ملٹی کٹ سولر ماڈیولز: موضوع کیوں واپس آیا

2025 سے شروع ہو کر، PV صنعت میں 'ملٹی کٹ' سولر ماڈیولز کا خیال دوبارہ گرم ہو گیا ہے۔ اس سال SNEC نمائش میں، بہت سے ماڈیول مینوفیکچررز نے تھرڈ کٹ اور کوارٹر کٹ ماڈیولز جیسے نئے ڈیزائن پیش کیے۔ ایسا لگتا ہے کہ مینوفیکچررز روایتی ہاف کٹ فارمیٹ سے مطمئن نہیں ہیں۔ صنعت ایک بہت عملی سوال پوچھ رہی ہے: ایک سولر سیل کو کتنی بار کاٹا جا سکتا ہے، اور اس سے کیا حقیقی قدر آتی ہے؟

یہ مضمون اس بات پر گہری نظر ڈالتا ہے کہ ملٹی کٹ ماڈیولز کیا ہیں، ان پر دوبارہ کیوں بحث کی جا رہی ہے، اور شیڈنگ مزاحمت کے لحاظ سے ان کے کیا فوائد اور حدود ہیں۔

ملٹی کٹ سولر ماڈیول کیا ہے؟

'ملٹی کٹ' سولر ماڈیول کا عام طور پر مطلب ہے کہ ایک پورے سائز کے سولر سیل کو کئی چھوٹے سیل یونٹس میں کاٹا جاتا ہے، جنہیں پھر سیریز یا متوازی سرکٹ ڈیزائن کے ذریعے آپس میں جوڑ کر ایک مکمل PV ماڈیول میں لیمینیٹ کیا جاتا ہے۔

عام فارمیٹس میں شامل ہیں:

• ہاف کٹ سیل: ایک پورے سیل کو 2 ٹکڑوں میں کاٹا جاتا ہے، فی الحال مرکزی دھارے کا ڈیزائن

• تھرڈ کٹ سیل: ایک سیل کو 3 ٹکڑوں میں کاٹا جاتا ہے

• ملٹی کٹ سیل: ایک سیل کو مزید چھوٹے ٹکڑوں میں کاٹا جاتا ہے، جیسے 4 کٹ، 5 کٹ یا 6 کٹ ڈیزائن

• شنگلڈ ماڈیولز: ملٹی کٹ ایپلیکیشن کی ایک خاص قسم بھی، جس میں سیل کی پٹیاں اوورلیپ ہوتی ہیں

نوٹ: اوپر کے خاکے صرف عام سرکٹ تصورات دکھاتے ہیں۔ وہ کسی خاص مینوفیکچرر کے عین مطابق مصنوعات کے ڈیزائن کی نمائندگی نہیں کرتے۔

مینوفیکچررز ملٹی کٹ ڈیزائن کیوں استعمال کرتے ہیں

ملٹی کٹ ڈیزائن کا بنیادی مقصد ہر سیل یونٹ کے آپریٹنگ کرنٹ کو کم کرنا اور ماڈیول کے اندرونی سرکٹ کنکشن کو بہتر بنانا ہے۔ اس طرح، ماڈیول پیچیدہ حقیقی حالات میں بجلی کے نقصانات کو کم کر سکتا ہے اور توانائی کی پیداوار کو بڑھا سکتا ہے۔

بنیادی فوائد میں شامل ہیں:

• کم آپریٹنگ کرنٹ: سولر سیل کو چھوٹے یونٹس میں کاٹنے کے بعد، ہر ذیلی سیل کا کرنٹ اسی مناسبت سے کم ہو جاتا ہے۔

• کم مزاحمتی نقصان: پی وی ماڈیول کا اندرونی مزاحمتی نقصان کرنٹ کے مربع کے متناسب ہوتا ہے۔

Ploss = I²R

لہٰذا جب کرنٹ کم ہوتا ہے، تو ربنز، بس بارز اور اندرونی کنڈکٹیو راستوں میں مزاحمتی نقصان بھی کم ہو جاتا ہے۔

• ماڈیول کی زیادہ آؤٹ پٹ پاور: کم اندرونی بجلی کے نقصان کے ساتھ، ماڈیول عام طور پر معیاری ٹیسٹ کے حالات میں ایک خاص پاور گین حاصل کر سکتا ہے۔

• ہاٹ اسپاٹ کے خطرے میں کمی: کم کرنٹ جزوی شیڈنگ کے تحت حرارت کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے، جس سے ماڈیول کے ہاٹ اسپاٹ رویے میں بہتری آتی ہے۔

• بہتر شیڈنگ رواداری: مناسب سرکٹ ڈیزائن کے ساتھ، مقامی شیڈنگ کے اثرات کو ایک چھوٹے علاقے تک محدود کیا جا سکتا ہے، جس سے غیر شیڈ والے علاقے بجلی پیدا کرتے رہ سکتے ہیں۔

سرکٹ ڈیزائن: مقامی شیڈنگ سولر ماڈیول کی آؤٹ پٹ کو کیسے متاثر کرتی ہے

سولر سیل کو تقریباً ایک کرنٹ سورس سمجھا جا سکتا ہے۔ اچھی دھوپ میں، سیل کرنٹ پیدا کرتا ہے۔ جب سیل کا کچھ حصہ شیڈ ہو جاتا ہے، تو اس کی بجلی پیدا کرنے کی صلاحیت گر جاتی ہے، اور آؤٹ پٹ کرنٹ بھی کم ہو جاتا ہے۔

شکل 6: ایک سیل سٹرنگ کی آؤٹ پٹ پر شیڈنگ کا اثر

روایتی فل سیل ماڈیول میں، متعدد سیلز کو سیریز میں جوڑ کر ایک سیل سٹرنگ بنائی جاتی ہے۔ اگر ایک یا چند سیلز شیڈ ہو جائیں، تو شیڈ سیلز پوری سٹرنگ کے کرنٹ آؤٹ پٹ کو محدود کر دیں گے۔ سادہ الفاظ میں، ایک ہی سیل سٹرنگ کا آؤٹ پٹ کرنٹ عام طور پر سب سے کمزور سیل سے طے ہوتا ہے، جو اکثر سب سے زیادہ شیڈ والا سیل ہوتا ہے۔

شدید شیڈنگ کے تحت، شیڈ سیل ریورس بائسڈ بھی ہو سکتا ہے۔ بجلی پیدا کرنے کے بجائے، یہ ایک برقی بوجھ بن جاتا ہے اور مقامی حرارت پیدا کرتا ہے۔ یہ معروف ہاٹ اسپاٹ اثر ہے۔

گرم مقام کے خطرے کو کم کرنے کے لیے، پی وی ماڈیولز عام طور پر بائی پاس ڈائیوڈز سے لیس ہوتے ہیں۔ جب ایک سیل سٹرنگ شدید طور پر سایہ دار ہوتی ہے، تو بائی پاس ڈائیوڈ چلتا ہے اور کرنٹ کو متاثرہ سٹرنگ کو بائی پاس کرنے دیتا ہے۔ یہ سیلز کی حفاظت کرتا ہے، لیکن بائی پاس شدہ سٹرنگ اب بجلی فراہم نہیں کر سکتی۔ نتیجتاً، ماڈیول کی آؤٹ پٹ پاور نمایاں طور پر گر جاتی ہے۔

لہٰذا، ماڈیول کی سایہ برداشت کی صلاحیت صرف سولر سیل سے طے نہیں ہوتی۔ یہ ماڈیول کے اندرونی سرکٹ ڈیزائن پر بھی بہت زیادہ انحصار کرتی ہے۔

ملٹی کٹ ماڈیولز کی بنیادی منطق: زیادہ کرنٹ کو کم کرنٹ میں تقسیم کرنا

ملٹی کٹ ماڈیول معیاری سیلز کو چھوٹے سیل یونٹس میں کاٹتا ہے اور پھر انہیں مناسب سیریز اور متوازی سرکٹس کے ذریعے جوڑتا ہے۔ روایتی فل سیل ماڈیولز کے مقابلے میں، ملٹی کٹ ڈیزائن کی ایک اہم خصوصیت یہ ہے کہ ہر کٹا ہوا سیل یونٹ کم کرنٹ پر کام کرتا ہے۔

فرض کریں کہ ایک فل سیل کا آپریٹنگ کرنٹ I0 ہے۔ اگر اسے یکساں طور پر n ٹکڑوں میں کاٹا جائے، تو ہر کٹے ہوئے سیل یونٹ کا نظریاتی کرنٹ تقریباً ہوگا:

Icell = I0 / n

مثال کے طور پر:

• آدھے کٹے ہوئے ماڈیول میں، ہر آدھے سیل یونٹ کا کرنٹ تقریباً I0/2 ہوتا ہے۔

• تہائی کٹے ہوئے ماڈیول میں، ہر تہائی کٹے ہوئے سیل یونٹ کا کرنٹ تقریباً I0/3 ہوتا ہے۔

• چوتھائی کٹے ہوئے ماڈیول میں، ہر چوتھائی کٹے ہوئے سیل یونٹ کا کرنٹ تقریباً I0/4 ہوتا ہے۔

یقیناً، حقیقی کرنٹ اقدار لیزر کٹنگ کے معیار، کناروں کی پاسیویشن، ربن ڈیزائن، مزاحمتی نقصان اور ماڈیول لے آؤٹ سے بھی متاثر ہوتی ہیں۔ لیکن بنیادی اصول سے، ملٹی کٹ سیل یونٹس کا آپریٹنگ کرنٹ واضح طور پر فل سیلز سے کم ہوتا ہے۔

جب کرنٹ کم ہوتا ہے، تو دو براہ راست فوائد ظاہر ہوتے ہیں۔

کم مزاحمتی نقصان

جب کرنٹ کم ہوتا ہے، تو ربنز اور باہمی رابطے والے علاقوں میں مزاحمتی نقصان نمایاں طور پر کم ہو جاتا ہے۔ چوتھائی کٹے ہوئے ماڈیول کی مثال لیں، مثالی حالات میں جب دیگر عوامل تبدیل نہ ہوں، اس کا مزاحمتی نقصان نظریاتی طور پر فل سیل ماڈیول کے سولہویں حصے تک کم ہو سکتا ہے۔

مقامی سایہ کے اثر کو زیادہ آسانی سے محدود کیا جا سکتا ہے

زیادہ منقسم سرکٹ ڈیزائن کے ساتھ، سایہ کی وجہ سے کرنٹ کی عدم مطابقت کو ایک بڑی سیل سٹرنگ کو متاثر کرنے کے بجائے مقامی علاقے تک محدود کیا جا سکتا ہے۔

مثال کے طور پر، جب ایک ہی رقبے کی دو شیڈنگ اشیاء ایک فل سیل ماڈیول اور ایک ہاف کٹ ماڈیول پر پڑتی ہیں، تو شے فل سیل ماڈیول میں ایک فل سیل کے 80% حصے کو ڈھانپ سکتی ہے۔ ہاف کٹ ماڈیول میں، وہی شے دو ہاف سیلز پر تقسیم ہو سکتی ہے، ایک ہاف سیل کے 30% اور دوسرے کے 50% کو شیڈ کرتی ہے۔ اس صورت میں، کرنٹ مماثلت کا نمونہ اور متاثرہ رقبہ مختلف ہوگا۔

اہم نکتہ: زیادہ لچکدار سیریز اور متوازی سرکٹ ڈیزائن

ملٹی کٹ ماڈیول ڈیزائن صرف سیلز کو چھوٹے ٹکڑوں میں کاٹنے کے بارے میں نہیں ہے۔ اصل عنصر جو شیڈنگ مزاحمت کا تعین کرتا ہے وہ یہ ہے کہ کاٹنے کے بعد سیلز کو کیسے جوڑا جاتا ہے۔

روایتی فل سیل ماڈیول میں، سیلز عام طور پر سیریز میں جڑے ہوتے ہیں، اور ماڈیول تین بائی پاس ڈائیوڈس کے ذریعے تین سرکٹ حصوں میں تقسیم ہوتا ہے۔ جب ایک سیل شدید طور پر شیڈ ہوتا ہے، تو یہ پورے ماڈیول کے تقریباً ایک تہائی حصے کی آؤٹ پٹ کو متاثر کر سکتا ہے۔

ملٹی کٹ ماڈیول میں، اصل بڑی سیل سٹرنگ کو زیادہ تفصیلی سیریز-متوازی ڈیزائن کے ذریعے چھوٹی بجلی پیدا کرنے والی اکائیوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ متوازی راستے کرنٹ کی زیادہ لچکدار تقسیم کی بھی اجازت دیتے ہیں۔

کوارٹر کٹ ماڈیول کو مثال کے طور پر لیتے ہوئے، مناسب سرکٹ لے آؤٹ کے ساتھ، ایک کٹ سیل پر شیڈنگ کا اثر سرکٹ کے تقریباً بارہویں حصے تک محدود ہو سکتا ہے۔ اس کے مقابلے میں، روایتی فل سیل یا ہاف کٹ ماڈیولز میں، اسی پوزیشن پر شیڈنگ سیل سٹرنگ آؤٹ پٹ کے بہت بڑے حصے کو متاثر کر سکتی ہے۔

شکل 7: فل سیل، ہاف کٹ، تھرڈ کٹ اور کوارٹر کٹ ماڈیولز کے مساوی سرکٹ ڈایاگرام

شکل 8: کم از کم بجلی پیدا کرنے والی اکائی کے ایک ہی 50% شیڈنگ کے تحت، شنگلڈ ماڈیولز زیادہ پاور برقرار رکھ سکتے ہیں

لہذا، ملٹی کٹ ماڈیولز زیادہ تفصیلی سرکٹ حصوں اور متوازی کرنٹ راستوں کا استعمال کرتے ہوئے جزوی شیڈنگ کے تحت بہتر آؤٹ پٹ برقرار رکھ سکتے ہیں۔ بنیادی ڈیزائن منطق میں شامل ہیں:

• سیلز کو چھوٹی بجلی پیدا کرنے والی اکائیوں میں کاٹنا

• مطلوبہ ماڈیول وولٹیج حاصل کرنے کے لیے مناسب سیریز کنکشن کا استعمال

• ہر برانچ میں کرنٹ کم کرنے کے لیے متوازی شاخوں کا استعمال

• شیڈ والے علاقوں میں بجلی کے نقصان کو محدود کرنے کے لیے بائی پاس ڈائیوڈس کا استعمال

• غیر شیڈ علاقوں کو زیادہ سے زیادہ بجلی پیدا کرنے کی اجازت دینا

اہم حدود: ملٹی کٹ ہر شیڈ پیٹرن کے تحت ہمیشہ بہتر نہیں ہوتا

اگرچہ یہ مضمون اس بات پر مرکوز ہے کہ ملٹی کٹ سرکٹ ڈیزائن کس طرح شیڈنگ مزاحمت کو بہتر بنا سکتا ہے، لیکن ملٹی کٹ ماڈیولز ہر شیڈنگ منظر نامے میں ہمیشہ فائدہ نہیں رکھتے۔

اوپر زیر بحث اہم نکتہ یہ ہے: جب سیل یونٹ کا سایہ دار تناسب یکساں ہو، تو ملٹی کٹ ماڈیولز اکثر زیادہ آؤٹ پٹ پاور حاصل کرتے ہیں۔ تاہم، ایک ہی سائے کے سائز اور شکل کے تحت، چونکہ ہر کٹ سیل یونٹ کا رقبہ چھوٹا ہوتا ہے، اس لیے اس یونٹ کا سایہ دار تناسب درحقیقت زیادہ ہو سکتا ہے۔ اس کی وجہ سے آؤٹ پٹ پاور گر سکتی ہے۔

مثال کے طور پر، جب ماڈیول کی چھوٹی سائیڈ کے ساتھ سایہ ہوتا ہے، خاص طور پر صبح سویرے یا دیر سے دوپہر جب سورج کا زاویہ کم ہوتا ہے، تو سایہ سیلز کی نچلی قطار کو ڈھانپ سکتا ہے۔ آدھے کٹ والے ماڈیول کے لیے، نچلی قطار صرف 70% سایہ دار ہو سکتی ہے۔ لیکن چوتھائی کٹ والے ماڈیول کے لیے، چونکہ ہر کٹ سیل کی اونچائی چھوٹی ہوتی ہے، اسی سائے سے چوتھائی کٹ سیلز کی نچلی قطار مکمل طور پر ڈھک سکتی ہے۔ اس سے متعلقہ سرکٹ سیکشن میں آؤٹ پٹ میں نمایاں کمی آ سکتی ہے، یا سیل سٹرنگ کا کچھ حصہ آؤٹ پٹ کرنے کی صلاحیت کھو سکتا ہے۔

اس کے علاوہ، تیسرے کٹ والے ماڈیولز میں لے آؤٹ اور سرکٹ ڈیزائن کی وجہ سے اوپر نیچے کی غیر متناسب ہو سکتی ہے۔ جب ایک ہی سایہ دار رقبہ یا شکل ماڈیول کے مختلف اطراف پر ظاہر ہوتی ہے، تو اصل آؤٹ پٹ نقصان یکساں نہیں ہو سکتا۔ کچھ مخصوص سایہ دار حالات میں، تیسرے کٹ والے ماڈیول میں آدھے کٹ والے ماڈیول سے بھی زیادہ پاور نقصان ہو سکتا ہے۔

لہٰذا، سائے کی وجہ سے پاور کے نقصان کا جائزہ لیتے وقت، ہم صرف سایہ دار رقبہ نہیں دیکھ سکتے۔ ہمیں اصل اندرونی سیریز-متوازی سرکٹ کی تقسیم، بائی پاس ڈائیوڈ کے تحفظ کے زونز، سائے کی شکل اور سائے کی پوزیشن پر بھی غور کرنا ہوگا۔

ہائی پاور سے ہائی انرجی ریزیلینس تک

جیسے جیسے PV ماڈیول کی پاور میں اضافہ ہوتا جا رہا ہے، صنعت کا مقابلہ اب صرف معیاری ٹیسٹ کے حالات میں چوٹی پاور تک محدود نہیں رہا۔ حقیقی شمسی پاور پلانٹس کے لیے، طویل مدتی انرجی ییلڈ اور پیچیدہ آپریٹنگ ماحول میں استحکام زیادہ اہم ہوتا جا رہا ہے۔

چوتھائی کٹ اور دیگر ملٹی کٹ ماڈیولز چھوٹے سیل یونٹس، کم آپریٹنگ کرنٹ اور زیادہ لچکدار سیریز-متوازی سرکٹس استعمال کرتے ہیں تاکہ مقامی سایہ کے مجموعی ماڈیول آؤٹ پٹ پر اثرات کو کم کیا جا سکے۔ ان کی بنیادی قدر سادہ ہے: سائے کے اثر کو مقامی بنانا، غیر سایہ دار حصے کو کام کرنے دینا، اور حقیقی ایپلی کیشنز میں انرجی جنریشن کے استحکام کو بہتر بنانا۔

کمرشل اور صنعتی چھتوں، رہائشی چھتوں، BIPV پروجیکٹس اور دیگر منظرناموں میں جہاں مقامی سایہ کا خطرہ ہو، چوتھائی کٹ ماڈیولز سسٹم ییلڈ اور آپریشنل قابل اعتمادی کو بہتر بنانے کے لیے ایک اہم تکنیکی راستہ بن سکتے ہیں۔

Ooitech کا نقطہ نظر

ایک آلات فراہم کنندہ کے طور پر جو شمسی ماڈیول مینوفیکچرنگ لائنوں کے ساتھ قریبی کام کرتا ہے، Ooitech ملٹی کٹ ٹیکنالوجی کو صرف سیل فارمیٹ کی تبدیلی نہیں سمجھتا؛ یہ ایک مشترکہ چیلنج ہے جس میں لیزر کٹنگ کی درستگی، سٹرنگنگ استحکام، سرکٹ لے آؤٹ اور کوالٹی انسپیکشن شامل ہے۔ ان مینوفیکچررز کے لیے جو ہاف کٹ، تھرڈ کٹ، کوارٹر کٹ یا شنگلڈ مصنوعات پر غور کر رہے ہیں، پروڈکشن لائن کا جائزہ ماڈیول کے الیکٹریکل آرکیٹیکچر کے ساتھ مل کر لینا ضروری ہے، کیونکہ شیڈنگ کی کارکردگی کا انحصار اس بات پر ہے کہ ہر چھوٹے سیل یونٹ کو کس طرح آپس میں جوڑا اور محفوظ کیا گیا ہے۔ ہمارے خیال میں، ماڈیول مقابلے کا اگلا مرحلہ صرف نام پلیٹ واٹیج کا موازنہ نہیں کرے گا، بلکہ یہ بھی موازنہ کرے گا کہ ایک ماڈیول دھول، پتوں، چھت کی رکاوٹوں اور کم زاویہ والے سائے کے تحت کتنی قابل اعتماد طریقے سے توانائی پیدا کرتا رہتا ہے۔