ایک ایسے دور میں جہاں عالمی آب و ہوا کے وعدوں کو پورا کرنے کے لیے قابل تجدید توانائی کے حل تیزی سے اہم ہیں، پیرو کے محققین کی ایک ٹیم الہام کے ایک غیر متوقع ذریعہ کی طرف متوجہ ہوئی ہے: کاغذ تہہ کرنے کا قدیم جاپانی فن۔ ان کی اختراع-اوریگامی-متاثر فوٹوولٹک ماڈیولز-صنعتی ترتیبات میں شمسی توانائی کو اپنانے کے درپیش سب سے زیادہ مستقل چیلنجوں میں سے ایک سے نمٹنے کا وعدہ کرتی ہے: موثر پاور جنریشن کے لیے درکار سراسر جگہ۔
MDPI جریدے انجینئرنگ پروسیڈنگز میں فروری 2025 میں شائع ہوئی، یہ تحقیق لیما میں Dinamo Tecnologías SAC، Pontificia Universidad Católica del Perú، اور جرمنی کی Technische Universität Ilmenau کے درمیان تعاون کی نمائندگی کرتی ہے۔ پیرو کی ProInnovate انوویشن گرانٹ کے ذریعے مالی اعانت فراہم کرنے والا یہ پروجیکٹ یہ ظاہر کرتا ہے کہ جاپانی ماہر فلکیات کوریو میورا کے ذریعہ 1985 میں ایجاد کردہ میورا-اوری فولڈنگ پیٹرن-کو کس طرح شمسی پینل بنانے کے لیے ڈھال لیا جا سکتا ہے جو ان کے پاؤں کی حرکت سے 9 فیصد تک کم ہو کر 9 فیصد تک کم ہو جائیں۔
صنعتی شمسی توانائی میں خلائی مسئلہ
روایتی سولر پینل اس لحاظ سے محدود ہیں کہ وہ فی یونٹ رقبہ بہت کم توانائی پیدا کرتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ بجلی کی ایک قابل ذکر مقدار فراہم کرنے کے لیے کافی جگہ درکار ہے۔ بحری اور کان کنی کے شعبوں کے لیے، یہ ایک سنگین مسئلہ ہے کیونکہ انہیں توانائی کی بہت زیادہ ضرورت ہوتی ہے اور شمسی آلات کے لیے ہمیشہ جگہ دستیاب نہیں ہوتی ہے۔
باقاعدہ سولر پینلز بھی بہت بھاری اور بھاری ہوتے ہیں۔ فی الحال، اس ٹیکنالوجی کے لیے دو مربع میٹر سے زیادہ وزنی 430 ڈبلیو پی پینل کے 25 کلوگرام کی ضرورت ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ پینل شیشے سے بنے ہیں جو نقل و حمل کو مشکل بناتے ہیں اور انہیں بہت نازک بناتے ہیں۔ دور دراز جگہوں پر جہاں نقل و حمل محدود ہے، روایتی سولر پینلز کی بھاری پن، وزن اور نزاکت صارفین کو اس کی بجائے ڈیزل جنریٹرز کا رخ کرنے پر مجبور کرتی ہے۔
بحری شعبہ اس چیلنج کی مثال دیتا ہے۔ سولر پینلز کو اکثر چھوٹی کشتیوں کے ذریعے-انتہائی محدود جگہ کے ساتھ-بڑے جہازوں جیسے ٹگ بوٹس تک پہنچایا جانا چاہیے۔ دو مربع میٹر سے بڑے پینلز کی نقل و حمل تقریباً ناممکن ہے جب تک کہ جہاز کو بندرگاہ پر نہ رکھا جائے۔ اس کے باوجود بڑے جہازوں میں عام طور پر بڑی مفت سطحیں ہوتی ہیں جو اسٹینڈ بائی گھنٹوں کے دوران غیر استعمال شدہ رہتی ہیں-بالکل اسی وقت جب شمسی توانائی کی پیداوار مہنگے ایندھن کی کھپت کو ختم کر سکتی ہے۔
میورا-اوری حل
میورا-اوری پیٹرن، جسے ایک ہی اخترن لکیر کو کھینچ کر یا دھکیل کر ایک بڑے فلیٹ علاقے سے انتہائی کمپیکٹ سائز میں فولڈ کیا جا سکتا ہے، اس نے پہلے ہی خلائی مشنوں کے لیے گولیوں سے مزاحم پولیس شیلڈز سے لے کر قابل استعمال شمسی پینلز تک کے میدانوں میں ایپلی کیشنز تلاش کیے ہیں۔ پیرو کی ٹیم نے اس پیٹرن کو زمینی صنعتی استعمال کے لیے ڈھال لیا، ایک تکراری عمل کے ذریعے پروٹو ٹائپ تیار کیا جو سولر سیل انضمام کی طرف پیش قدمی سے پہلے کاغذ اور گتے کے ماڈلز سے شروع ہوا۔
روایتی سولر پینل اس لحاظ سے محدود ہیں کہ وہ فی یونٹ رقبہ بہت کم توانائی پیدا کرتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ بجلی کی ایک قابل ذکر مقدار فراہم کرنے کے لیے کافی جگہ درکار ہے۔ بحری اور کان کنی کے شعبوں کے لیے، یہ ایک سنگین مسئلہ ہے کیونکہ انہیں توانائی کی بہت زیادہ ضرورت ہوتی ہے اور شمسی آلات کے لیے ہمیشہ جگہ دستیاب نہیں ہوتی ہے۔
باقاعدہ سولر پینلز بھی بہت بھاری اور بھاری ہوتے ہیں۔ فی الحال، اس ٹیکنالوجی کے لیے دو مربع میٹر سے زیادہ وزنی 430 ڈبلیو پی پینل کے 25 کلوگرام کی ضرورت ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ پینل شیشے سے بنے ہیں جو نقل و حمل کو مشکل بناتے ہیں اور انہیں بہت نازک بناتے ہیں۔ دور دراز جگہوں پر جہاں نقل و حمل محدود ہے، روایتی سولر پینلز کی بھاری پن، وزن اور نزاکت صارفین کو اس کی بجائے ڈیزل جنریٹرز کا رخ کرنے پر مجبور کرتی ہے۔
پائیداری کے لیے انجینئرنگ
تحقیقی ٹیم نے پائیداری کے تین اہم خدشات کو دور کیا: بار بار فولڈنگ اور کھولنے سے ٹوٹے ہوئے خلیات، ہموار فولڈنگ لچک، اور قلابے کے ساتھ ٹوٹے ہوئے برقی پل۔ فولڈنگ لائنوں کے پار برقی کنکشن خاص طور پر کمزور ہوتے ہیں، کیونکہ انہیں سائیکلک استعمال سے بڑے موڑنے والے تناؤ کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔
مختلف مواد اور پرتوں کی ترتیب کے ساتھ چھ سیل پروٹو ٹائپس کی وسیع جانچ کے ذریعے، محققین نے طے کیا کہ 2.5 ملی میٹر کی کل موٹائی طاقت اور لچک کا بہترین توازن فراہم کرتی ہے۔ انہوں نے یہ بھی نشاندہی کی کہ قلابے کے ساتھ برقی پلوں کے لیے لٹ والے کنیکٹرز کا استعمال کیا جانا چاہیے، کیونکہ یہ تمام موڑنے والے تناؤ کو برداشت کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں، جب کہ بس ٹیبز کو قبضے کے لیے استعمال کرنے سے گریز کیا جانا چاہیے۔
لیمینیشن کے عمل کو خود جدت کی ضرورت تھی۔ ٹیم نے یکساں دباؤ کو یقینی بنانے اور ہوا کی جیبوں کو ختم کرنے کے لیے ایک ویکیوم میں مواد کو سیل کرنے کے لیے الیکٹرک ریزسٹرس کے ساتھ 150 ڈگری سیلسیس تک گرم کرنے والی ایک حسب ضرورت لیمینیشن ٹیبل بنائی۔ حتمی مینوفیکچرنگ کے عمل میں ایتھیلین ٹیٹرافلوورو ایتھیلین (ای ٹی ایف ای) کو بیرونی حفاظتی پرت کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے
حقیقی-عالمی توثیق
اصل امتحان اس وقت آیا جب ٹیم نے تنصیب کے لیے پورے-پیمانے کے پروٹو ٹائپ کو بحریہ کے جہاز تک پہنچایا۔ فولڈ ایبل ڈیزائن کا فائدہ فوری طور پر ظاہر ہو گیا: پینلز کو ایک شخص آسانی سے لے جا سکتا ہے، گاڑی میں نقل و حمل کے لیے فولڈ کیا جا سکتا ہے، اور پھر چھوٹی کشتی کے ذریعے بڑے برتن تک لے جایا جا سکتا ہے جس میں کسی خاص سامان کی ضرورت نہیں تھی۔
ایک بار جہاز پر، پینلز کو ایک سادہ، ہلکے وزن کے طریقہ کار پر نصب کیا گیا تھا جو جہاز کی جگہ کی رکاوٹوں اور بنیادی ڈھانچے کی حدود کی تعمیل کرتے ہوئے، تیزی سے فولڈنگ اور کھولنے کی اجازت دیتا ہے۔ ابتدائی توثیق کا مرحلہ، سپلائی برتن پر نصب دو پینلز کے ساتھ، تعیناتی کے طریقہ کار کی افادیت کے بارے میں بصیرت جمع کرنا اور ممکنہ مینوفیکچرنگ بہتریوں کی نشاندہی کرنا ہے۔
اطلاقات اور مضمرات
کان کنی کے کاموں کے لیے-عام طور پر شہروں سے دور واقع اور ڈیزل جنریٹرز پر انحصار کرنے والے-مضمرات اتنے ہی اہم ہیں۔ دور دراز کان کنی کی جگہوں پر موبائل یونٹ بیکار ادوار کے دوران فولڈ ایبل سولر پینلز کو تعینات کر سکتے ہیں، مستقل انفراسٹرکچر کی ضرورت کے بغیر ایندھن کی کھپت اور اخراج کو کم کر سکتے ہیں۔
تحقیقی ٹیم نوٹ کرتی ہے کہ متنوع ماحول، خاص طور پر بحری جہازوں اور موبائل کان کنی یونٹس میں مزید توثیق ضروری ہے۔ تاہم، ممکنہ ایپلی کیشنز ان ابتدائی استعمال کے معاملات سے آگے بڑھتے ہیں۔ Miura-Ori سولر پینل کی ہلکی پھلکی، کمپیکٹ اور موثر نوعیت اسے دور دراز کے مقامات، ہنگامی حالات اور پورٹیبل قابل تجدید توانائی کی ضروریات کے لیے ایک مثالی امیدوار بناتی ہے۔
ایک وسیع تر رجحان
پیرو میں بنائی گئی تخلیق لچکدار شمسی ٹیکنالوجی کی ترقی کے عالمی رجحان کی پیروی کرتی ہے۔ اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ لچکدار سولر پینلز کی عالمی مارکیٹ 2025 میں $2.84 ملین سے بڑھ کر 2033 میں $8.92 ملین تک 15.3 فیصد کی اوسط کمپاؤنڈ سالانہ ترقی کی شرح (CAGR) تک پہنچنے کی توقع ہے۔ فی الحال، لچکدار سولر پینل بڑے پیمانے پر فوجی کیمپوں کے نیچے، سمندری جہازوں پر اور ریسکیو مشنز میں استعمال ہوتے ہیں، جہاں کرسٹل لائن سولر پینلز کی تنصیب کے اخراجات کے مقابلے میں تنصیب کی لاگت بھی زیادہ سازگار ہے۔
جیسا کہ تحقیقی ٹیم نوٹ کرتی ہے، Miura-اوری سولر پینل کے پہلے پروٹو ٹائپ کی ترقی قابل تجدید توانائی کی صنعت میں ایک بہت بڑا قدم ہے۔ سولر پینل کا جدید ڈیزائن اوریگامی کے اصولوں کو سولر ٹیکنالوجی کے ساتھ جوڑتا ہے جو پورٹیبل سولر پاور سسٹمز کے لیے بہت امید افزا ہے۔ سولر پینل کو کاغذ کے ٹکڑے کی طرح تہہ کرنے کی ٹیکنالوجی پیرو کی بحریہ اور کان کنی کے شعبوں اور عالمی سطح پر دور دراز سے بجلی کی فراہمی کے معاملے میں صورتحال کو واقعی تبدیل کر سکتی ہے۔
