یہ جاننے کا طریقہ کہ آپ کا کنٹرولر اصلی MPPT یا PWM ہے: 3 ٹیسٹ

ٹیسٹ 0: ایسے حالات تیار کریں جن میں ٹیسٹ کا نتیجہ قابل اعتماد ہو۔**

دو شرائط اس بات کا تعین کرتی ہیں کہ ٹیسٹ کے نتائج کیا معنی رکھتے ہیں:

پینل پر پورا سورج کا روشنی – جزوی روشنی سے تمام پیمائشی نتائج غلط ہو جاتے ہیں؛ صاف، بغیر رکاوٹ والے دن کا انتظار کریں۔ بیٹری کو مکمل طور پر چارج نہیں ہونا چاہئے – 12 وولٹ/200 ایچ آہ کی بیٹری پر، ٹیسٹ کو چارجنگ کے درمیانی مرحلے میں شروع کریں۔ ایک اصیل MPPT (Maximum Power Point Tracking) سسٹم، مکمل چارج ہونے پر “فلوٹ” یا “وولٹیج-لیمیٹنگ” موڈ میں چل جاتا ہے، اور پی وی (PV) وولٹیج “اوپن-سرکیٹ وولٹیج” (Voc) کی طرف بڑھ جاتی ہے؛ جس سے لگتا ہے کہ ٹیسٹ سے گزر گیا ہے، حالانکہ در حقیقت ایسا نہیں ہے۔ پہلے بیٹری کو تقریباً 60–70% تک ڈسچارج کریں، یا چارجنگ کے آغازی مرحلے میں ہی ٹیسٹ کریںۤ دن کے وقت ٹیسٹ کرتے وقت لوڈ کو بند کر دیں – تاکہ لوڈ ٹرمینل پر 0 ایمپیئر (A) کا پڑھاؤ آئے، اور تمام ماپے گئے ایمپیئر بیٹری میں ہی جائیں۔

ٹیسٹ 1: پی وی (PV) آپریٹنگ وولٹیج (60 سیکنڈ کا ٹیسٹ)

جب سسٹم پورے سورج کی روشنی میں سکونت سے چارج ہو رہا ہو، تو ایک ڈیجیٹل ملٹیمیٹر کو PV+ اور PV− ٹرمینلز پر لگائیں:

یہ ٹیسٹ پوٹڈ (potted) یونٹس پر کیا جاتا ہے۔ زیادہ تر تجارتی اوٹ ڈور سٹری لائٹ کنٹرولرز (commercial outdoor street light controllers) IP67+ معیار کے مطابق ایپوکسی میں پوٹڈ (epoxy-potted) ہوتے ہیں؛ اس لیے بورڈ دکھائی نہیں دیتا، لیکن ترمینلز (terminals) دکھائی دیتے ہیں۔

ٹیسٹ 2: PV کرنٹ بمقابلہ بیٹری کرنٹ (فیصلہ کن ٹیسٹ)

(Voltage behavior can be mimicked; current gain cannot.) وولٹیج کا رویہ (voltage behavior) تقلید کیا جا سکتا ہے، لیکن کرنٹ کا اضافہ (current gain) نہیں۔ کلیمپ میٹر (clamp meter) یا کنٹرولر کے ڈسپلے کا استعمال کرکے PV ترمینل میں داخل ہونے والے کرنٹ کا موازنہ بیٹری ترمینل سے نکلنے والے کرنٹ سے کریں:

• PWM (Pulse Width Modulation): PV کرنٹ تقریباً بیٹری کرنٹ جتنا ہی ہوتا ہے۔ پینل سے تیار ہونے والی تمام بجلی بیٹری میں سیدھے جاتی ہے؛ کوئی اضافہ نہیں ہوتا۔
• MPPT (Maximum Power Point Tracking): بیٹری کرنٹ، PV کرنٹ سے کافی زیادہ ہوتا ہے۔ یہ بک کنورٹر (buck converter) کا عمل ہے۔ مثال: PV انپٹ 9.1 ایمپیئر (A) پر 22 وولٹ (V)، بیٹری آؤٹپٹ تقریباً 14.9 ایمپیئر پر 13 وولٹ۔

MPPT کنورٹر وولٹیج کو ایمپیئرز میں تبدیل کرتا ہے؛ طاقت برقرار رہتی ہے (تبدیلی کے نقصان کے باوجود)۔ اگر دونوں کرنٹس کے مقادیر ایک جیسے ہوں، لیکن PV وولٹیج بیٹری وولٹیج سے کافی زیادہ ہو، تو نتائج غلط ہوں گے… اس لیے یونٹ کو “پاس” قرار دینے سے پہلے اپنے میٹر کی جگہ کا دوبارہ جائزہ لیں۔

ٹیسٹ 3: یونٹ کا تجزیہ (100% درست نتائج کے لئے، نمونے کی ضرورت ہے)

(Test 3: Unit analysis; requires a sample for 100% accurate results.)

اگر آپ بڑی خرید سے پہلے ایک نمونے کو محفوظ طریقے سے کھول سکتے ہیں، تو بورڈ کا جواب قطعی ہو گا۔ در حقیقت، ایک اصلی MPPT (Maximum Power Point Tracker) کا بنیادی حصہ ایک DC-DC بک کنورٹر (DC-DC Buck Converter) ہوتا ہے، اور کسی بک کنورٹر کے لئے ایک انرجی-اسٹوریجنگ انڈکٹر (Energy-Storing Inductor) ضروری ہے۔ ایسے انڈکٹرز تین مختلف اشکال میں ملتے ہیں:

• ایک ٹوروئیڈل مقناطیسی رنگ (پیلے، سبز یا سیاہ رنگ کا)، جس پر موٹا تانہ کا دھاتی تار لپا ہوتا ہے۔
• ایک مولڈڈ (مشکل سے تبدیل ہونے والا)، مضبوط دستہ والا مربع شکل کا SMD پاور انڈکٹر۔
• ایک کھلی ہوئی، موٹے گیج کی دھاتی کوئل (Copper Coil)۔

اسی بورڈ پر موجود دیگر ثبوتات میں ریکٹیفیکشن (Rectification) کے لئے استعمال کردہ فری-وھیلنگ ڈائوڈز (Freewheeling Diodes) شامل ہیں – جیسے شوٹکی ڈائوڈز (Schottky Diodes)، TO-220 پیکیجوں میں موجود پاور ڈائوڈز، یا بڑے، سیاہ رنگ کے ایکسیل-لیڈ (Axial-Lead) والے ہائی-کرنٹ ڈائوڈز۔

دوسری جانب، ایک PWM (Pulse Width Modulation) بورڈ میں کوئی پاور انڈکٹر موجود نہیں ہوتا؛ صرف چند MOSFETs اور کیپیسیٹرز، اور کچھ چھوٹے, کم-پاور والے SMD فلٹرنگ کمپوننٹس ہوتے ہیں۔ (اس صفحے کے اصل ورژن میں ان PWM خصوصیات کو MPPT کے تقاضوں کے حصے میں فہرست کیا گیا تھا؛ لیکن ہم نے انہیں یہاں دوبارہ شامل کر دیا ہے۔)

یہ فرق اتنے پیسوں کی قیمت کیوں رکھتا ہے؟

اگر آپ اسی 200 واٹ کے پینل (Vmp = 22 V, Imp = 9.1 A) کو 12 وولٹ کے بینک میں چارج کریں، جس کا وولٹیج تقریباً 13 وولٹ ہے، تو…

• PWM (Pulse Width Modulation): بینک (bank) پینل کو تقریباً 13 وولٹ (V) تک لے جاتا ہے؛ اس لیے چارجنگ کی طاقت 13 وولٹ × 9.1 ایمپیئر (A) = 118.3 واٹ (W) ہوتی ہے۔ تقریباً 81.7 واٹ، جو پینل کی کرینٹیفائیڈ کیپیسٹی (rated capacity) کا 40.8% ہے، ضائع ہو جاتا ہے۔
• MPPT (Maximum Power Point Tracking): پینل اپنے آپریٹنگ پوائنٹ (operating point) یعنی 22 وولٹ × 9.1 ایمپیئر = 200.2 واٹ پر رہتا ہے؛ 97% کنورٹج (conversion efficiency) کی مفروضہ شرح کے مطابق، بینک کو 200.2 واٹ × 97% ÷ 13 وولٹ ≈ 14.9 ایمپیئر کی طاقت ملتی ہے۔

ایک ہی پینل، ایک ہی سورج کی روشنی کے تحت: چارجنگ کرنے والی کرنٹ 9.1 ایمپیئر کے مقابلے میں 14.9 ایمپیئر ہے، یعنی تقریباً 63% زیادہ۔ اس ماڈل کے متعلق دو اہم نکات: 97% کی شرح ایک معیاری مفروضہ (benchmark assumption) ہے، نہ کہ ہمارا حقیقی اندازہ؛ اور PWM کے حال میں، پینل کو اسکے مаксیمم پاور پوائنٹ (maximum power point) سے دور لے جانے سے نہ تو کرنٹ بلکہ وولٹ بھی کم ہو جاتا ہے۔ حقیقی دنیا میں یہ فرق ماڈل کے مقابلے میں زیادہ ہوتا ہے، نہ کم۔

سیریز میں موجود آرائے (arrays) مسائل کو مزید بدتر بناتی ہیں۔ ڈیزائنر دو پینلوں کو سیریز میں جوڑ کر 44–48 وولٹ کا آرہ (array) تشکیل دیتے ہیں؛ اس سے کم روشنی میں چارجنگ کا عمل جلدی شروع ہو جاتا ہے اور تاروں کے ذریعہ ہونے والے نقصان (I²R) کم ہو جاتے ہیں۔ ایک PWM کنٹرولر اس آپریٹنگ وولٹیج کو تقریباً 70% تک کم کر دیتا ہے، جس سے آرہ اپنے زائد ترین پاور پوائنٹ سے دور چلنا شروع کر دیتا ہے: ایک 400 واٹ کا مجموعی آرہ شاید صرف 120 واٹ تک ہی پاور پیدا کر پاتا ہے، اور وولٹیج کے مسائل کی وجہ سے تقریباً 280 واٹ کی صلاحیت ضائع ہو جاتی ہے۔ یہی وہ کنفیگریشن ہے جہاں کنٹرولر پر لگی لیبل اس بات کا تعیین کرتی ہے کہ آیا پروجیکٹ اپنے مقررہ وقت تک کام کر پاتا ہے یا نہیں۔

کسی فیلڈ ٹیسٹ (field test) میں ناکامی کا پروجیکٹ پر کیا اثر پڑتا ہے؟

فیلڈ میں دیکھا گیا کہ ایسے سسٹموں میں 60 واٹ کے LED لائٹس صبح سے پہلے بند ہو جاتے ہیں، رات کے دوسرے حصے میں کم روشنی دیتے ہیں، یا کبھی بھی پوری طرح چارج نہیں ہو پاتے۔ اس کا سبب اس آرے کے اندر موجود بیٹریوں کی کمی ہے؛ چوںکہ دن کے وقت ان بیٹریوں کو کبھی پوری طرح چارج نہیں کیا گیا۔ کنٹرولر کو تبدیل کرنا عموماً آرے کو دوبارہ ڈیزائن کرنے سے سستا ہوتا ہے، لیکن اس سے پہلے یہ یقینی کر لیں کہ بیٹریاں خود درست حالت میں ہیں (ہمارا بیٹری لائف گائڈ دیکھیں)۔

جس ایپرووال (Purchase Order) میں ہم اس ٹیسٹ کو شامل کرنے کی سفارش کرتے ہیں…

کسی بھی 60 واٹ سے زیادہ کے لائٹنگ آلے کے لئے، جو 200 واٹ سے زیادہ کے ماڈیول پر کام کرتا ہے، انسپکشن کلاؤز (inspection clause) میں یہ بات شامل کریں:

1. چارجنگ کی حالت: بینک (بیٹری) کو 60–70% چارج کی حالت میں رکھیں، پھر اس سے بیٹری کو چارج کریں، اور اس عمل کو پوری سورج کی روشنی میں انجام دیں۔
2. PV (فوٹوولٹائک) ٹرمینل کا وولٹیج ماپ کریں۔ مطلوبہ معیار یہ ہے کہ بھاری چارجنگ کے دوران PV وولٹیج، بیٹری کے وولٹیج سے کم از کم 40% زیادہ ہو (مثلاً، 13 V کی بینک پر ≥18 V)۔
3. PV اور بیٹری کے کرنٹ کو ماپ کریں۔ مطلوبہ معیار یہ ہے کہ بھاری چارجنگ کے دوران بیٹری کا کرنٹ، PV کے کرنٹ سے کم از کم 15% زیادہ ہو، اور اس وقت PV وولٹیج بیٹری کے وولٹیج سے بھی زیادہ ہو۔
4. ڈیٹا شیٹ کی جانچ کریں: PV انپٹ وولٹیج کا رینج (Vmax)،بینک کے وولٹیج سے کافی زیادہ ہونا چاہئے؛ اگر کسی یونٹ کے ڈیٹا شیٹ میں صرف “12 V” کا ذکر ہے، تو یہ ایک خطرے کی علامت ہے (کیونکہ ایسا یونٹ MPPT (Maximum Power Point Tracking) تکنولوجی والا نہیں ہو سکتا)۔
5. اگر آپ خود سے ان اعداد کا حساب لگانا نہیں چاہتے، تو ہمارا کنٹرولر سائزنگ کیلکولیٹر پینل-بیٹری-کنٹرولر کا میچنگ کر دے گا، اور اس بارے میں مزید معلومات ہمارے MPPT vs PWM گائڈ میں موجود ہیں۔ ہماری آل-این-ون سول اسٹریٹ لائٹ سیریز کا ہر یونٹ، پینل کے مطابق میچ کردہ کنٹرولر کے ساتھ فراہم کیا جاتا ہے، اور ڈیٹا شیٹ میں کنٹرولر کی قسم بھی صاف طور پر درج ہوتی ہے – کسی سے بھی آرڈر دینے سے پہلے اس بارے میں پوچھ لیں۔

یہ صفحہ کیا نہیں شامل کرتی؟

یہ رہنما سولر سٹری لائٹنگ (solar street lighting) اور چھوٹے آف-گریڈ (off-grid) سسٹمز میں استعمال ہونے والے “ڈی سی-کپلڈ چارج کنٹرولرز” (DC-coupled charge controllers) کے بارے میں معلومات فراہم کرتا ہے۔ اس میں “ای سی-کپلڈ آرکیٹیکچرز” (AC-coupled architectures)، “مائکرو-اینوورٹرز” (micro-inverters)， “ہائبرڈ ونڈ-سولر کنٹرولرز” (hybrid wind-solar controllers)،یا “گریڈ-ٹائیڈ اینوورٹرز” (grid-tied inverters) کا ذکر نہیں کیا گیا ہے؛ کیونکہ ان کے لیے الگ طرح کے ٹیسٹ (tests) ضروری ہیں۔