آهن.
اسپاڃ ۾ Peurto Errado 2 شمسي گرمل بجلي گھر جو ڏيک

اپريل 2008ع ڌاري، AREVA Solar (Ausra) نالي ڪوٺيءَ لاس ويگاس (نيواڊا آمريڪا) ۾ هڪ وڏو ڪارخانو لڳايو، جنهن ۾ سِڌِر فريسنيل موٽار جوڙيا ويندا. ڪارخانو هر مهيني ايترا شمسي موٽار پيدا ڪندي، جن سان 200 ميگا واٽ بجلي پيداوار ممڪن هوندي. آريوا AREVA Solar (Ausra) بيڪرس فيلڊ، ڪيليفورنيا، آمريڪا ۾ 5 ميگاواٽ جو شمسي گرمل بجلي گھر جوڙي راس ڪيو آهي. آمريڪا ۾ اهو پهريون واپارڪو Commercial سِڌِر فريسنل موٽار توانائي گھر آهي. ان ۾ مستعمل شمسي توانائي جھٽڻا Ausra جي لاس ويگاس واري ڪارخاني اندر تيار ڪيا ويا. آريوا AREVA Solar (Ausra) نيو سائوٿ ويلز آسٽريليا ۾ پڻ هڪ سِڌِر فريسنيل موٽار بجلي گھر جوڙيو آهي ۽ هلائي رهي آهي. اهو موٽار بجلي گھر، 2000 ميگاواٽ بجلي فراهم ڪندڙ هڪ ٻي بجلي گھر سان گڏ ۾ ڪم ڪري ٿو، جيڪو ٻارڻ طور ڪوئلو استعمال ڪري ٿو. شمسي گرمل توانائي گھر مان پيدا ٿيندڙ بجلي، ڪوئلي تي هلندڙ ان وڏي بجلي گھر جون توانائيءَ واريون گھرجون پوريون ڪري ٿي ۽ ان کي هلائڻ ۾ مدد ڏي ٿي. هڪ اندازي مطابق جيڪڏهن آمريڪا جي نيواڊا رياست واري بيابان جي ڪجھه ايراضيءَ تي شمسي گرمل بجلي گھر لڳايو وڃي ته آمريڪا جون توانائيءَ جون سموريون ضرورتون پوريون ڪري سگھجن ٿيون.
فرسٽ سولر First Solar نالي ڪوٺي، جنهن ڪيليفورنيا آمريڪا ۾ 2 ميگاواٽ جو شمسي گرمل بجلي گھر لڳايو آهي، تنهن چين جي منگوليائي بيابان ۾ 2 هزار ميگاواٽ جو بجلي گھر لڳائڻ لاءِ چيني حڪومت سان ٺاهه ڪري ڇڏيو آهي. اهو دنيا جو وڏي ۾ وڏي بجلي گھر هوندو. ان تي مرحليوار ڪم هلندو رهندو ۽ 2019ع ۾ جُڙي راس ٿيندو، جنهن کان پوءِ اهو 30 لک گھرن کي بجلي ڏئي سگھندو. سولر فائر Solar Fire نالي هڪ هندستاني غير سرڪاري تنظيم NGO، 12 ڪلو واٽ جي فريسنل جاذب جو براءِ عام Open Source جنسار Design تيار ڪري ورتو آهي، جيڪو 750 درجا سينٽي گريڊ يعني 1380 فارنهائيٽ جو گرمي پد پيدا ڪري سگھي ٿو ۽ ٻاڦ جي زور تي بجلي پيدا ڪرڻ لاءِ ڪم اچي سگھي ٿو. اهڙيءَ ريت، ترقي يافته ملڪن کان سواءِ هندستان، ايران، اسرائيل، الجيريا، مصر، گڏيل عرب امارات ۽ چين سميت ٻيا ڪيترا ئي ملڪ يا ته شمسي گرمل بجلي گھر لڳائي چڪا آهن يا ته لڳائڻ وارا آهن. اهڙن ملڪن ۾ پاڪستان جو شمار نه ٿو ٿي. سڄي دنيا ۾ هر سال ڪيترا ئي نوان شمسي گرمل بجلي گھر جڙي راس ٿي رهيا آهن.
اچو ته خود اشتهاريءَ خاطر ڪڏهن واريءَ مان ته ڪڏهن پاڻيءَ مان بجلي پيدا ڪرڻ جي ڊاڙ ٻٽاڪ کان هٽي ڪري جديد ٽيڪنيڀياس تي اهي مهارتون حاصل ڪريون، جيڪي بحيثيت قوم اسان جي محفوظ مستقبل جون ضامن ٿي سگھن.
ليکڪ جامعه مهراڻ جي جياطب Biomedical شعبي ۾ پروفيسر ۽ نشستمان آهي.

aursani@yahoo.com​

عبرب اخبار ۾ ڇپيل