لندن، اونٹاریو– کینیڈا کی ویسٹرن یونیورسٹی کے محققین نے کامیابی کے ساتھ یہ ثابت کیا ہے کہ ہوا کے بلبلر سے لیس فوم-بیکڈ فلوٹنگ فوٹوولٹک (FPV) سسٹم کم سے کم توانائی کی کھپت کے ساتھ برف کو جمائے ہوئے کینیڈا کے سردیوں میں موثر طریقے سے کام کر سکتا ہے۔
تجرباتی نظام، جو اگست 2024 سے جون 2025 تک لندن، اونٹاریو میں 1,475 m² کے ایک مصنوعی تالاب پر کام کرتا ہے، پہلا تجرباتی ثبوت فراہم کرتا ہے کہ فوم-کی بنیاد پر FPV برفیلی موسموں میں قابل اعتماد طریقے سے کام کر سکتا ہے۔ یہ ایک تکنیکی پیش رفت کی نمائندگی کرتا ہے جو دنیا بھر کے سرد-آب و ہوا والے خطوں میں تیرتی ہوئی شمسی تعیناتی کو کھول سکتا ہے۔
"ہم نے سردیوں کے دوران ماپا ماڈیول درجہ حرارت اور معیاری PV درجہ حرارت کے ماڈلز کے درمیان قابل ذکر فرق پایا، جو فلیٹ، فوم-کی حمایت یافتہ FPV سسٹمز کی منفرد تھرمل حرکیات کو نمایاں کرتا ہے،" جوشوا ایم پیئرس نے کہا، مطالعہ کے متعلقہ مصنف اور ویسٹرن کی مفت مناسب پائیداری ٹیکنالوجی (FAST) ریسرچ گروپ کے ڈائریکٹر۔
برف کی تشکیل کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے جس نے تاریخی طور پر سرد-آب و ہوا FPV کی تعیناتی کو محدود کیا ہے، ٹیم نے ایک ایئر بلبلر سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے ایک قابل منتقلی برف-پگھلنے والا ماڈل تیار کیا اور اس کی توثیق کی۔
پیئرس نے پی وی میگزین کو بتایا، "ہم نے ایک ایئر{-بلبلر سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے ایک قابل منتقلی برف-پگھلنے والا ماڈل تیار کیا اور اس کی توثیق کی، جس میں نہ ہونے کے برابر توانائی کی کھپت کے ساتھ برف-مفت حالات کو برقرار رکھا گیا۔"
تعینات ایئر-بلبلر سسٹم نے پورے موسم سرما میں برف سے پاک کھلے پانی کو کامیابی سے برقرار رکھا-، جو سسٹم کی کل سالانہ توانائی کی پیداوار کا 0.02% (1.9 kWh) اور 14.5% (893 kWh) کے درمیان استعمال کرتا ہے۔
7 کلو واٹ سسٹم 40 نیم-لچکدار مونوکریسٹل لائن PV ماڈیولز پر مشتمل ہے جو ہر ایک 1.75 کلو واٹ کی چار آزاد صفوں میں منظم ہیں۔ روایتی تیرتے شمسی نظاموں کے برعکس جو پلاسٹک کے پونٹون پر انحصار کرتے ہیں، ویسٹرن یونیورسٹی کے ماڈیولز کو براہ راست پولی تھیلین فوم سلیب سے جوڑا گیا تھا، جس سے وہ پانی کی سطح سے تقریباً 1 سینٹی میٹر اوپر تیرنے کی اجازت دیتے ہیں۔
پیمائش شدہ آپریشنل ڈیٹا کا تجزیہ کرنے والے ریگریشن ماڈل کے ذریعے، تحقیقی ٹیم نے یہ طے کیا کہ فوم-کی حمایت یافتہ FPV سسٹم نے سالانہ 7.7 MWh پیدا کیا-جو کہ دوسرے PV ماڈلز کے مقابلے میں 2.7% زیادہ سالانہ توانائی کی نمائندگی کرتا ہے۔
پیئرس نے کہا، "ہمیں توانائی کی پیداوار کا ایک بہت اچھا فائدہ بھی ملا۔" "فوم-کی بنیاد پر FPV دوسرے PV ماڈلز کے مقابلے میں سالانہ زیادہ توانائی پیدا کرتا ہے، جس سے سرد-موسمیاتی نظاموں کے لیے درست درجہ حرارت کی ماڈلنگ کی اہمیت پر زور دیا جاتا ہے۔"
توانائی کی پیداوار کے علاوہ، FPV سرنی نے پانی کے تحفظ کی اہم صلاحیت کا مظاہرہ کیا۔ نظام کی بخارات میں کمی سطح کی کوریج کے ساتھ لکیری طور پر پیمانہ ہوتی ہے، اگر تالاب کی سطح کا 50% احاطہ کیا جائے تو پانی کی زیادہ سے زیادہ بچت 927 کیوبک میٹر سالانہ تک پہنچ جاتی ہے۔
"مطالعہ نے پانی کے تحفظ کے لیے FPV-کی بنیاد پر بخارات میں کمی کا بھی مظاہرہ کیا۔ لیکن سب سے اچھی بات یہ ہے کہ ٹھنڈے موسم میں FPV کے مسئلے کو حل کرتے ہوئے فوم-کی بنیاد پر FPV اقتصادی تھا،" پیئرس نے مزید کہا۔
اقتصادی نقطہ نظر سے، فوم-کی بنیاد پر FPV سسٹم نے آف گرڈ ایپلی کیشنز کے لیے بجلی کی اعلی قیمت کے منظر نامے ($0.55 CAD فی کلو واٹ) کے تحت تقریباً 57,000 کینیڈین ڈالرز کی ایک مثبت خالص موجودہ قیمت حاصل کی، جس سے 4.2 سال کی رعایتی ادائیگی کی مدت ملتی ہے۔
یہ نتائج جھاگ-بیکڈ فلوٹنگ سولر کو نہ صرف سرد-کلائمیٹ آپریشنز کے لیے ایک قابل عمل ٹیکنالوجی کے طور پر قائم کرتے ہیں بلکہ اقتصادی طور پر پرکشش سرمایہ کاری بھی کرتے ہیں۔
اس تحقیق کی قیادت پروفیسر پیئرس کی نگرانی میں مغربی شعبہ الیکٹریکل اینڈ کمپیوٹر انجینئرنگ میں پی ایچ ڈی کے امیدوار Koami Soulemane Hayiبو نے کی، جس کا FAST ریسرچ گروپ شمسی فوٹو وولٹک ٹیکنالوجی، اوپن ہارڈ ویئر، اور پائیدار توانائی کے نظام میں مہارت رکھتا ہے۔
اس نظام کو مزید 10 kWh لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹری سٹوریج سسٹم اور بنیادی بوجھ کے طور پر ایک anion ایکسچینج میمبرین (AEM) الیکٹرولائزر کے ساتھ جوڑا گیا، جو کہ فوم پر مبنی FPV کی قابل تجدید ہائیڈروجن پیداوار میں بجلی کی پیداوار سے آگے بڑھنے کی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے۔
پیئرس نے اس بات پر زور دیا کہ مطالعہ کے نتائج مخصوص تجرباتی سیٹ اپ سے باہر وسیع پیمانے پر لاگو ہوتے ہیں۔
"کینیڈا میں کام کرنے کے لیے، ہم نے ایئر بلبلر سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے ایک قابل منتقلی برف-پگھلنے والا ماڈل تیار کیا اور اس کی تصدیق کی،" انہوں نے کہا۔ نیا طریقہ کار سرد موسموں میں کسی بھی قسم کے FPV آپریشنز کو قابل بناتا ہے جہاں برف کی تشکیل تاریخی طور پر تعیناتی کو محدود کرتی ہے۔
یہ تحقیق بڑے پیمانے پر اور متنوع آبی ذخائر میں مستقبل کے مطالعے کے لیے ایک ٹھوس بنیاد فراہم کرتی ہے، دنیا بھر میں گرم اور سرد دونوں خطوں میں پائیدار توانائی کی توسیع کے لیے تیرتے ہوئے شمسی توانائی کو ایک اہم ٹیکنالوجی کے طور پر پوزیشن میں رکھتی ہے۔
