جب سولر کمبائنر باکس زیادہ گرم ہونا شروع ہوتا ہے، تو اس کے نتائج محض تکلیف سے کہیں زیادہ بڑھ جاتے ہیں—تھرمل ناکامیاں فوٹو وولٹک نظاموں میں سب سے عام اور خطرناک ناکامیوں میں سے ایک ہیں۔ سولر کمبائنر باکس میں زیادہ گرم ہونے سے اجزاء کا انحطاط، ناگوار ٹرپنگ، نظام کا ڈاؤن ٹائم، اور سنگین صورتوں میں، بجلی کی آگ لگ سکتی ہے جو آلات اور اہلکاروں کی حفاظت کے لیے خطرہ بن سکتی ہے۔ ڈیزائن انجینئرز اور الیکٹریکل ٹھیکیداروں کے لیے جو پی وی سسٹمز کی وضاحت کرتے ہیں، تھرمل ناکامی کی بنیادی وجوہات کو سمجھنا مہنگے فیلڈ فیلئرز کو روکنے اور طویل مدتی نظام کی وشوسنییتا کو یقینی بنانے کے لیے ضروری ہے۔.
ایک سولر کمبائنر باکس ایک اہم مجموعی نقطہ کے طور پر کام کرتا ہے جہاں متعدد سٹرنگ سرکٹس انورٹر کو فیڈ کرنے سے پہلے جمع ہوتے ہیں۔ ڈی سی کرنٹ کا یہ ارتکاز—اکثر سینکڑوں ایمپیئرز—تھرمل مینجمنٹ کو غیر گفت و شنید بناتا ہے۔ پھر بھی زیادہ گرم ہونے کی ناکامیاں پوری صنعت میں عام ہیں، چھوٹے تجارتی تنصیبات سے لے کر یوٹیلیٹی اسکیل سولر فارمز تک۔ بنیادی وجوہات میں عام طور پر کم سائز کے اجزاء، ناکافی تھرمل ڈیزائن، ناقص تنصیب کے طریقے، اور ماحولیاتی دباؤ کا مجموعہ شامل ہوتا ہے جو وقت کے ساتھ ساتھ بڑھتا جاتا ہے۔.
یہ انجینئرنگ گائیڈ سولر کمبائنر باکس کے زیادہ گرم ہونے کی پانچ بنیادی وجوہات کا جائزہ لیتی ہے اور تھرمل سائنس، الیکٹریکل معیارات، اور فیلڈ میں ثابت شدہ بہترین طریقوں پر مبنی ڈیزائن کی سطح کے حل فراہم کرتی ہے۔.
نارمل بمقابلہ غیر معمولی درجہ حرارت میں اضافے کو سمجھنا
زیادہ گرم ہونے کی تشخیص کرنے سے پہلے، انجینئرز کو سولر کمبائنر باکس کے اجزاء میں قابل قبول درجہ حرارت میں اضافے کے لیے بنیادی توقعات قائم کرنی چاہئیں۔ تمام برقی کنکشن I²R نقصانات کی وجہ سے حرارت پیدا کرتے ہیں—ضائع ہونے والی طاقت کرنٹ کے مربع اور مزاحمت کے متناسب ہوتی ہے۔ سوال یہ نہیں ہے کہ حرارت پیدا ہوگی یا نہیں، بلکہ یہ ہے کہ آیا یہ برقی معیارات کے ذریعہ بیان کردہ محفوظ حدود میں رہتی ہے۔.
IEC 60947-1 کے مطابق، برقی ٹرمینلز کے لیے قابل اجازت درجہ حرارت میں اضافہ حوالہ محیطی درجہ حرارت سے 70 K (70°C) اوپر ہے۔ سولر تنصیبات میں عام 40°C محیطی بیس لائن کو فرض کرتے ہوئے، اس سے زیادہ سے زیادہ قابل اجازت ٹرمینل درجہ حرارت 110°C ہوتا ہے۔ اسمبلی کے اندر بس بارز کے لیے، IEC 61439-1 زیادہ درجہ حرارت کی اجازت دیتا ہے: ننگی تانبے کی بس بارز 140°C تک کام کر سکتی ہیں، جبکہ تانبے کے لیے درجہ حرارت میں اضافے کی حد عام طور پر 70°C اور ایلومینیم بس بارز کے لیے محیط سے 55°C اوپر ہوتی ہے۔.
UL معیارات ایک جزو پر مبنی نقطہ نظر اختیار کرتے ہیں۔ UL 489 (سرکٹ بریکرز) کے تحت، معیاری درجہ بندی والے ٹرمینیشنز 40°C محیط سے 50°C درجہ حرارت میں اضافے کی اجازت دیتے ہیں، جس کے نتیجے میں زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت 90°C ہوتا ہے۔ اہم حد ناگوار ٹرپنگ اور اجزاء کا انحطاط ہے—جب ٹرمینل کا درجہ حرارت ان ڈیزائن کی حدود سے تجاوز کر جاتا ہے، تو تھرمل پروٹیکشن ڈیوائسز وقت سے پہلے ٹرپ ہو سکتی ہیں، اور موصلیت تیزی سے خراب ہونا شروع ہو جاتی ہے۔.
غیر معمولی درجہ حرارت میں اضافہ مقامی ہاٹ سپاٹ کے طور پر ظاہر ہوتا ہے جو ان حدود سے نمایاں طور پر تجاوز کر جاتے ہیں۔ ناکام تنصیبات کے تھرمل امیجنگ مطالعات ٹرمینل کنکشنز اور بس بار جنکشنز پر 120°C سے لے کر 180°C سے زیادہ تک ہاٹ سپاٹ دکھاتے ہیں—درجہ حرارت جو ناکامی کے زون میں اچھی طرح سے داخل ہوتے ہیں۔ ان بلند درجہ حرارت پر، تانبا تیزی سے آکسائڈائز ہوتا ہے، کنکشن کی مزاحمت تیزی سے بڑھ جاتی ہے، اور تھرمل رن وے کا امکان ہو جاتا ہے۔.
بنیادی وجہ 1: کم سائز کے اجزاء
سولر کمبائنر باکس کے زیادہ گرم ہونے کی سب سے بنیادی وجہ اجزاء کا انتخاب کرنا ہے جن میں اصل آپریٹنگ حالات کے لیے ناکافی کرنٹ لے جانے کی صلاحیت ہو۔ کم سائزنگ متعدد سطحوں پر ہوتی ہے: ٹرمینلز، بس بارز، فیوز، اور سرکٹ بریکرز—ان میں سے کوئی بھی تھرمل رکاوٹ بن سکتا ہے۔.
بس بار کراس سیکشنل ایریا: بس بار کی سائزنگ کرنٹ ڈینسٹی کے اصولوں کے تحت ہوتی ہے۔ تانبے کی بس بارز کے لیے، انجینئرز عام طور پر 1.2 سے 1.6 A/mm² کی قدامت پسند کرنٹ ڈینسٹی استعمال کرتے ہیں۔ 500 A کے مسلسل کرنٹ کے لیے تقریباً 417 mm² کم از کم کراس سیکشن کی ضرورت ہوتی ہے (500 A ÷ 1.2 A/mm²)، جو عام طور پر 40mm × 10mm (400 mm²) یا 50mm × 10mm (500 mm²) بس بار سے پوری ہوتی ہے۔ ایلومینیم بس بارز، جن میں کم کنڈکٹیویٹی ہوتی ہے، کو تقریباً 0.8 A/mm² کے آس پاس کم کرنٹ ڈینسٹی اور اس کے مطابق بڑے کراس سیکشنز کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک تنگ بس بار میں نہ صرف زیادہ مزاحمت ہوتی ہے بلکہ حرارت کو ختم کرنے کے لیے کم سطح کا رقبہ بھی ہوتا ہے—ایک مرکب تھرمل جرمانہ۔.
بس بار کی مزاحمت فارمولے R = (ρ × L) / A کی پیروی کرتی ہے، جہاں ρ مزاحمتی ہے (20°C پر تانبے کے لیے 1.724 × 10⁻⁸ Ω·m)، L لمبائی ہے، اور A کراس سیکشنل ایریا ہے۔ پاور لاس P = I² × R ہے۔ یہاں تک کہ ایک معمولی کم سائزنگ مزاحمت کو دوگنا کر دیتی ہے اور اس طرح کرنٹ میں اضافے کے ساتھ مل کر حرارت کی پیداوار کو چار گنا کر دیتی ہے۔.
ٹرمینل اور کنکشن ریٹنگز: ٹرمینل بلاکس اور لگ کنکشنز کو مناسب حفاظتی مارجن کے ساتھ زیادہ سے زیادہ سٹرنگ کرنٹ کے لیے ریٹ کیا جانا چاہیے۔ سولر ایپلی کیشنز میں، NEC کو مسلسل کرنٹ ریٹنگز پر 125% حفاظتی عنصر کی ضرورت ہوتی ہے۔ 12 A مسلسل لے جانے والی سٹرنگ کے لیے کم از کم 15 A کے لیے ریٹیڈ ٹرمینلز کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس ڈیریٹنگ کو لاگو کرنے میں ناکامی کے نتیجے میں ٹرمینلز اپنی تھرمل ڈیزائن کی حدود سے باہر کام کرتے ہیں، جس سے انحطاط تیز ہوتا ہے۔.
فیوز اور بریکر سائزنگ: کم سائز کے فیوز تھرمل انحطاط اور وقت سے پہلے کھلنے کا تجربہ کرتے ہیں۔ چونکہ فیوز کو 25°C محیط پر ریٹ کیا جاتا ہے، اس لیے بلند کمبائنر باکس کے اندرونی درجہ حرارت (اکثر 60-70°C) پر آپریشن کے لیے ڈیریٹنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ 60°C پر 0.84 ڈیریٹنگ فیکٹر والے فیوز کو معاوضہ دینے کے لیے اپریٹ کیا جانا چاہیے—60°C پر 12 A سرکٹ کی حفاظت کے لیے 15 A کا برائے نام فیوز درکار ہوتا ہے (12 A ÷ 0.84 ≈ 14.3 A)۔ اسی طرح، 40°C پر کیلیبریٹ کیے گئے سرکٹ بریکرز زیادہ درجہ حرارت پر صلاحیت کھو دیتے ہیں۔ 100 A بریکر 60°C اندرونی محیط پر صرف 80-85 A کو ہینڈل کر سکتا ہے۔.
بنیادی وجہ 2: ناقص کنکشن کوالٹی
برقی کنکشنز پر کنٹیکٹ ریزسٹنس سولر کمبائنر باکسز میں مقامی زیادہ گرم ہونے کی سب سے عام وجہ ہے۔ کسی بھی کنکشن پوائنٹ پر حرارت کے طور پر ضائع ہونے والی طاقت P = I²R ہے—یعنی کنٹیکٹ ریزسٹنس میں معمولی اضافہ بھی غیر متناسب حرارت پیدا کرتا ہے۔ 10 mΩ مزاحمت والا کنکشن جو 50 A لے جاتا ہے 25 W (50² × 0.01) ضائع کرتا ہے، جو ایک ہی جنکشن پوائنٹ پر مرکوز ہوتا ہے۔.
ڈھیلے کنکشنز اور تھرمل سائیکلنگ: غلط طریقے سے ٹارک کیے گئے ٹرمینل سکرو سب سے عام تنصیب کا نقص ہیں۔ ٹرمینلز کو مینوفیکچرر کی طرف سے متعین کردہ ٹارک ویلیوز تک سخت کیا جانا چاہیے—عام طور پر چھوٹے ٹرمینلز کے لیے 3-5 N·m، بڑے بس بارز کے لیے 10-15 N·m تک۔ انڈر ٹارکنگ اعلی مزاحمت کے ساتھ ناقص دھات سے دھات کا رابطہ پیدا کرتا ہے۔ اوور ٹارکنگ تھریڈز کو نقصان پہنچا سکتا ہے اور کنٹیکٹ سطحوں کو خراب کر سکتا ہے، جس سے کنکشن کوالٹی بھی خراب ہوتی ہے۔.
تھرمل سائیکلنگ وقت کے ساتھ ساتھ ڈھیلے کنکشنز کو بڑھا دیتی ہے۔ جیسے ہی کمبائنر باکس چوٹی کے شمسی اوقات کے دوران گرم ہوتا ہے اور رات کو ٹھنڈا ہوتا ہے، تانبے کے کنڈکٹرز اور اسٹیل ٹرمینل ہارڈ ویئر مختلف شرحوں پر پھیلتے اور سکڑتے ہیں (تھرمل توسیع کے گتانک میں عدم مطابقت)۔ یہ روزانہ سائیکلنگ میکانکی کنکشنز کو بتدریج ڈھیلا کر دیتی ہے، کنٹیکٹ ریزسٹنس کو بڑھاتی ہے اور تھرمل انحطاط کو تیز کرتی ہے—ایک مثبت فیڈ بیک لوپ جو تھرمل رن وے کا باعث بنتا ہے۔.
سنکنرن اور سطح آکسیکرن: نمی، نمکین ہوا (ساحلی تنصیبات)، یا صنعتی آلودگیوں کے سامنے آنے والی ٹرمینل سطحیں آکسائڈ کی تہوں اور سنکنرن کی مصنوعات تیار کرتی ہیں جو کنٹیکٹ ریزسٹنس کو ڈرامائی طور پر بڑھاتی ہیں۔ تانبے کے آکسائڈ میں خالص تانبے سے نمایاں طور پر زیادہ مزاحمتیت ہوتی ہے۔ غلط طریقے سے بنائے گئے کنکشنز—ناکافی تار کی پٹی، خراب شدہ اسٹرینڈز، یا ناقص طور پر کرمپڈ لگز—مائکروسکوپک ہوا کے خلاء پیدا کرتے ہیں جو آکسیکرن کو تیز کرتے ہیں۔.
MC4 کنیکٹر کا انحطاط تیزی سے حرارت کے منبع کے طور پر پہچانا جا رہا ہے۔ UV کی نمائش پولیمر ہاؤسنگ کو خراب کرتی ہے، جبکہ اندرونی اسپرنگ کنٹیکٹس تھرمل سائیکلنگ کے سالوں میں تناؤ کھو دیتے ہیں، جس سے PV سٹرنگ ان پٹ کنکشنز پر مزاحمت بڑھ جاتی ہے۔.
بنیادی وجہ 3: ناکافی تھرمل ڈیزائن
یہاں تک کہ مناسب سائز کے اجزاء بھی زیادہ گرم ہو جائیں گے اگر کمبائنر باکس انکلوژر جمع شدہ حرارت کے بوجھ کو ختم نہیں کر سکتا۔ تھرمل ڈیزائن میں انکلوژر جیومیٹری، وینٹیلیشن کی حکمت عملی، اجزاء کی جگہ، اور حرارت کی منتقلی کے راستے شامل ہیں—جن سب کو کم لاگت والے ڈیزائنوں میں اکثر نظر انداز کیا جاتا ہے۔.
ناکافی وینٹیلیشن اور ایئر فلو: زیادہ تر سولر کمبائنر باکسز موسم اور دھول کے داخل ہونے سے بچانے کے لیے سیل بند NEMA 4 یا IP65 انکلوژرز استعمال کرتے ہیں۔ یہ سیلنگ ٹھنڈک کے طریقہ کار کے طور پر قدرتی کنویکشن کو ختم کر دیتی ہے، جس سے حرارت اندر پھنس جاتی ہے۔ اندرونی درجہ حرارت بیرونی محیطی درجہ حرارت، اجزاء سے خود حرارتی، اور انکلوژر کے ذریعہ جذب ہونے والی شمسی تابکاری کا مجموعہ بن جاتا ہے:
T_اندرونی = T_محیط + ΔT_اجزاء + ΔT_شمسی
وینٹیلیشن کے بغیر، اندرونی درجہ حرارت مکمل دھوپ میں آسانی سے 70-80°C سے تجاوز کر سکتا ہے، یہاں تک کہ جب بیرونی محیط صرف 35-40°C ہو۔ حرارت کا خاتمہ مکمل طور پر انکلوژر کی دیواروں کے ذریعے کنڈکشن اور بیرونی سطح سے تابکاری پر منحصر ہے۔ درجہ حرارت میں اضافہ (ΔT) حرارت کے بوجھ کی کثافت (W/m²) اور انکلوژر کی سطح کے رقبے سے طے ہوتا ہے—ایک چھوٹا انکلوژر جس پر اجزاء کا بوجھ یکساں ہو، زیادہ درجہ حرارت میں اضافے کا شکار ہوتا ہے۔.
اجزاء کی جگہ اور لے آؤٹ: اندرونی اجزاء کی ترتیب حرارت کے خاتمے کو نازک طور پر متاثر کرتی ہے۔ اوورلیپنگ بس بارز یا سختی سے گروپ کیے گئے فیوز ہولڈرز ایئر فلو کو محدود کرتے ہیں (یہاں تک کہ سیل بند انکلوژرز میں، اندرونی کنویکشن کرنٹ تیار ہوتے ہیں) اور مقامی گرم زون بناتے ہیں۔ ہر حرارت پیدا کرنے والے جزو—فیوز، ٹرمینل بلاک، بس بار جنکشن—کو حرارت کو پھیلانے اور ختم کرنے کی اجازت دینے کے لیے مناسب جگہ کی ضرورت ہوتی ہے بجائے اس کے کہ وہ ایک علاقے میں مرتکز ہو۔.
انکلوژر مواد اور تھرمل کنڈکٹیویٹی: دھاتی انکلوژرز (سٹینلیس سٹیل، ایلومینیم) فائبر گلاس یا پولی کاربونیٹ انکلوژرز سے کہیں بہتر حرارت کی ترسیل کرتے ہیں۔ ایلومینیم میں خاص طور پر اعلی تھرمل کنڈکٹیویٹی (~205 W/m·K) ہوتی ہے، جو مؤثر طریقے سے ہیٹ سنک کے طور پر کام کرتی ہے۔ پینٹ شدہ یا لیپت سطحیں تابکاری کی خصوصیات کو تبدیل کرتی ہیں۔ سفید یا ہلکے سرمئی فنش زیادہ شمسی تابکاری کو منعکس کرتے ہیں اور حرارت کے خاتمے کو بہتر بناتے ہیں۔.
محیطی درجہ حرارت ڈیریٹنگ: ڈیزائن انجینئرز اکثر حقیقت پسندانہ اندرونی آپریٹنگ ماحول کے لیے مناسب ڈیریٹنگ کا اطلاق کرنے میں ناکام رہتے ہیں۔ اگر اجزاء کا انتخاب 25°C لیب کے حالات کی بنیاد پر کیا جاتا ہے لیکن انہیں 70°C اندرونی درجہ حرارت تک پہنچنے والے انکلوژر میں نصب کیا جاتا ہے، تو وہ اپنی تھرمل انویلپ سے بہت دور کام کرتے ہیں۔ فیوز،, سرکٹ بریکر، اور ٹرمینل بلاکس سبھی کو مینوفیکچرر کے ڈیٹا شیٹس سے درجہ حرارت کے لحاظ سے مخصوص ڈیریٹنگ کروز کی ضرورت ہوتی ہے۔.
بنیادی وجہ 4: ماحولیاتی عوامل
سولر کمبائنر باکسز سخت بیرونی ماحول میں کام کرتے ہیں جہاں بیرونی حالات برقی اجزاء کے ذریعہ پیدا ہونے والی حرارت سے ہٹ کر اہم تھرمل دباؤ ڈالتے ہیں۔.
براہ راست شمسی تابکاری: براہ راست سورج کی روشنی میں ایک گہرے رنگ کا انکلوژر 97 W/ft² (بہت سے خطوں میں چوٹی کی شمسی تابکاری) جذب کر سکتا ہے، جو اندرونی درجہ حرارت میں کافی حرارت کا بوجھ ڈالتا ہے۔ رنگ جذب کو ڈرامائی طور پر متاثر کرتا ہے: ایک سیاہ انکلوژر ایک جیسے حالات میں سفید انکلوژر سے 40-50°C زیادہ سطح کے درجہ حرارت تک پہنچ سکتا ہے۔ یہ شمسی حرارت کا فائدہ براہ راست اندرونی اجزاء میں منتقل ہوتا ہے، مؤثر محیطی درجہ حرارت کو بڑھاتا ہے اور حرارت کے خاتمے کے لیے دستیاب درجہ حرارت کے فرق کو کم کرتا ہے۔.
Telcordia GR-487 پروٹوکول کے تحت ٹیسٹنگ سے پتہ چلتا ہے کہ شمسی شیلڈز—انکلوژر کے اوپر اور آس پاس نصب سادہ شیڈنگ ڈھانچے—شمسی حرارت کے فائدے کو 40% سے زیادہ کم کر سکتے ہیں۔ پھر بھی بہت سی فیلڈ تنصیبات کمبائنر باکسز کو سورج کا سامنا کرنے والی دیواروں یا آلات کے ریک پر صفر شیڈنگ کی فراہمی کے ساتھ نصب کرتی ہیں۔.
اعلی محیطی درجہ حرارت کے ماحول: صحرائی علاقوں، اشنکٹبندیی آب و ہوا، یا چھتوں پر تنصیبات میں محیطی درجہ حرارت معمول کے مطابق 40-45°C سے تجاوز کر جاتا ہے۔ جب یہ اجزاء کی خود حرارتی اور شمسی فائدے کو شامل کرنے سے پہلے بیس لائن ہوتی ہے، تو اندرونی درجہ حرارت 80-90°C کی طرف بڑھ جاتا ہے۔ ان درجہ حرارت پر، یہاں تک کہ مناسب سائز کے اجزاء بھی اپنی تھرمل ریٹنگز کے قریب پہنچ جاتے ہیں یا ان سے تجاوز کر جاتے ہیں۔.
دھول کا جمع ہونا اور ایئر فلو کی پابندی: زرعی یا صحرائی ماحول میں، ہوا سے اڑنے والی دھول انکلوژر کی سطحوں پر جمع ہو جاتی ہے اور کسی بھی وینٹیلیشن کے سوراخوں کو بند کر دیتی ہے۔ دھول کی یہ تہہ تھرمل موصلیت کے طور پر کام کرتی ہے، انکلوژر کی حرارت کو تابکاری کرنے کی صلاحیت کو کم کرتی ہے۔ فلٹرڈ وینٹیلیشن والے انکلوژرز کے لیے، بند فلٹرز ایئر فلو کو مکمل طور پر ختم کر دیتے ہیں، جس سے اندرونی درجہ حرارت میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے۔ وقتاً فوقتاً صفائی ضروری ہے لیکن O&M شیڈول میں اکثر نظر انداز کی جاتی ہے۔.
بنیادی وجہ 5: برقی خرابیاں
بعض برقی خرابی کے حالات غیر معمولی کرنٹ پیٹرن پیدا کرتے ہیں جو ضرورت سے زیادہ حرارت پیدا کرتے ہیں یہاں تک کہ جب اجزاء کو عام آپریشن کے لیے مناسب سائز کا بنایا گیا ہو۔.
سٹرنگ کرنٹ میں عدم توازن: جب ایک ہی بس بار کو فیڈ کرنے والی متوازی سٹرنگز شیڈنگ، مٹی، یا ماڈیول کی عدم مطابقت کی وجہ سے نابرابر کرنٹ لے جاتی ہیں، تو زیادہ کرنٹ والی سٹرنگز اپنے کنکشن پوائنٹس پر مقامی تھرمل دباؤ ڈالتی ہیں۔ آٹھ 10 A سٹرنگز (80 A کل) سے یکساں طور پر تقسیم شدہ کرنٹ کے لیے ڈیزائن کی گئی بس بار میں گرم مقامات پیدا ہو سکتے ہیں اگر ایک سٹرنگ 15 A لے جاتی ہے جبکہ دیگر 8 A لے جاتی ہیں—15 A سٹرنگ کے لیے کنکشن پوائنٹ ڈیزائن سے 2.25× زیادہ I²R حرارتی کا تجربہ کرتا ہے۔.
گراؤنڈ فالٹس اور لیکیج کرنٹ: موصلیت کا انحطاط یا نمی کا داخل ہونا گراؤنڈ فالٹس پیدا کر سکتا ہے جو کرنٹ کو غیر ارادی راستوں سے موڑ دیتے ہیں، بشمول گراؤنڈنگ کنڈکٹرز اور انکلوژر کے ساختی عناصر۔ ان راستوں میں عام طور پر ڈیزائن کردہ کرنٹ راستوں سے زیادہ مزاحمت ہوتی ہے، جو غیر متوقع مقامات پر حرارت پیدا کرتی ہے۔ اعلی مزاحمت والے راستوں سے گزرنے والے یہاں تک کہ 1-2 A کے گراؤنڈ فالٹ کرنٹ بھی اہم مقامی حرارتی پیدا کر سکتے ہیں۔.
ہارمونک ہیٹنگ: اگرچہ AC ڈسٹری بیوشن کے مقابلے DC کمبائنر باکسز میں کم عام ہے، انورٹر سوئچنگ یا گراؤنڈ ریفرنسڈ کیپیسیٹینسز سے ہارمونک کرنٹ گردش کرنے والے کرنٹ پیدا کر سکتے ہیں جو مفید پاور آؤٹ پٹ میں حصہ ڈالے بغیر تھرمل لوڈنگ میں اضافہ کرتے ہیں۔ یہ ہارمونک اجزاء DC سطح سے اوپر RMS کرنٹ کو بڑھاتے ہیں، جس سے پورے نظام میں I²R نقصانات بڑھ جاتے ہیں۔.
برقی خرابیوں کی تشخیص کے لیے محتاط پیمائش کی ضرورت ہوتی ہے: سٹرنگ لیول کرنٹ مانیٹرنگ عدم توازن کے حالات کو ظاہر کر سکتی ہے، جبکہ تھرمل امیجنگ غیر متوقع گرم مقامات کی نشاندہی کرتی ہے جو فالٹ کرنٹ کی نشاندہی کرتے ہیں۔ گراؤنڈ فالٹ ڈیٹیکشن ڈیوائسز اور موصلیت مزاحمت ٹیسٹنگ تھرمل نقصان پہنچانے سے پہلے ترقی پذیر مسائل کی نشاندہی کرنے میں مدد کرتی ہے۔.
حل: ڈیزائن اور تفصیلات
سولر کمبائنر باکس کے زیادہ گرم ہونے سے روکنا ڈیزائن کے مرحلے میں سخت تھرمل تجزیہ اور حقیقت پسندانہ آپریٹنگ حالات پر مبنی اجزاء کے انتخاب کے ساتھ شروع ہوتا ہے نہ کہ پر امید لیب ریٹنگز کے ساتھ۔.
تھرمل ڈیریٹنگ اور کرنٹ کی گنجائش: انجینئرز کو حقیقت پسندانہ اندرونی محیطی درجہ حرارت کا حساب لگانا چاہیے اور جزو کے لحاظ سے ڈیریٹنگ عوامل کا اطلاق کرنا چاہیے۔ یہ عمل تین مراحل پر مشتمل ہے:
- اندرونی درجہ حرارت کا تعین کریں: انکلوژر بنانے والے کی حرارت بوجھ کثافت چارٹس اور تنصیب کے مقام کے لیے شمسی تابکاری کے اعداد و شمار کا استعمال کرتے ہوئے T_internal = T_ambient + ΔT_component + ΔT_solar کا حساب لگائیں۔.
- جزو ڈیریٹنگ کا اطلاق کریں: فیوز (عام طور پر 25°C پر ریٹیڈ)، سرکٹ بریکرز (40°C)، اور ٹرمینل بلاکس کے لیے مینوفیکچرر ڈیریٹنگ کرو استعمال کریں۔ مثال کے طور پر، 70°C اندرونی درجہ حرارت پر 12 A سٹرنگ کی حفاظت کرنے والے فیوز کو K_f = 0.8 کے ساتھ برائے نام 15 A ریٹنگ کی ضرورت ہوتی ہے (12 ÷ 0.8)۔.
- حفاظتی مارجن شامل کریں: NEC کو شمسی ایپلی کیشنز کے لیے 125% مسلسل کرنٹ ملٹی پلائر کی ضرورت ہے۔ تھرمل ڈیریٹنگ کے بعد اس عنصر کا اطلاق کریں: مطلوبہ جزو ریٹنگ = (I_continuous × 1.25) ÷ K_f۔.
تھرمل غور کے ساتھ بس بار سائزنگ: قدامت پسند کرنٹ ڈینسٹی (تانبے کے لیے 1.2 A/mm²، ایلومینیم کے لیے 0.8 A/mm²) کا استعمال کرتے ہوئے بس بارز کو منتخب کریں اور تھرمل ماڈلنگ کا استعمال کرتے ہوئے درجہ حرارت میں اضافے کی تصدیق کریں۔ ہائی کرنٹ ایپلی کیشنز کے لیے، حرارت کی کھپت کو بڑھانے کے لیے برقی ضروریات سے آگے کراس سیکشن میں اضافہ کرنے پر غور کریں۔ تانبے کی بس بارز کو ان کی اعلیٰ ترسیل اور تھرمل کارکردگی کے لیے ایلومینیم پر ترجیح دی جاتی ہے۔.
تھرمل مینجمنٹ کی خصوصیات: انکلوژرز کو ڈیزائن کی خصوصیات کے ساتھ متعین کریں جو حرارت کی کھپت کو آسان بنائیں:
- شمسی تابکاری کی عکاسی کے لیے ہلکے رنگ کے فنش (سفید، ہلکا سرمئی)
- اندرونی حرارت بوجھ کے مقابلے میں مناسب سطح کا رقبہ
- اعلی تھرمل کنڈکٹیویٹی کے لیے ایلومینیم کی تعمیر
- اندرونی جزو کی تنصیب جو فاصلہ اور ہوا کے بہاؤ کو زیادہ سے زیادہ کرتی ہے
- اختیاری: ہائی لوڈ بس بارز سے منسلک غیر فعال ہیٹ سنکس
- انتہائی ماحول کے لیے: فعال کولنگ (تھرموسٹیٹکلی کنٹرولڈ پنکھے) یا ہیٹ پائپ ٹیکنالوجی
مواد اور رابطہ سطح کا انتخاب: آکسیکرن کے خلاف مزاحمت کے لیے ٹن پلیٹڈ تانبے کے ٹرمینلز اور بس بارز کی وضاحت کریں۔ تھرمل سائیکلنگ کے دوران رابطے کے دباؤ کو برقرار رکھنے کے لیے ٹرمینل سکرو کے نیچے اسپرنگ واشر یا سیریٹڈ واشر استعمال کریں۔ قیدی ہارڈ ویئر کے ساتھ سیل بند ٹرمینل بلاکس کمپن کی وجہ سے ڈھیلے ہونے سے روکتے ہیں۔.
حل: تنصیب اور دیکھ بھال
فیلڈ میں تعینات سولر کمبائنر بکس میں تھرمل ناکامیوں کو روکنے کے لیے مناسب تنصیب کے طریقے اور فعال دیکھ بھال کے پروٹوکول ضروری ہیں۔.
ٹارک کی تفصیلات کی تصدیق: ہر ٹرمینل کنکشن کو مینوفیکچرر کی مخصوص ٹارک ویلیو پر کیلیبریٹڈ ٹارک رنچ یا ٹارک سکریو ڈرایور کا استعمال کرتے ہوئے سخت کیا جانا چاہیے۔ اہم کنکشن کے لیے ٹارک ویلیوز کو دستاویزی شکل دینے والے تنصیب کے ریکارڈ بنائیں اور برقرار رکھیں۔ کمیشن ٹیسٹنگ میں سسٹم کی منتقلی سے پہلے مناسب تنصیب کی تصدیق کے لیے لوڈ کے تحت تمام کنکشن کی تھرمل امیجنگ شامل ہونی چاہیے۔.
بڑھتے ہوئے مقام اور واقفیت: کمبائنر بکس کو ان مقامات پر انسٹال کریں جو شمسی نمائش کو کم سے کم کریں—شمال کی طرف دیواریں (شمالی نصف کرہ)، صف ڈھانچے کے نیچے سایہ دار علاقے، یا وقف شدہ موسمی شیلڈز کے نیچے۔ انکلوژر کے ارد گرد مناسب کلیئرنس کو یقینی بنائیں (عام طور پر تمام اطراف میں 6-12 انچ) تاکہ قدرتی کنویکشن اور ریڈی ایٹو کولنگ کی اجازت دی جا سکے۔ اندرونی کنویکشن کرنٹ کو آسان بنانے کے لیے عمودی بڑھتے ہوئے کو عام طور پر افقی پر ترجیح دی جاتی ہے۔.
ماحولیاتی تحفظ: سنکنرن ماحول میں (ساحلی، صنعتی)، بہتر سنکنرن تحفظ کے ساتھ کمبائنر بکس کی وضاحت کریں: 316 سٹینلیس سٹیل انکلوژرز، بس بارز پر کنفارمل کوٹنگ، اور سیل بند ٹرمینلز۔ نمی کے داخلے اور آکسیکرن کو روکنے کے لیے تمام کنکشن پر ڈائی الیکٹرک چکنائی استعمال کریں۔ تنصیب کے ماحول کے لیے مناسب IP ریٹنگ کو یقینی بنائیں—دھول آلود ماحول کے لیے کم از کم IP65 کی ضرورت ہے۔.
وقتاً فوقتاً تھرمل معائنہ: معمول کے O&M شیڈول کے حصے کے طور پر تھرمل امیجنگ سروے کو نافذ کریں—عام طور پر تجارتی نظاموں کے لیے سالانہ، سخت ماحول میں یوٹیلیٹی اسکیل تنصیبات کے لیے نیم سالانہ۔ تھرمل امیجنگ ناکامیوں کا سبب بننے سے پہلے ترقی پذیر ہاٹ سپاٹ کی نشاندہی کرتی ہے، جس سے احتیاطی مداخلت کی اجازت ملتی ہے۔ موازنہ کے لیے کمیشننگ کے دوران بیس لائن تھرمل پروفائلز قائم کریں۔.
دوبارہ ٹارکنگ اور کنکشن کی دیکھ بھال: آپریشن کے پہلے سال کے بعد، تھرمل سائیکلنگ کے اثرات کی تلافی کے لیے تمام ٹرمینل کنکشن کو دوبارہ ٹارک کریں۔ اس دیکھ بھال کے کام کو اکثر چھوڑ دیا جاتا ہے لیکن طویل مدتی وشوسنییتا کے لیے یہ بہت ضروری ہے۔ ہر دیکھ بھال کے وقفے پر سنکنرن، رنگت، یا جسمانی نقصان کے آثار کے لیے معائنہ کریں۔.
نتیجہ: VIOX الیکٹرک کا تھرمل انجینئرنگ اپروچ
سولر کمبائنر باکس کا زیادہ گرم ہونا ایک قابل تدارک ناکامی کا طریقہ ہے جب انجینئرز سخت تھرمل تجزیہ، مناسب جزو ڈیریٹنگ، اور فیلڈ سے ثابت شدہ ڈیزائن اصولوں کا اطلاق کرتے ہیں۔ بنیادی وجوہات—کم سائز کے اجزاء، ناقص کنکشن کا معیار، ناکافی تھرمل ڈیزائن، ماحولیاتی دباؤ، اور برقی فالٹس—کو اچھی طرح سمجھا جاتا ہے، اور ہر ایک کے لیے انجینئرنگ حل موجود ہیں۔.
VIOX الیکٹرک میں، تھرمل مینجمنٹ کو سولر کمبائنر باکس ڈیزائن کے ہر مرحلے میں مربوط کیا گیا ہے۔ ہمارے انجینئرنگ کے عمل میں شامل ہیں:
- تھرمل ماڈلنگ اور توثیق: بدترین صورتحال میں آپریٹنگ حالات میں اندرونی درجہ حرارت کی تقسیم کا CFD تجزیہ
- جزو ڈیریٹنگ طریقہ کار: سائٹ کے مخصوص درجہ حرارت کے حسابات اور مناسب ڈیریٹنگ عوامل کا استعمال کرتے ہوئے بس بارز، ٹرمینلز، اور تحفظاتی آلات کا انتخاب
- معیاری کنکشن سسٹم: اسپرنگ ریٹینشن ہارڈ ویئر، ٹن پلیٹڈ تانبے کی رابطہ سطحوں، اور تھرمل سائیکلنگ توثیق کے ساتھ فیکٹری سے ٹارک کیے گئے ٹرمینلز
- تھرمل طور پر بہتر بنائے گئے انکلوژرز: ہلکے رنگ کے فنش کے ساتھ ایلومینیم کی تعمیر، بہتر اندرونی لے آؤٹ، اور سخت ماحول کے لیے حرارت کی کھپت کی خصوصیات
VIOX کمبائنر بکس تھرمل توثیق کی جانچ سے گزرتے ہیں جو UL 1741 کی ضروریات سے تجاوز کرتے ہیں، کنٹرول شدہ بلند محیطی حالات میں مکمل ریٹیڈ کرنٹ کے علاوہ 25% حفاظتی مارجن پر درجہ حرارت میں اضافے کی جانچ کے ساتھ۔ ہماری انجینئرنگ ٹیم ٹھیکیداروں اور EPC فرموں کو ان کی تنصیب کے حالات کے لیے صحیح حل کی وضاحت کرنے میں مدد کرنے کے لیے تھرمل تجزیہ سپورٹ اور سائٹ کے مخصوص ڈیریٹنگ حسابات فراہم کرتی ہے۔.
زیادہ گرم ہونے سے روکنے کے لیے مینوفیکچررز، ڈیزائن انجینئرز، اور تنصیب ٹیموں کے درمیان شراکت کی ضرورت ہے۔ VIOX الیکٹرک نہ صرف مصنوعات فراہم کرنے کے لیے پرعزم ہے، بلکہ طویل مدتی نظام کی وشوسنییتا کو یقینی بنانے کے لیے انجینئرنگ کی مہارت اور تھرمل ڈیزائن کی رہنمائی بھی فراہم کرتا ہے۔.
تکنیکی وضاحتوں، تھرمل تجزیہ سپورٹ، یا آپ کے تنصیب کے ماحول کے لیے موزوں کسٹم کمبائنر باکس حل کے لیے، رابطہ کریں VIOX الیکٹرک‘کی ایپلیکیشن انجینئرنگ ٹیم۔.
