تعارف: سولر سمیلیٹر کیلیبریشن کیوں اہم ہے

فوٹو وولٹک ماڈیول ٹیسٹنگ میں، قابل اعتماد پیمائش ایک چیز سے شروع ہوتی ہے: ایک مناسب طریقے سے کیلیبریٹڈ سولر سمیلیٹر۔ اگر سمیلیٹر آؤٹ پٹ کو درست طریقے سے کنٹرول نہیں کیا جاتا ہے، تو ماپا گیا ماڈیول پاور، کرنٹ، اور کارکردگی سب حقیقی قدر سے بھٹک سکتے ہیں۔ ایسی مارکیٹ میں جہاں 500 W اور اس سے زیادہ پاور والے ماڈیول عام ہیں، 0.5% کی غلطی بھی تجارتی لحاظ سے اہم ہو سکتی ہے۔

سولر سمیلیٹر ایک ایسا آلہ ہے جو کنٹرول شدہ لیبارٹری حالات میں سورج کی روشنی کو دوبارہ پیدا کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ بڑے پیمانے پر PV ماڈیول کی کارکردگی کی جانچ کے لیے استعمال ہوتا ہے، خاص طور پر STC یا معیاری ٹیسٹ حالات کے تحت۔ سادہ الفاظ میں، یہ پیشہ ورانہ PV برقی جانچ کے پیچھے روشنی کا بنیادی ذریعہ ہے۔

شکل 1 A+ A+ A+ سولر سمیلیٹر

تصویری ماخذ: انٹرنیٹ

STC کے تحت اریڈینس کیلیبریشن

زیادہ تر لیبارٹری کیلیبریشن کے کام کے لیے، پہلا ہدف اریڈینس ہے۔ STC کے تحت، سمیلیٹر کو ایڈجسٹ کیا جانا چاہیے تاکہ 1000 W/m² AM1.5G سپیکٹرم اور سیل کا درجہ حرارت 25°C ہو۔

PV صنعت میں، WPVS سیل کو عام طور پر بنیادی حوالہ آلہکے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ اہل میٹرولوجی ادارے جیسے PTB یا NREL AM1.5G اور 1000 W/m² اریڈینس کے تحت WPVS سیل کا کیلیبریٹڈ شارٹ سرکٹ کرنٹ، یا Isc فراہم کرتے ہیں۔ یہ کیلیبریشن ویلیو بین الاقوامی نظام اکائیوں سے منسلک ہے، اور اس کی غیر یقینییت تقریباً 0.5% تک کم ہو سکتی ہے۔

اس ٹریس ایبلٹی اور استحکام کی وجہ سے، WPVS سیل کو اکثر ثانوی حوالہ آلات پر کم غیر یقینی کیلیبریشن ویلیو منتقل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

تاہم، ماڈیول لیول سولر سمیلیٹر کیلیبریشن صرف سافٹ ویئر میں ایک نمبر سیٹ کرنے کے بارے میں نہیں ہے۔ ٹیسٹ کا علاقہ بڑا ہوتا ہے، اکثر 2.6 m × 1.5 m یا حتیٰ کہ 3 m × 2 m۔ حتمی شعاع ریزی ایڈجسٹمنٹ سے پہلے، ٹیسٹ پلین پر شعاع ریزی کی تقسیم کو نقطہ وار ناپا جانا چاہیے۔ IEC 60904-9 کے مطابق، غیر یکسانیت ٹیسٹ کے علاقے کو سمیلیٹر کے ٹیسٹ ایریا کے کم از کم 80% کا احاطہ کرنا چاہیے۔ اس کے بعد، پورے ٹیسٹ پلین کی اوسط شعاع ریزی کا حساب لگایا جا سکتا ہے اور کیلیبریشن کی بنیاد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

شکل 2 WPVS سیل

تصویری ماخذ: انٹرنیٹ

WPVS ریفرنس سیل مانیٹرنگ: چھوٹی پوزیشن کی غلطیاں اہم ہیں

کیلیبریشن کے دوران، WPVS سیل کو عام طور پر ریفرنس سیل کی پوزیشن پر رکھا جاتا ہے تاکہ سمیلیٹر کے آپریشن کے دوران ریئل ٹائم شعاع ریزی کی نگرانی کی جا سکے۔ WPVS سیل سے کرنٹ سگنل ایک ایمپلیفائر یا ریزسٹر کے ذریعے وولٹیج سگنل میں تبدیل ہوتا ہے، اور پھر سمیلیٹر سسٹم کے ذریعے پڑھا جاتا ہے۔

کیلیبریشن متعلقہ سافٹ ویئر پیرامیٹر کو ایڈجسٹ کرکے مکمل کی جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، کچھ Halm سمیلیٹر کیلیبریشن ویلیو سیٹنگ استعمال کرتے ہیں، جبکہ کچھ Pasan سسٹم حساسیت کی سیٹنگز استعمال کرتے ہیں۔ کچھ سسٹمز میں، کرنٹ اور حساسیت کے درمیان تعلق براہ راست تبدیلی کے فارمولے کے طور پر فراہم کیا جاتا ہے۔

لیکن ایک آسانی سے نظر انداز کی جانے والی تفصیل ہے: ریفرنس سیل اکثر مرکزی ٹیسٹ ایریا سے باہر رکھا جاتا ہے۔ اس پوزیشن پر شعاع ریزی ماڈیول ٹیسٹ پلین کی اوسط شعاع ریزی سے کم ہو سکتی ہے۔ اگر میٹرولوجی ویلیو کو بغیر معاوضے کے براہ راست استعمال کیا جائے تو ماڈیول ٹیسٹ ایریا میں اصل شعاع ریزی بہت زیادہ ہو سکتی ہے، جو ناپی گئی طاقت کو متاثر کرے گی۔

یہاں تک کہ اگر ریفرنس سیل ٹیسٹ ایریا کے اندر رکھا جائے تو بھی مسئلہ مکمل طور پر ختم نہیں ہوتا۔ A+ کلاس سمیلیٹر کے لیے جس میں غیر یکسانیت 1% سے کم ہو، ریفرنس سیل اکثر ٹیسٹ زون کے کنارے کے قریب رکھا جاتا ہے۔ یہ اب بھی تقریباً 0.5% سے 1% کا انحراف متعارف کرا سکتا ہے۔ PV ٹیسٹنگ میں، یہ کوئی چھوٹی تعداد نہیں ہے۔

حوالہ سیل کا درجہ حرارت بھی قریب رکھنے کی ضرورت ہے 25°Cکے قریب کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے۔ اگرچہ Isc کا درجہ حرارت گتانک عام طور پر نسبتاً چھوٹا ہوتا ہے، لیکن درجہ حرارت کا اتار چڑھاؤ پیمائش کی غیر یقینی میں حصہ ڈالتا ہے۔ اگر درستگی ہدف ہے تو درجہ حرارت کے اثر کو جتنا ممکن ہو کم کیا جانا چاہیے۔

شکل 3 شمسی سمیولیٹر ٹیسٹ ایریا اور ریفرنس سیل کی پوزیشن

مختلف شعاع ریزی کی سطحوں پر انشانکن

WPVS سیل نہ صرف مستحکم ہیں بلکہ اچھی لکیری بھی پیش کرتے ہیں۔ یہ انہیں مختلف روشنی کی شدت کی سطحوں پر سمیولیٹر کی شعاع ریزی کی انشانکن کے لیے مفید بناتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر ہدف شعاع ریزی 200 W/m²ہے، تو 1000 W/m² پر کیلیبریٹڈ Isc ویلیو کو 0.2 سے ضرب دے کر متوقع حوالہ کرنٹ حاصل کیا جا سکتا ہے۔

زینون لیمپ شمسی سمیولیٹرز کے لیے، شعاع ریزی میں بڑی تبدیلیاں اکثر مختلف فلٹرز کے ذریعے حاصل کی جاتی ہیں۔ فلٹرز تبدیل کرنے کے بعد، شعاع ریزی کی غیر یکسانیت کو دوبارہ ناپنے کی سفارش کی جاتی ہے، کیونکہ نظری تقسیم شدت کے ساتھ تبدیل ہو سکتی ہے۔

سپیکٹرل انشانکن: زینون اور ایل ای ڈی سمیولیٹر

زینون شمسی سمیولیٹرز کے لیے، سپیکٹرم بنیادی طور پر لیمپ ماخذ اور نظری فلٹرز سے متعین ہوتا ہے۔ زیادہ تر لیبارٹریوں میں، سپیکٹرم کو آزادانہ طور پر ایڈجسٹ نہیں کیا جا سکتا۔ لہٰذا، صحیح طریقہ یہ ہے کہ ٹیسٹ ایریا میں کئی پوزیشنوں پر سپیکٹرم کی پیمائش کے لیے کیلیبریٹڈ سپیکٹرو میٹر استعمال کیا جائے۔ IEC 60904-4 کے مطابق، کم از کم چار پیمائش پوائنٹس کی ضرورت ہے۔

اہم بات یہ ہے کہ سپیکٹرم کو صرف ایک جگہ پر کامل نہ بنایا جائے، بلکہ اس بات کی تصدیق کی جائے کہ سمیولیٹر متعلقہ ٹیسٹ ایریا پر مطلوبہ سپیکٹرل کلاس کو پورا کرتا ہے۔

شکل 4 سپیکٹرل پیمائش کی پوزیشنیں

ایل ای ڈی پر مبنی شمسی سمیولیٹر زیادہ لچکدار ہوتے ہیں۔ ان کی سپیکٹرل تقسیم کو عام طور پر سافٹ ویئر کے ذریعے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے، جس سے IEC 60904-9 میں A+ سپیکٹرل ضروریات کو پورا کرنا آسان ہو جاتا ہے۔ پھر بھی، سپیکٹرل انحراف، جس پر اکثر SPD سے متعلق تشخیص کے ذریعے بحث کی جاتی ہے، کو ممکنہ حد تک کم رکھا جانا چاہیے۔

ایک عملی تشویش یہ ہے کہ ایل ای ڈی سمیولیٹر عام طور پر متعدد ایل ای ڈی سرکٹ بورڈز سے بنائے جاتے ہیں۔ اس سے ٹیسٹ پلین پر نمایاں سپیکٹرل غیر یکسانیت پیدا ہو سکتی ہے۔ اس وجہ سے، کم از کم ضرورت پر انحصار کرنے کے بجائے زیادہ پوائنٹس کی پیمائش کرنا بہتر ہے۔

ایک اور اہم نکتہ: ایل ای ڈی سمیولیٹر فلٹرز کے بغیر شعاع ریزی میں بڑی تبدیلیاں حاصل کر سکتے ہیں، لیکن ان کا سپیکٹرم مختلف شعاع ریزی کی سطحوں پر تبدیل ہو سکتا ہے۔ جب بھی شعاع ریزی کی ترتیب میں نمایاں تبدیلی ہو، سپیکٹرم کو دوبارہ چیک کیا جانا چاہیے نہ کہ یہ فرض کیا جائے کہ وہ تبدیل نہیں ہوا۔

خلاصہ: انشانکن شمسی پیمائش کی بنیاد ہے

سولر سمیلیٹر کیلیبریشن درست PV ماڈیول ٹیسٹنگ کی بنیادوں میں سے ایک ہے۔ لیبارٹری میں، بنیادی مقصد درست پیمائش حاصل کرنا اور پھر اعلیٰ معیار کی کیلیبریشن ویلیوز کو ثانوی حوالہ جاتی آلات میں منتقل کرنا ہے۔

پروڈکشن لائنوں میں، کیلیبریشن کی حکمت عملی مختلف ہو سکتی ہے کیونکہ رفتار، ریپیٹیبلٹی، آلات کا استحکام، اور فیکٹری کے عمل کا کنٹرول سب پیمائش کے نظام کا حصہ بن جاتے ہیں۔ لیکن بنیادی اصول وہی رہتا ہے: روشنی کے منبع کو کنٹرول، تصدیق اور سمجھنا ضروری ہے۔

irradiance کیلیبریشن اور سپیکٹرل پیمائش دونوں میں محتاط کام کی ضرورت ہوتی ہے۔ ریفرنس سیل کی پوزیشن، ٹیسٹ ایریا کی غیر یکسانیت، فلٹر کی تبدیلی، LED سپیکٹرل ڈسٹری بیوشن، اور درجہ حرارت کا کنٹرول سب حتمی پاور کے نتیجے کو متاثر کر سکتے ہیں۔ PV ٹیسٹنگ میں، چھوٹی غلطیاں زیادہ دیر چھوٹی نہیں رہتیں۔

Ooitech کا نقطہ نظر

ایک آلات فراہم کنندہ کے طور پر جو سولر ماڈیول پروڈکشن لائنوں کے ساتھ کام کرتا ہے، Ooitech سولر سمیلیٹر کیلیبریشن کو ایک بار کی ترتیب نہیں بلکہ پوری فیکٹری کے کوالٹی کنٹرول سسٹم کا حصہ سمجھتا ہے۔ ہائی تھرو پٹ ماڈیول مینوفیکچرنگ کے لیے، IV ٹیسٹر اور سولر سمیلیٹر کو واضح کیلیبریشن روٹینز، مستحکم حوالہ جاتی آلات، اور عملی آپریٹر ٹریننگ کے ساتھ ہم آہنگ ہونا چاہیے؛ ورنہ لیبارٹری کی درستگی پروڈکشن لائن کی ریپیٹیبلٹی میں تبدیل نہیں ہو سکتی۔ اصل چیلنج درستگی اور روزانہ مینوفیکچرنگ کی کارکردگی کے درمیان توازن قائم کرنا ہے، خاص طور پر جب جدید ماڈیول ٹیکنالوجیز اور زیادہ پاور ریٹنگز چھوٹی پیمائش کی تبدیلیوں کو زیادہ نمایاں بنا دیتی ہیں۔