سولر سٹریٹ لائٹس کے لئے ہوا کا مقاومتی پہلو
-- ہم اس کا ڈیزائن کس طرح کرتے ہیں؟
سولر سٹریٹ لائٹس کے لئے ہوا کا مقاومتی پہلو: ہم اس کا ڈیزائن کس طرح کرتے ہیں؟
مختصر جواب: ہوا سولر لائٹ کو گرانے کی وجہ سے نہیں تباہ کرتی؛ بلکہ یہ تباہی اسکے ارتعاشات یا بنیاد کے اُچھلنے کی وجہ سے ہوتی ہے، اور ان دونوں عوامل کو پہلے ہی مدِ نظر رکھ کر ڈیزائن تیار کیا جاتا ہے (پول کی تعمیر سے پہلے ہی)۔ لائٹ کا شکل ایسا ہوتا ہے کہ ہوا کا اثر کم ہو جائے؛ اور اسکا “ڈریج کوئیفیشنٹ” (drag coefficient) ایسا ہوتا ہے کہ ساحلی یا طوفانی علاقوں میں اسکا استعمال معمولی طور پر ہی ممکن ہو جائے (بغیر کسی خصوصی طرزِ تعمیر کی ضرورت کے)۔ یہ اعداد ہمارے اپنے ڈیزائن ٹیبل سے لیے گئے ہیں؛ انہیں ایک تقریبی معیار کے طور پر لیں، اور پھر اپنے علاقے کے ہوا کے ماحول کو ہمارے کیلکولیٹر میں درج کرکے نتائج حاصل کریں۔
“Pole shape is the cheapest drag reduction method you’ll ever find.” ایک گول (سیلنڈریک) کھمبا تیز ہوا کو کسی مربع کھمبے کے مقابلے میں بہتر طریقے سے نکال دیتا ہے؛ اسی قطر کے لحاظ سے، سیلنڈریک شکل کا کھمبا تناو (ڈریج) کو تقریباً 30% تک کم کر دیتا ہے۔ اگر کسی معیار کی وجہ سے کھمبے کو مربع شکل دینا ضروری ہے، تو کونوں کو گول کرنے سے ہوا کا بہاؤ معمولی ہو جاتا ہے، جس سے تناو کم ہو جاتا ہے۔ اگر کھمبے کی لمبائی زیادہ ہے، تو مخروطی شکل کا کھمبا (جس کا باٹم بڑا اور ٹاپ چھوٹا ہو) ہوا کے دباؤ کو کھمبے کے طول کے ساتھ بہتر طریقے سے تقسیم کر دیتا ہے۔ ہمارا معمولی 5 میٹر لمبا کھمبا 200 ملی میٹر کے باٹم اور 120 ملی میٹر کے ٹاپ کا ہے؛ اس کا تناسب تقریباً 4:3 ہے، اور اس کے ٹاپ کا بینڈنگ اسٹریس (bending stress) ایک سیدھے کھمبے کے مقابلے میں تقریباً 18% کم ہے۔ جہاں کھمبے کو سیدھا رکھنا ضروری ہے، وہاں اندر موجود سرپل ریب (spiral ribs) کھمبے کے بینڈنگ کے خلاف مزاحمت میں تقریباً 20% کا اضافہ کرتے ہیں، بغیر کسی اضافی وزن کے۔
پینل کا کاٹھا ہونا اور لیائٹ اسکیلپ کا تبدیل ہونا، اسکے ظاہری رقبے کو متاثر کرتا ہے
پینل عام طور پر اس یونٹ کی سب سے بڑی سطح ہوتی ہے؛ اس لیے ہوا کا بوجھ زیادہ تر اسی پر پڑتا ہے۔ اگر پینل کا کاٹھا ہونے کا زاویہ 25° سے 16° تک کم کیا جائے، تو اسکا ظاہری رقبہ تقریباً 15% کم ہو جاتا ہے، اور اس سے ہونے والا ہوا کا بوجھ بھی تقریباً 21% کم ہو جاتا ہے۔ ایسے مقامات پر ہم پینل کو عمودی طور پر لگاتے ہیں، جس سے ظاہری رقبہ مزید 30% تک کم ہو جاتا ہے، بالکل اسی طرح جیسے پینل کو کاٹھا ہونے کے زاویے کو کم کرنے سے ہوتا ہے، لیکن اس سے بجلی کی پیداوار کا نظام برقرار رہتا ہے۔ طوفانی علاقوں کے لیے ہم ایسے میکانیزم کا استعمال کرتے ہیں جو جب ہوا کی رفتار مقررہ حد تک پہنچتی ہے تو پینل کو خود ساختہ طور پر سیدھا کر دیتا ہےۤ
بیٹری اور دیگر آلات کی جگہ
اگر بیٹری کو پینل کے پیچھے رکھا جائے، تو اسکا ظاہری رقبہ کم ہو جاتا ہے، لیکن اس سے حرارت کا جماؤ بڑھ جاتا ہے؛ اس لیے ہم وینٹنگ (ventilation) کے نظام کا استعمال کرتے ہیں، اور ایسی بیٹریاں ہی استعمال کرتے ہیں جن کی حد تک حرارت 70°C تک ہے۔ اگر بیٹری کو پینل کے نیچے یا میڈل شیفٹ (middle shaft) میں رکھا جائے، تو یونٹ کا مرکز ثقل کم ہو جاتا ہے، جس سے یونٹ مزید مستحکم ہو جاتا ہے؛ یہی ہمارا معیاری طریقہ ہے، خصوصاً ایسے علاقوں میں جہاں طوفانوں کا خطرہ زیادہ ہے، حالانکہ اس سے پینل کا ظاہری رقبہ کچھ کم ہو جاتا ہے۔ ایک پتلی، بیضی شکل کی لائٹ ہیڈ (lamp head) جس کی سطح پر مائکرو-گرووں (micro-grooves) ہوتے ہیں، باکسی شکل کے ڈھانچوں کے مقابلے میں ہوا کے مقاومتی دباؤ کو تقریباً 40% تک کم کر دیتی ہےۤ
در حقیقت کیا ٹوٹتا ہے، اور ہم اسے کیسے روکتے ہیں؟
دو اہم مسائل ہیں:
- رزونانٹ ویبریشن (Resonant Vibration): ایک ایسا کھمبا جس کی قدرتی فریکوینسی ویکٹر (vortex) کی فریکوینسی سے میل کھا گئی ہو؛ اس کی وجہ سے کھمبا ہلنا شروع کر دیتا ہے، تک کہ کسی جوڑ (weld) یا بریکٹ (bracket) کو نقصان پہنچ جاتا ہے۔ اس مسئلہ کو حل کرنے کے لئے ہم کھمبے کی فریکوینسی کو تبدیل کر دیتے ہیں یا بریکٹ کو مضبوط بناتے ہیں۔
- فاؤنڈیشن کا اُٹھنا (Foundation Uplift): نرم یا بھیگی زمین پر، ہوا کا دباؤ فاؤنڈیشن کو نہیں سنبھال پاتا؛ اس مسئلہ کو حل کرنے کے لئے کنکریٹ کا استعمال کیا جاتا ہے، نہ کہ کھمبے کو۔
یہ صفحہ کیا نہیں کرتی؟
یہ صفحہ فقط اس بات پر توجہ مرکوز کرتی ہے کہ کھمبے کو ہوا کے اثرات سے کیسے بچایا جائے؛ یہ کسی مخصوص جگہ کے لئے ونڈ-لوڈ (wind-load) کی گنتی کا متبادل نہیں ہے۔ آپ اپنے علاقے، ہوا کے رخ اور کھمبے کی لمبائی کو ہمارے ونڈ-لوڈ کیلکولیٹر میں درج کر سکتے ہیں۔ اس کے علاوہ، یہ صفحہ پورے ساختی ڈیزائن اور فاؤنڈیشن کے ڈیزائن کی تفصیلات بھی نہیں دیتی؛ ایسی تفصیلات ہمارے آل-این-ون سولر سٹری لائٹ ماڈل میں موجود ہیں۔