تجدید پذیر توانائی کے منصوبوں کے لیے سوئچ گیئر کا انتخاب کس بنیاد پر کیا جاتا ہے؟

تجدید پذیر توانائی سوئچ گیئر کے لیے وولٹیج، لوڈ اور خرابی کی کارکردگی کی ضروریات

گرڈ انٹرفیس پوائنٹس اور منصوبے کے سائز کے مطابق مڈل وولٹیج (MV)/ہائی وولٹیج (HV) وولٹیج کلاسز کو ہم آہنگ کرنا

درمیانی وولٹیج (MV: تقریباً 1 kV سے 52 kV تک) اور بلند وولٹیج (HV: 52 kV سے زائد) کے درمیان انتخاب کرنا دراصل گرڈ کی ضروریات اور منصوبے کے سائز پر منحصر ہوتا ہے۔ بڑے شمسی انسٹالیشن عام طور پر تقریباً 34.5 kV پر منسلک ہوتے ہیں، لیکن مقامی سطح پر چھوٹے پیمانے کے ہوا کے منصوبے عام طور پر 12 سے 15 kV کے درمیان وولٹیج کے ساتھ اچھی طرح کام کرتے ہیں۔ اس معاملے میں غلطی کرنا عزل کے ٹوٹنے یا سامان کی صلاحیت کے ضیاع جیسے مسائل کا باعث بن سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک بہت بڑا 100 MW شمسی فارم جو مرکزی ٹرانسمیشن لائنز سے منسلک ہو رہا ہو، اس کے لیے کم از کم 36 kV درجہ بندی والے بلند وولٹیج سوئچ گیئر کی ضرورت ہوگی۔ دوسری طرف، چھوٹے چھت پر لگائے گئے شمسی پینلز 15 kV تک کے درمیانی وولٹیج کے سامان کے ساتھ بہترین طریقے سے کام کرتے ہیں۔ زیادہ تر انجینئرز مختلف قسم کے تجدید پذیر توانائی کے انتظامات میں ان سازگاری کے مسائل کو حل کرنے کے لیے IEEE معیار C37.20.2 کا حوالہ دیتے ہیں۔

متغیر اور غیر متوازن تولید کے لیے برقی رو کی درجہ بندی اور خرابی برداشت کرنے کی صلاحیت کا تعین

تجدید پذیر تولید متغیر لوڈ کے پروفائل اور غیر متوازن خرابی کے بہاؤ کو متعارف کراتی ہے، جس کی وجہ سے سخت درجہ بندی کم کرنا اور مضبوط خرابی کی روک تھام کی ضرورت ہوتی ہے۔ سوئچ گیئر کو درج ذیل حالات برداشت کرنے کی صلاحیت ہونی چاہیے:

• جاری کرنٹ : سورجی توانائی کے لیے اعلیٰ ترین انورٹر آؤٹ پٹ کا 125%؛ ہوا کے لیے ٹربائن کی زیادہ سے زیادہ آؤٹ پٹ کا 130%
• شارٹ سرکٹ برداشت : گرڈ کے اختلالات کے دوران طوفانی واقعات کو سنبھالنے کے لیے کم از کم 40 kA کو 3 سیکنڈ تک برداشت کرنا

گرڈ کوڈز ان ضروریات کو مزید مضبوط بناتے ہیں: IEEE 1547 کے مطابق فوٹو وولٹائک (PV) سسٹمز کے لیے 150% عارضی اوورلوڈ کی صلاحیت کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ بادی درخواستوں کے لیے ٹربائن کی لچک اور ہوا کے جھونکوں کی وجہ سے ٹارک کی تبدیلیوں کو برداشت کرنے کے لیے 200% سائیکلک لوڈ کی استقامت کی ضرورت ہوتی ہے۔

سورجی، بادی اور اسٹوریج انٹیگریشن کے لیے درخواست-آپٹیمائزڈ سوئچ گیئر کی اقسام

فلیٹ فارمز اور بادی سب اسٹیشنز کے لیے میٹل-کلیڈ، GIS، اور SF6-فری MV سوئچ گیئر

بڑے پیمانے پر قابل تجدید توانائی کے منصوبوں کو درمیانے وولٹیج کے سوئچ گیئر کی ضرورت ہوتی ہے جسے آسانی سے سروس کیا جا سکے، جو کم جگہ لے اور مختلف ماحول میں محفوظ رہے۔ زیادہ تر سورجی فارمز دھاتی ڈھانچے (metal clad designs) کو ترجیح دیتے ہیں کیونکہ وہ ماڈیولر ہوتے ہیں۔ قابلِ اخراج سرکٹ بریکرز کی وجہ سے ٹیکنیشن پورے ذیلی اسٹیشن کو بند کیے بغیر اشیاء کی مرمت کر سکتے ہیں، جس سے وقت اور رقم دونوں کی بچت ہوتی ہے۔ سمندری ہوا کے ٹربائن کے انسٹالیشن یا ان مقامات کے لیے جہاں جگہ کی شدید کمی ہو، گیس عزل شدہ سوئچ گیئر (GIS) ترجیحی انتخاب بن جاتا ہے۔ یہ نظام روایتی اختیارات کے مقابلے میں جسمانی جگہ کی ضروریات تقریباً دو تہائی تک کم کر دیتا ہے، اور ساتھ ہی نمکین پانی کے تعرض سے ہونے والی خوردگی کے خلاف قدرتی طور پر مزاحمت فراہم کرتا ہے۔ جبکہ اخراجات کے حوالے سے قوانین بڑھتی ہوئی سختی کا شکار ہو رہے ہیں، ہم آج کل SF6 کے بغیر متبادل حل کے استعمال میں اضافہ دیکھ رہے ہیں۔ کمپنیاں قدیم SF6 کی بجائے ویکیوم انٹرپشن ٹیکنالوجی کو مضبوط عزلی مواد کے ساتھ جوڑ رہی ہیں۔ نئے سوئچ گیئر کی کارکردگی پچھلے ورژن کے برابر ہے، لیکن صنعت کو پہلے کے دور میں پریشان کرنے والے گرین ہاؤس گیس کے تمام مسائل کو ختم کر دیتے ہیں۔

بیٹری اسٹوریج اور مائیکروگرڈ کے اطلاقات کے لیے ڈی سی اور ہائبرڈ اے سی/ڈی سی سوئچ گیئر

بیٹری انرجی اسٹوریج سسٹمز، یا مختصراً BESS، کو خصوصی طور پر ڈی سی سوئچ گیئر کی ضرورت ہوتی ہے کیونکہ یہ کچھ بہت منفرد مسائل کا سامنا کرتے ہیں۔ اے سی سسٹمز کے برعکس، یہاں کوئی قدرتی نقطہ نہیں ہوتا جہاں کرنٹ صفر تک گر جائے، اور اس کے علاوہ ہمیں وہ تیز ڈسچارج اسپائیکس بھی ملتی ہیں جو آلات کو نقصان پہنچا سکتی ہیں۔ اسی لیے جدید سوئچ گیئر میں مقناطیسی بلاؤ آؤٹ کوائلز اور مضبوط تر آرک چیوٹس جیسی چیزیں شامل کی گئی ہیں جو ڈی سی فالٹس کو تقریباً فوری طور پر روک سکتی ہیں، عام طور پر چند ملی سیکنڈز کے اندر۔ ہائبرڈ اے سی/ڈی سی سوئچ گیئر حل کو دیکھتے وقت، ان کی خاص بات یہ ہے کہ وہ مائیکرو گرڈ کے انتظام میں مختلف طاقت کے ذرائع کے درمیان سوئچ کرتے وقت تمام اجزاء کی حفاظت کر سکتے ہیں۔ ایک ایسے نظام کا تصور کریں جو سورجی پینلز، بیٹریاں اور روایتی بیک اپ جنریٹرز کو جوڑتا ہو — یہ قسم کا سامان سب کچھ ہمواری سے سنبھال لیتا ہے۔ ڈی سی کپلنگ کو براہ راست استعمال کرنا درحقیقت تبدیلی کے دوران توانائی کے نقصان کو کم کرتا ہے اور سسٹم کو مرکزی گرڈ بند ہونے کی صورت میں بھی خودمختار طور پر کام کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ یہ صلاحیت صرف اچھی طرزِ عمل نہیں ہے، بلکہ یہ UL 1741 SA اور IEEE 1547-2018 جیسے معیارات کو پورا کرنے کے لیے ضروری ہو رہی ہے، جو اس وقت زیادہ سے زیادہ سہولیات کے لیے توانائی کی خودمختاری کے اہداف کے ساتھ ساتھ بڑھتی ہوئی اہمیت کا حامل ہے۔

ماحولیاتی پائیداری اور قابل تجدید توانائی کے مقامات کے لیے دور سے کام کرنے کے قابل ڈیزائن

کوروزن کا مقابلہ، آئی پی65+ انکلوژرز، اور سخت آب و ہوا میں موافقت پذیر حرارتی انتظام

renewable energy کے مقامات پر سوئچ گیئر کو سخت حالات کے باعث سنگین چیلنجز کا سامنا ہوتا ہے۔ ساحلی علاقوں میں ونڈ فارمز نمکین اسپرے کی وجہ سے کوروزن کا شکار ہوتے ہیں، جبکہ ریتیلے علاقوں میں سولر انسٹالیشنز ریت کے ذرات کے ذریعے رگڑ اور اتنی زیادہ نمی کا مقابلہ کرتی ہیں جو 90% سے بھی زیادہ ہو سکتی ہے۔ AMPP کی 2023 کی تحقیق کے مطابق، تمام بجلائی خرابیوں میں سے تقریباً ایک چوتھائی حصہ ان سخت ماحولوں میں کوروزن کی وجہ سے پیش آتی ہے۔ اس کے خلاف کارروائی کے لیے، ٹرپل سیلڈ IP66 انکلوژرز طوفانی موسمی حالات جیسے موسلیم یا ریت کے طوفان کے دوران دھول اور پانی کو اندر داخل ہونے سے روکتے ہیں۔ اور بھی سخت تر صورتحال کے لیے، سازندہ کمپنیاں سٹین لیس سٹیل 316L یا نکل الائیز استعمال کرتی ہیں جو ISO 12944 C5-M معیار کے تحت سرٹیفائیڈ ہوتے ہیں، جو انتہائی کیمیائی یا سمندری ماحول کے لیے مناسب ہیں۔ حرارتی انتظام کے نظام (تھرمل مینجمنٹ سسٹمز) بھی اس حوالے سے اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ یہ PTC ہیٹرز اور متغیر رفتار والے پنکھوں کا استعمال کرتے ہوئے سامان کو منفی 40 درجہ سیلسیس سے لے کر مثبت 55 درجہ سیلسیس تک کے انتہائی درجہ حرارت کے دائرے میں بے رُکاوٹ چلانے میں مدد دیتے ہیں۔ یہ نظام رات گئے درجہ حرارت میں شدید تبدیلی کی وجہ سے کنڈینسیشن کی بنا پر خطرناک فلاش اوورز کو روکنے میں مدد دیتے ہیں، جو IEC TR 63397:2022 معیارات میں ٹیسٹ اور دستاویزی شکل میں ثابت کیا گیا ہے۔

ڈیجیٹل تیاری: نگرانی، خودکار کارروائی اور بجلی کے جال کے معیارات کے مطابق اسمارٹ سوئچ گیئر

آئی ای سی 61850 انٹیگریشن، اسکیڈا پروٹوکولز (موڈبس‍/ڈی این پی3)، اور ایج-مبني تشخیص

سوئچ گیئر جدید تجدید پذیر نظاموں میں اہم کردار ادا کرتا ہے، جو صرف ایک سادہ ڈس کنیکٹ پوائنٹ سے کہیں زیادہ ہوتا ہے۔ جب آلات اصلی آئی ای سی 61850 معیارات کی حمایت کرتے ہیں، تو یہ مختلف برانڈز کے تحفظ ریلے، سینسرز اور کنٹرولرز کو بے دردی کے ساتھ ایک ساتھ کام کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس سے انسٹالیشن آسان ہو جاتی ہے اور گرڈ کوڈز کی تصدیق کا عمل تیز ہو جاتا ہے۔ اکثر موجودہ نظام آج کل موڈ بس ٹی سی پی اور ڈی این پی3 جیسے پروٹوکولز کے ذریعے ایس سی اے ڈی اے پلیٹ فارمز سے بھی منسلک ہوتے ہیں۔ یہ رابطے آپریٹرز کو تمام چیزوں کی دور سے نگرانی اور کنٹرول کرنے کی اجازت دیتے ہیں، جبکہ نیٹ ورک کے اندر ڈیٹا کو محفوظ رکھا جاتا ہے۔ ان آلات میں براہ راست مضمر اسمارٹ پروسیسورز موجود ہوتے ہیں جو مقامی سطح پر برقی کرنٹ کی سطحیں، وولٹیج کے اشارے، درجہ حرارت میں تبدیلیاں اور حتیٰ کہ جزوی ڈس چارجز کا پتہ لگا سکتے ہیں۔ یہ 20 ملی سیکنڈ سے بھی کم وقت میں مسائل کو پکڑ لیتے ہیں، جو آئلنڈنگ واقعات کے فوری جواب دینے کے لیے بہت اہم ہے۔ جدید پیش گوئی کرنے والے رکھ رکھاؤ کے اوزار اوقات کے ساتھ اجزاء کی کارکردگی کا جائزہ لیتے ہیں تاکہ یہ پیش گوئی کی جا سکے کہ کون سا جزو کب خراب ہو سکتا ہے۔ 2023ء کی انرجی گرڈ ان سائٹس کے مطابق، اس طریقہ کار سے غیر متوقع ڈاؤن ٹائم تقریباً آدھا کر دیا جاتا ہے۔ اور اس کے علاوہ بھی کچھ ہے: ایڈاپٹو تحفظ کا منطق تجدید پذیر ذرائع کے اتار چڑھاؤ کے وقت خود بخود سیٹنگز تبدیل کر کے استحکام برقرار رکھتا ہے۔ اس سے کم وولٹیج رائیڈ تھرو اور ہارمونک ڈسٹورشن کی حدود جیسی ضروریات کو بغیر کسی دستی مداخلت کے پورا کرنے میں مدد ملتی ہے۔

فیک کی بات

تجدید پذیر توانائی کے سوئچ گیئر کے لیے عام طور پر کون سے وولٹیج لیول استعمال ہوتے ہیں؟

درمیانہ وولٹیج (MV) عام طور پر 1 kV سے 52 kV تک ہوتا ہے اور چھوٹے نظاموں کے لیے عام طور پر استعمال ہوتا ہے، جب کہ بلند وولٹیج (HV) 52 kV سے زیادہ ہوتا ہے اور بڑے پیمانے پر انسٹالیشن کے لیے عام طور پر درکار ہوتا ہے۔

سوئچ گیئر بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کے نظاموں (BESS) کی حمایت کس طرح کرتا ہے؟

بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کے نظاموں (BESS) میں استعمال ہونے والے ڈی سی سوئچ گیئر میں تیزی سے ڈسچارج کے اضافی دباؤ جیسے منفرد چیلنجز کو سنبھالنے کے لیے مقناطیسی بلاؤ آؤٹ کوائلز اور آرک چیوٹس جیسی خصوصیات شامل کی گئی ہیں تاکہ خرابیوں کو فوری طور پر دور کیا جا سکے۔

سوئچ گیئر میں SF6 کے بغیر متبادل حل کون سے ہیں؟

حالیہ رجحانات خلا میں انٹروپشن ٹیکنالوجی اور ٹھوس ڈائی الیکٹرک عزلی مواد کی طرف راغب ہو رہے ہیں، جس سے گرین ہاؤس گیس SF6 کی ضرورت ختم ہو جاتی ہے جبکہ اسی طرح کی کارکردگی برقرار رکھی جاتی ہے۔

تجدید پذیر توانائی کے مقامات پر ماحولیاتی حالات سوئچ گیئر کو کس طرح متاثر کرتے ہیں؟

renewable مقامات پر سوئچ گیئر کو نمکین اسپرے کے زخم، ریت کے جلنے اور درجہ حرارت کی شدید صورتحال کے باعث مسائل کا سامنا ہو سکتا ہے۔ حل میں مضبوط انکلوژرز اور موافقت پذیر حرارتی انتظامی نظاموں کا استعمال شامل ہے تاکہ پائیداری کو یقینی بنایا جا سکے۔