سولر فوٹوولٹک (PV) پاور جنریشن سسٹم کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، HVDC ڈیزائن تیزی سے رہائشی چھتوں، پاور پلانٹس اور صنعتی/تجارتی منصوبوں میں استعمال ہو رہے ہیں۔ فیوز PV سسٹمز کے سرکٹ سیفٹی کا ایک اہم حصہ ہے۔ اس کا بنیادی کام زیادہ کرنٹ یا مختصر-سرکٹ کی خرابیوں کی صورت میں سرکٹ کو تیزی سے روکنا ہے، تاکہ سامان کو پہنچنے والے نقصان اور حفاظتی واقعات کو روکا جا سکے۔ تاہم، کچھ صارفین غلطی سے یہ سمجھتے ہیں کہ معیاری AC فیوز-جو سستے ہیں-فوٹو وولٹک سیلز کے لیے خصوصی فیوز کے متبادل کے طور پر استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ عملی طور پر، یہ اہم حفاظتی خطرات کا باعث بنتا ہے اور تحفظ کی ناکامیوں، آلات کو نقصان پہنچانے اور یہاں تک کہ آگ لگنے کا باعث بن سکتا ہے۔
تو کیوں نہ پی وی فیوز کو معیاری متبادل کرنٹ فیوز سے بدلیں؟ اس مقالے میں، کام کے اصول، کارکردگی کی ضروریات اور متعلقہ معیارات کا تفصیل سے تجزیہ کیا جائے گا۔
پی وی سسٹم ڈی سی کا استعمال کرتا ہے۔
پی وی اسمبلی براہ راست کرنٹ پیدا کرتی ہے۔ کرنٹ پورے سرکٹ میں-اسمبلی سٹرنگ اور چیسس کے امتزاج سے لے کر انورٹر کے ان پٹ لیول تک DC رہتا ہے۔
اس کے بجائے، معیاری AC فیوز AC کی تقسیم کے نظام کے لیے کرنٹ کی برقی خصوصیات (AC.
AC کی ایک اہم خصوصیت کرنٹ کا بدلتا ہوا رخ ہے، جو فی سیکنڈ میں کئی بار "صفر" سے گزرتا ہے۔ 50Hz پر، مثال کے طور پر، کرنٹ 100 بار فی سیکنڈ سے تجاوز کر سکتا ہے۔ جب ایک سرکٹ فیوز ہوتا ہے، جب کرنٹ صفر سے گزرتا ہے، تو قوس قدرتی طور پر بجھ جاتا ہے، اس لیے AC فیوز میں قوس بجھانے کا طریقہ کار نسبتاً آسان ہے۔
اس کے برعکس، DC میں قدرتی صفر-پوائنٹ انٹرسیکشن کی کمی ہے اور موجودہ سمت وہی رہتی ہے۔ شارٹ سرکٹ کے دوران، قوس برقرار رہے گا، جس کے لیے فیوز کو فوری طور پر کرنٹ کو کاٹنے کے لیے ایک خاص آرک بجھانے والے ڈھانچے پر انحصار کرنا پڑتا ہے۔ لہذا، پی وی سسٹم کو فیوز کی ضرورت ہوتی ہے۔
خاص طور پر ڈی سی ایپلی کیشنز کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
DC آرک کو بجھانا AC آرک سے زیادہ مشکل ہے۔
یہ بنیادی وجہ ہے کہ معیاری AC فیوز فوٹو وولٹک فیوز کی جگہ نہیں لے سکتے۔
جب فیوز کے اندرونی اجزاء پگھلتے ہیں، تو دونوں سروں کے درمیان ایک اعلی-درجہ حرارت کا قوس بنتا ہے۔ AC کے دوران، قوس کو قدرتی طور پر بجھایا جا سکتا ہے کیونکہ کرنٹ بار بار صفر پر گر جاتا ہے۔
تاہم، قوس اب بھی ڈی سی سسٹم میں موجود ہے، جو کئی ہزار ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت تک پہنچ سکتا ہے اور بہت زیادہ گرمی جاری کرتا ہے۔ اگر فیوز میں آرک بجھانے کی کافی صلاحیت نہیں ہے تو درج ذیل مسائل پیدا ہو سکتے ہیں۔
آرک جلتا رہتا ہے، سرکٹ کو صحیح معنوں میں رکاوٹ بننے سے روکتا ہے۔
فیوز پھٹ جاتے ہیں یا پھٹ جاتے ہیں۔
ارد گرد کی موصلیت کا سامان جل گیا۔
کمبینر باکس یا پاور ڈسٹری بیوشن کیبنٹ کو آگ لگائیں۔
آلات جیسے انورٹرز اور پی وی اجزاء کو نقصان پہنچا ہے۔
لہذا، PV فیوز کو عام طور پر کوارٹج ریت، اعلی طاقت والے سیرامک شیل سے بجھایا جاتا ہے، اور فیوز عنصر کی ساخت کو بہتر بنایا جاتا ہے تاکہ ڈی سی آرک کے تیز اور محفوظ بجھانے کو یقینی بنایا جا سکے۔
فوٹو وولٹک فیوز میں ڈی سی وولٹیج کی اعلی درجہ بندی ہوتی ہے۔
پی وی سسٹمز کے لیے عام وولٹیج کی سطح میں شامل ہیں:
600V DC
1000V DC
1500V DC
اس کے برعکس، معیاری AC فیوز کی وولٹیج کی درجہ بندی عام طور پر ہوتی ہے:
250V AC
400V AC
500V AC
690V AC
یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ AC وولٹیج کی درجہ بندی براہ راست DC وولٹیج کی درجہ بندی کے مساوی نہیں ہے۔
مثال کے طور پر، 690V کے ریٹیڈ کرنٹ کے ساتھ ایک AC فیوز صرف 250V سے 400V DC کا مقابلہ کر سکتا ہے۔ اگر 1000V یا 1500V PV سسٹم میں انسٹال ہو تو، فیوز تحفظ فراہم نہیں کر سکتا، کیونکہ فیوز ہائی-وولٹیج ڈی سی آرک میں رکاوٹ نہیں بن سکتا چاہے فیوز کا عنصر خود پگھل جائے۔
لہذا، PV سسٹم کو خاص طور پر PV ایپلی کیشنز کے لیے ڈیزائن کردہ فیوز کی ضرورت ہوتی ہے، اور اس کی DC وولٹیج کی درجہ بندی سسٹم کی ضروریات کو پورا کرتی ہے۔
فوٹو وولٹک فیوز کی حفاظتی خصوصیات شمسی توانائی کے نظام کے لیے زیادہ موزوں ہیں۔
شمسی صفوں میں آؤٹ پٹ کی منفرد خصوصیات ہوتی ہیں۔
مثال کے طور پر:
کرنٹ شمسی شعاعوں کے ساتھ مسلسل اتار چڑھاؤ آتا ہے۔
آؤٹ پٹ کرنٹ صبح/شام، ابر آلود اور دھوپ والے دنوں کے درمیان مختلف ہوتا ہے۔
جب متعدد تار متوازی ہوتے ہیں تو بیک فلو ہو سکتا ہے۔
فالٹ کرنٹ زیادہ دیر تک چلتے ہیں۔
PV فیوز کے وقت-بہاؤ کی خصوصیات خاص طور پر ان آپریٹنگ حالات کے لیے ڈیزائن کی گئی ہیں؛ وہ عام کاموں کے دوران موجودہ اتار چڑھاو کو برداشت کر سکتے ہیں جبکہ ناکامی کی صورت میں فوری جواب دیتے ہیں۔
معیاری AC فیوز بنیادی طور پر AC بوجھ کے لیے بنائے گئے ہیں اور PV DC سسٹمز میں اچھی طرح سے کام نہیں کرتے، جس کی وجہ سے دو ممکنہ مسائل پیدا ہوتے ہیں:
عام آپریشن کے دوران ٹرپنگ (اڑانے) حادثات؛
تاخیر سے ردعمل یا خرابی کے دوران کام کرنے میں ناکامی۔
یہ دونوں حالات پی وی سسٹمز کے مستقل آپریشن کو متاثر کر سکتے ہیں۔ PV خصوصی بین الاقوامی معیارات کے مطابق فیوز کرتا ہے۔
فوٹو وولٹک ایپلی کیشنز کے لیے خصوصی طور پر ڈیزائن کیے گئے فیوز کو بین الاقوامی معیارات کے مطابق ہونا چاہیے، جیسے:
IEC 60269-6 (کم-وولٹیج کے فیوز- شمسی فوٹو وولٹک نظام کی حفاظت کرنے والے فیوز)
UL 248-19 (فوٹو وولٹک فیوز کے لیے معیاری)
یہ معیارات DC کی خرابی، درجہ حرارت میں اضافے، استحکام، قوس کو بجھانے والی کارکردگی اور وشوسنییتا کے لیے سخت تقاضے پیش کرتے ہیں۔
اس کے برعکس، معیاری AC فیوز AC کی تقسیم کے معیارات کے مطابق ڈیزائن کیے گئے ہیں اور ابھی تک PV سسٹم کے آپریٹنگ ماحول سے ان کی توثیق نہیں کی گئی ہے اور اس لیے PV سسٹم کی حفاظتی ضروریات کو پورا نہیں کرتے ہیں۔
معیاری AC فیوز کے استعمال کے خطرات
لاگت کو کم کرنے کے لیے فوٹو وولٹک فیوز کو معیاری AC فیوز سے تبدیل کرنے سے درج ذیل خطرات پیدا ہو سکتے ہیں:
ڈی سی فالٹ کرنٹ کو روکا نہیں جا سکتا۔
بجلی کی مسلسل آرک، فیوز کو نقصان کا باعث بنتی ہے؛
مرکب باکس کے اندر اعلی درجہ حرارت جلنا؛
PV اجزاء اور انورٹرز کا زیادہ دباؤ؛
نظام کے ڈاؤن ٹائم اور دیکھ بھال کے اخراجات میں اضافہ؛
بھاری اور انتہائی بڑی برقی آگ پوشیدہ خطرہ، شخص اور املاک کی حفاظت کو خطرے میں ڈالتی ہے۔
PV سسٹمز میں کل سرمایہ کاری پر غور کرتے ہوئے، فیوز کی قیمت نہ ہونے کے برابر ہے، لیکن وہ حفاظتی تحفظ میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ خریداری کے اخراجات کی تھوڑی سی رقم بچانے کے لیے غلط پروڈکٹ کا انتخاب اکثر بڑے معاشی نقصانات کا باعث بنتا ہے۔
پی وی فیوز کو صحیح طریقے سے کیسے منتخب کریں؟
PV سسٹم کے محفوظ اور قابل اعتماد آپریشن کو یقینی بنانے کے لیے، انتخاب کے عمل میں درج ذیل کو ترجیح دی جانی چاہیے:
شرح شدہ وولٹیج: سسٹم کے زیادہ سے زیادہ DC وولٹیج سے کم نہیں ہونا چاہیے (مثال کے طور پر، 1000V DC یا 1500V DC)۔
شرح شدہ کرنٹ: شارٹ سرکٹ کرنٹ (ISc)، متوازی اسٹرینڈز کی تعداد اور فوٹو وولٹک اسمبلی کے ڈیزائن مارجن کی بنیاد پر۔
کرشنگ کی صلاحیت: سسٹم میں زیادہ سے زیادہ ممکنہ فالٹ کرنٹ کی ضرورت کو پورا کیا جانا چاہیے۔
ایکریڈیشن کا معیار: ان مصنوعات کو ترجیح دیں جو IEC 60269-6، 248-19، اور دیگر پر پورا اترتے ہیں اور ان سے تصدیق شدہ ہیں۔
ماحولیاتی موافقت: اعلی/کم درجہ حرارت، نمی، نمک کی دھند، وغیرہ جیسے ایپلی کیشن کے ماحول پر غور کریں، اور ایسی مصنوعات کا انتخاب کریں جو موسم کے خلاف مزاحم ہوں-۔ نتیجہ:
اگرچہ فوٹوولٹک (PV) فیوز معیاری AC فیوز سے ملتے جلتے نظر آتے ہیں، لیکن ڈیزائن کے اصولوں، اطلاق کے ماحول اور کارکردگی کے تقاضوں میں بنیادی فرق موجود ہیں۔ چونکہ پی وی سسٹم ہائی وولٹیج ڈی سی کرنٹ کے تحت کام کرتا ہے، اس لیے ڈی سی آرک فائر بجھانے کی صلاحیت، فریگمنٹیشن کی صلاحیت، ریٹیڈ وولٹیج وغیرہ کے تقاضے سخت ہیں۔ معیاری AC فیوز ان تقاضوں کو پورا نہیں کرتے، اور معیاری AC فیوز کا استعمال نہ صرف موثر تحفظ فراہم کرتا ہے، بلکہ سنگین حفاظتی خطرات کا باعث بھی بنتا ہے۔
PV پاور پلانٹس کی تعمیر، آپریشن اور دیکھ بھال کے دوران، فوٹو وولٹک (PV) کے لیے خصوصی فیوز کو متعلقہ معیارات کے مطابق اور نظام کے وولٹیج، کرنٹ اور آپریشن کے مطابق منتخب کیا جانا چاہیے۔ صرف صحیح حفاظتی آلے کے استعمال سے ہی PV سسٹم طویل عرصے تک محفوظ اور مستقل طور پر کام کر سکتا ہے۔
اکثر پوچھے گئے سوالات
1. فوٹو وولٹک فیوز معیاری AC فیوز کی طرح نظر آتے ہیں۔ کیا یہ قابل تبادلہ ہے؟
نہیں، اگرچہ کچھ مصنوعات کی جسمانی جہتیں ایک جیسی ہو سکتی ہیں، ان کی اندرونی ساخت، آرک ڈیزائن اور کارکردگی کے پیرامیٹرز مختلف ہوتے ہیں۔ آپ ان کا تبادلہ نہیں کر سکتے کیونکہ وہ ایک جیسے نظر آتے ہیں۔
2. DC سسٹمز کا تحفظ AC سسٹمز سے زیادہ مشکل کیوں ہے؟
ڈی سی پاسنگ کے قدرتی صفر پوائنٹ کی کمی کا مطلب یہ ہے کہ ناکامی کے دوران بننے والا آرک جلتا رہے گا۔ لہذا، اعلی درجے کی آرک بجھانے کی صلاحیت کے ساتھ خصوصی ڈی سی پروٹیکشن عناصر کی ضرورت ہے۔
