فوٹو وولٹک انورٹرز کی گرمی کی کھپت کا تعارف

فوٹو وولٹک انورٹر:

شمسی توانائی کی براہ راست پیداوار زیادہ تر 12VDC، 24VDC، 48VDC ہے۔ سسٹم کے ذریعے پیدا ہونے والی DC پاور کو AC پاور میں مؤثر طریقے سے تبدیل کیا جانا چاہیے، تاکہ 220VAC آلات کو کافی طاقت مل سکے، اس لیے اہم انتخاب DC-AC انورٹر ہے۔ انورٹر کا بنیادی کام الٹرنیٹنگ کرنٹ میں براہ راست کرنٹ کی مؤثر تبدیلی کا احساس کرنا ہے۔ سولر سیل اور سٹوریج بیٹریاں دونوں DC پاور کے ذرائع ہیں، اس لیے ایک بار جب لوڈ میں AC پاور شامل ہو جائے تو انورٹر ایک ناگزیر حصہ بن جاتا ہے۔

فوٹو وولٹک انورٹرز کی حرارت کی کھپت کے مسائل

اعداد و شمار کے مطابق، جب بھی الیکٹرانک اجزاء کا درجہ حرارت 2 ℃ بڑھتا ہے، وشوسنییتا 10٪ کم ہو جاتی ہے، درجہ حرارت میں اضافہ 50 ℃ ہوتا ہے، اور سروس لائف 25 ℃ پر اس کا صرف 1/6 ہوتا ہے۔ لہذا، آلات کے قابل اعتماد آپریشن کو یقینی بنانے کے لیے الیکٹرانک اجزاء کو مؤثر طریقے سے منتشر ہونا چاہیے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ گرمی کی کھپت کا مسئلہ تیزی سے ایک اہم عنصر بن گیا ہے جو الیکٹرانک ٹیکنالوجی کی ترقی کو متاثر کرتا ہے، خاص طور پر پاور الیکٹرانکس انڈسٹری کے لیے۔

انورٹر کے مرکزی حرارت کی کھپت کے اجزاء IGBT اور انڈکٹر ہیں، خاص طور پر inverter-IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) کا بنیادی جزو، جو آپریشن کے دوران بہت زیادہ گرمی پیدا کرتا ہے، جو کہ درجہ بندی کا تقریباً 1~1.5% ہے۔ طاقت یہ IGBT میں منتشر ہو کر حرارت میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ گرمی کا یہ حصہ پاور ڈیوائس کی ڈائی کو گرم کرے گا اور جنکشن کے درجہ حرارت میں اضافہ کرے گا۔ اگر اس حرارت کو بروقت اور مؤثر طریقے سے جاری نہیں کیا جا سکتا ہے، تو یہ آلہ کی کارکردگی کو متاثر کرے گا، اس طرح سسٹم کے کام کی وشوسنییتا کو کم کرے گا، اور یہاں تک کہ ڈیوائس کو نقصان پہنچے گا۔ IGBT کا قابل اجازت آپریٹنگ درجہ حرارت عام طور پر 125 ~ 150 ° C سے کم ہوتا ہے، اس لیے ماحول میں گرمی کو ختم کرنے کے لیے موثر ذرائع کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ فی الحال، کم طاقت والے انورٹرز کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والا طریقہ یہ ہے کہ آئی جی بی ٹی کو ریڈی ایٹر پر انسٹال کیا جائے اور ٹھنڈک کے لیے قدرتی حرارت کی کھپت کے طریقوں پر انحصار کیا جائے۔

گرمی کی کھپت کا ڈیزائن

اصل گرمی کی کھپت کے ڈیزائن میں، قدرتی ٹھنڈک، زبردستی ہوا کی ٹھنڈک یا مائع کولنگ کو عام طور پر گرمی کی کھپت کے علاقے میں گرمی کے فی یونٹ وقت کے تناسب کے مطابق منتخب کیا جاتا ہے، یعنی ہیٹ فلوکس (گرمی کے بہاؤ کی کثافت)۔

حرارت کے ذرائع کو عام طور پر مرکزی حرارتی ذرائع اور گرمی کے یکساں ذرائع میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ جب مرکزی حرارتی ذرائع جیسے کہ IGBTs کا حرارت کی کھپت کا علاقہ محدود ہو تو گرمی کو ہیٹ پائپ کے ذریعے یکساں درجہ حرارت کی پلیٹ تک لے جایا جاتا ہے اور پھر ریڈی ایٹر تک پہنچایا جاتا ہے۔ گرمی کے یکساں ذرائع کے لیے، جیسے لیتھیم بیٹریاں، گرمی کے پائپ عام طور پر استعمال نہیں ہوتے ہیں۔

دیگر ان پٹ معلومات میں معلومات کی ضرورت ہوتی ہے جیسے کہ حصے کی ساخت کا خاکہ، حصے کی تھرمل چالکتا، حرارتی طاقت، محیط درجہ حرارت اور دباؤ، اور گرمی کا نقصان۔

آؤٹ ڈور کم طاقت والے فوٹو وولٹک انورٹرز میں کام کرنے کا ماحول سخت اور پیچیدہ ہوتا ہے۔ انہیں نہ صرف مستحکم اور قابل اعتماد وینٹیلیشن اور گرمی کی کھپت کی کارکردگی کی ضرورت ہوتی ہے بلکہ تحفظ کی اچھی سطح کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔ عام طور پر، تحفظ کی سطح کا IP54 سے اوپر ہونا ضروری ہے۔ متضاد تقاضے تھرمل ڈیزائن کی رکاوٹیں پیدا کرتے ہیں۔ یہ بہت مشکل ہے۔

اس طرح کے مسائل کے لیے، روایتی طریقہ یہ ہے کہ گرمی کی کھپت کو بڑھانے کے لیے اعلیٰ سطح کے تحفظ (واٹر پروف، ڈسٹ پروف، وغیرہ) والے پنکھے استعمال کیے جائیں۔ اگرچہ یہ طریقہ گرمی کی کھپت کا اچھا اثر رکھتا ہے، لیکن سخت کام کرنے والے ماحول میں پنکھے کی دیکھ بھال اب بھی ایک ناگزیر کام ہے۔ ایک خاص حد تک، یہ نہ صرف لاگت میں اضافہ کرتا ہے، بلکہ مصنوعات کے لائف انڈیکس کو بھی کم کرتا ہے۔ ایک غیر فعال کولنگ طریقہ کے طور پر، قدرتی کنویکشن کولنگ کے بہت سے فوائد ہیں جیسے کہ اعلی قابل اعتماد، دیکھ بھال سے پاک، اچھی استحکام، کوئی شور نہیں، بجلی کی کھپت نہیں، کوئی حرکت پذیر پرزہ نہیں، وغیرہ۔ یہ ایسے مسائل کو حل کرنے کا ایک نیا تکنیکی طریقہ فراہم کرتا ہے۔