PV educator

Triggering a Flipflop

جب میں نے خالد مسود خان کے کالم کے جواب میں اپنا نقطہ نظر پیش کیا تو مجھے اس بات کا اندازہ نہیں تھا کہ اس میں کافی سارے سوال تشنہ طلب رہ جائیں گے ..  بہر کیف کافی سارے سوالوں کے بیچوں بیچ یہ  بھی  رہاکہ میری زبان سخت تھی ..  حسن نثار اور ہارون رشید کے پڑھنے والوں کو میری زبان سخت  لگی تو کوئی حیرت ہوئی . بہر حال جو کچھ تشنگی رہ گئی اس کالم میں پوری کرنے کی کوشش کروں گا ..

دنیا میں جتنے بھی پاور پلانٹ ہیں وہ سب اپنی انتہائی طاقت کے سبب پہچانے جاتے ہیں مثال کے طور پر پاکستان کے تربیلا ڈیم کو لے لیں . اس ڈیم کی انتہائی استعداد تقریبآ ساڑھے تین ہزار میگا واٹ ہے  مگر یہ ضروری نہیں کہ یہ ہر وقت ہی ساڑھے تین ہزار میگا واٹ بجلی  دے  .. موسم سرما میں جب کہ دریاؤں میں پانی کم ہو جاتا ہے تو اسی ڈیم کی پیداوار کم ہو جاتی ہے  مگر ایسا کبھی نہیں ہوتا کہ کسی پاور پلانٹ کی انتہائی پیداوار کو کسی نے دھوکے سے موسوم کیا ہو .. یہ اعزاز بھی خیرسے خالد مسعود صاحب کے حصے آیا جن کے خیال میں حکومت نے قوم کی آنکھوں میں دھول جھونکی ہے .. اسی ضمن میں حضرت یہ بھی فرماتے ہیں کہ صبح سات سے بجے دوپہر بارہ بجے تک صرف اسی سے چوراسی میگا واٹ بجلی پیدا ہوتی ہے  اور یہ کہ پورے دن میں صرف دو گھنٹے یعنی بارہ سے دو بجے تک پلانٹ تقریبآ اسی میگا واٹ دے گا .. گویا موصوف کے نزدیک پلانٹ سو کا نہیں دراصل اسی میگا واٹ کا ہے .. اب ذرا اس مقام پر ٹھہرتے ہیں کہ کیا واقعی ایسا ہے .. 

اصل میں ہوتا یہ ہے کہ کسی بھی پینل کی اوٹ پٹ ایک خاص شمسی روشنی کی مقدار اور پچیس ڈگری سینٹی گریڈ کے حساب سے لکھی ہوتی ہے .. شمسی روشنی کی مقدار کو کلو واٹ فی  مربع میٹر میں ناپا جاتا ہے اور کسی بھی جگہ پہنچنے والی شمسی توانائی کوکلو واٹ آور فی مربع میٹر فی دن کے  حساب سے ماپا جاتا ہے . پس اگر کسی جگہ کی اوسط شمسی توانائی چار کلو واٹ  گھنٹہ فی مربع میٹر فی دن  ہے تو اس کا مطلب یہ ہوا کہ اس جگہ لگے پینل دن میں چار گھنٹے انتہائی استعداد پر کام کریں گے . اب اگر ہم پاکستان کے شمسی روشنی کے نقشے دیکھیں تو ایک بات تو واضح ہے کہ چولستان میں سردیوں میں ساڑھے چار سے پانچ ، بہار میں چھے سے ساڑھے چھے  گرمیوں میں بھی چھے کے لگ بھگ  ایسے گھنٹے آتے ہیں جب شمسی روشنی  پینلز کو پوری مقدار میں ملے گی . اب فرض کرتے ہیں کہ قائد اعظم سولر پارک صوبہ چھے سے شام چھے تک بارہ گھنٹے کام کرتا ہے جس میں تقریبآ پانچ گھنٹے ایسے آتے ہیں جب پلانٹ پوری استطاعت پر کام کر رہا ہو گا تو یہ کس ریاضی دان کے مطابق اوسط اسی میگاواٹ دے سکتا ہے .. یہاں یہ بات غور طلب ہے کہ موصوف نہیں جانتے کہ انورٹر کس قسم کا استعمال ہوا ہے مگر یکمشت بیس فیصدی انرجی سسٹم سے نکال باہر کر دی .. اس چیز کی وضاحت میں اپنے پچھلے بلاگ میں کر چکا ہوں کہ آج آج کل کے جدید دور میں ایسے اچھے  انورٹرموجود ہیں جن  کی افیشنسی نوے فیصد کے لگ بھگ ہوتی ہے باقی اگر نیچا دکھانا ہی مقصود ہو تو ملتان کی سپیکروں والی گلی سے بنا انورٹر چالیس فیصد کرنٹ کھانے کی صلاحیت رکھتا ہے . اب یہ خدا جانے کہ خالد صاحب کو اسی کا مشورہ کس نے دیا .. بہر کیف پورے دن کا پیداواری نقشہ ایک نصف دائرے کی شکل سے ملتا جلتا ہوتا ہے جس کی اوسط تقریباًچالیس سے پچاس میگا واٹ بنتی ہے  اور اگر اسے چوبیس گھنٹے کے حساب سے نکالیں تو یہ بنتا ہے بیس سے پچیس میگاواٹ . گو کہ فی میگا واٹ قیمت زیادہ ہے  مگر اس کی وجہ سب کچھ درآمد ہونا ہے ..موصوف نے اپنے کالم میں ہندوستان کے جس پلانٹ کے ساتھ موازنہ کیا ہے اس کے سستا ہونے کی واحد وجہ وہاں کے دیسی ساختہ پینلز ہیں .. اگرچہ اس چیز پر کہ ایک شمسی توانائی منصوبے کی چوببس گھنٹے پر تقسیم کہیں سے تکینکی طور پر  مناسب نہیں اور یہ کہ سیب اور مالٹے کا مقابلہ بھی کوئی دانش مندی نہیں میں سر دست موصوف کو صرف اس بات پر جواب دینا چاہتا ہوں کہ اگر پیسے ہی خرچنے تھے تو شمسی منصوبے پر ہی کیوں ..

پہلی بات تو یہ کہ شمسی توانائی جیسے منصوبے پیک پاور کو پورا کرنے کو بنتے ہیں .دن میں جب کے دفاتر، سکول اور بازار آباد ہوتے ہیں اس وقت یہ انتہائی پیداوار دیتا ہے جس سے لوڈ پروفائل کی چوٹی کو پہنچنا آسان ہو جاتا ہے  . یہ بہت جلدی لگ جاتے ہیں ان کے لئے کوئی خاص انفراسٹرکچر نہیں چاہیے ہوتا .. ان کی ابدتدائی لاگت ہوتی ہے مگر رننگ لاگت نا ہونے کے برابر ہوتی ہے ..شمسی توانائی پر کسی کی اجاہ داری نہیں .. گزرتے دور کے ساتھ ساتھ انکی ایفشنسی بہتر سے بہتر ہوتی جا رہی ہے یہی وجہ ہے کہ اس وقت دنیا میں کل ملا کر ایک سو گیگا واٹ سے زیادہ  کے سولر پینل لگ چکے ہیں . کیوں کہ ماسواۓ پاکستان کے کہیں بھی کوئی انکی پیداوار کو چوبیس گھنٹے پر تقسیم کر کے اوسط کا حساب نہیں لگاتا ..دنیا اب صاف ستھری انرجی چاہتی ہے جو ماحول دوست ہو .. پھر ان کی دیکھ بھال کا کوئی خرچ نہیں ..رہ گئی بات فی یونٹ قیمت کی تو نیپرا نے اس پلانٹ کو چودہ سینٹ فی یونٹ کا ٹیرف دیا ہے خدا جانے کہ خالد مسعود کو بائیس سینٹ فی یونٹ کا الہام کس بنا پر ہوا..اس پر مزید یہ کہ اس پاور پلانٹ کو ایک سو تریپپن گیگا واٹ گھنٹہ پہلے سال میں گرڈ میں شامل کرنے کا ٹاسک دیا گیا ہے جو کہ موجودہ سو میگاواٹ بآسانی پورا کر لے گا . باقی اس چیز کے مصداق کے جناب معاملہ پھرتیوں کا تھا تو جناب قوم جلدی ہی چاہتی ہے پہلے بھی پچھلے کئی سالوں سے کوئی منصوبہ نہیں لگا .. اٹھارویں ترمیم کے بعد پنجاب اپنے شارٹ فال کو خود پورا کر رہا ہے .. خالد مسعود کی یہ بات کہ کوئلے پر کام نہیں بھی سراسر غلط ہے نہ صرف کوئلہ بلکہ چھوٹے چھوٹے پن بجلی کے منصوبے اور ہوا اور گوبر سے بجلی کی پیداوار پر بھی کام ہو رہا ہے .، تعصب کی عینک لگا کر آپ اپنے مخالفین کو اپنے نام نہاد کٹہرے میں کھڑا کرنے سے پہلے اپنی پیشہ ورانہ زندگی میں دیانت کو مسلم کریں ..پیراں غائب کے پاور ہاؤس پر میں نے موصوف سے اتفاق کیا تھا اگرچہ موصوف نے پیسوں کے ہیر پھیر میں یہ نہیں بتایا کہ نیا پاور پلانٹ لگنے میں کتنے سال لگیں گی اور ان سالوں میں قوم کا شارٹ فل مزید کتنا بڑھ جاۓ گا. نہ ہی موصوف نے یہ بتانا گوارا کیا کہ جس پنجاب میں سردیوں میں گیس کی لوڈ شیڈنگ پورے ملک سے زیادہ ہوتی ہے وہاں اس پاور پلانٹ کے لئے گیس  آے گی کہاں سے.. گیس ہوتی تو حکومت ایل این جی کے لئے جان مارتی ؟؟ 

باقی رہی ایک دوست کی بات کہ سولر فوٹو وولٹ کی کیوں سولر تھرمل کیوں نہیں تو ان کے لئے عرض ہے کہ سولر تھرمل میں پانی بھی چاہیے جو کہ صحرا میں لانا مشکل ہے پھر وہ سستا نہیں .. اس میں موجود پانی کے پائپ مسلسل دیکھ بھال کے متقاضی ہیں پھر تھرمل ٹربائن کے لاسز زیادہ ہوتے ہیں اسی وجہ سے دنیا میں کئی بڑے  منصوبے سولر تھرمل سے سولر فوٹو وولٹ میں منتقل ہوئے . صرف امریکہ میں لگ بھگ ساڑھے اٹھارہ سو میگاواٹ کے منصوبے منتقل ہوے .. .پھر یہ بھی یاد رہنا چاہیے کہ فوٹو وولٹ کی پیداواری قیمت میں مسلسل کمی ہو رہی ہے . اگلے کچھ سالوں میں اگر پاکستان میں سولر پینل بنانے کا کارخانہ لگ جاتا ہے تو اس کی قیمت مزید کم ہو جاۓ گی ..

باقی جاتے جاتے اتنا عرض کر دوں کہ جنوبی پنجاب کی محرومی کا منجن بیچنا بند کر دیں .. جنوبی پنجاب میں پچھلے پانچ سالوں میں کئی میڈیکل کالج ، انجینیرنگ یونیورسٹیز  ہسپتال بنواۓ . میں نون لیگی ترجمان نہیں ایک ذمہ دار شہری ہوں ..ملتان کا ڈومیسائل رکھتا ہوں اچھی طرح جانتا ہوں کہ مخدوموں اور گیلانیوں کے دور میں ملتان کو کیا ملا . آپ جیسوں کو یہ بھی بھول گیا کہ موجودہ گورنر پنجاب بھی جنوبی پنجاب سے ہے . باقی آپ کی سیر کے لئے میں بھرپور آواز اٹھاؤں  گا کہ آپ کو بھی کسی منصوبے کے افتتاح پر ہیلی کاپٹر کی سیر کروائی جاۓ تا  کہ آپ کے ذہن میں پلتی احساس محرومی کا ازالہ کیا جا سکے 

نوٹ : کشمیر پاکستان کی شہ رگ ہے . اس نقشے کو امریکی ادارے نے بنایا اور یہاں صرف اپنا نقطہ نظر ثابت کرنے کے
لئے استعمال کیا گیا ہے


حدید احمد شیر پیشے کے لحاظ سے الیکٹریکل انجینئر ہیں اور فی الوقت سولر فوٹو وولٹیک سسٹم میں پی ایچ ڈی کر رہے ہیں . ان کی ریسرچ یہاں دیکھی جا سکتی ہے .

@hadeedsher

First published on pkpolitics
pkpolitics.com/2015/06/17/quaid-e-azam-solar-power-plant-a-rebuttal-ii/

These basics are not very technical yet provide important information about the nature of the PV based electricity generation. Now lets bust the quack facts presented in the column 

1. QASP dont have batteries :D 
1. OK. i know this :D is to laugh but seriously, someone should tell this so called seasoned COLUMNIST about the technical limitations of storing a peak power of 100 MW that too with the use of batteries. The added cost the losses in power storage and their maintenance and that too for nothing. No where in the world a PV power plant connected to grid has batteries connected to save the energy. This is for a very obvious reason, that a  grid tied system has a grid connected as a load that can absorb maximum generated current throughout the day. Batteries are connected in stand alone PV systems because of two reasons; First, standalone PV system are deployed in a place where there is no other source of electricity e.g far flung villages in deserts and mountaintop huts, therefore, for the nocturnal use of electric appliances we need to have some backup. Secondly, it may happen that during the daytime the maximum available power exceeds the load connected with the PV system. Therefore, that extra energy is not wasted and is stored in a battery. Refereeing back to the statement made by author of "Kathra" it is rudimentary and lacks the basic understanding of PV systems. I would also like to mention that a grid tied solar PV plant such a QASP is designed to supplement the peak load during the day time. This helps in achieving the peak load profile of Punjab during the peak daytime loads.
2. Electricity generated by the solar PV is not of same cycles. :ROFL 
1. Seriously, he should have asked some freshman of NFC IET Multan, or even a civil engineering student of BZU because they too study basic electricity course. Its a DC source that has zero frequency so whats the stupidity of raising the issue of cycles. A cycle is a period of a typical waveform. But unfortunately, author belongs to mass communication/journalism hence it is not his duty to read EE 1010. 
3. An easy way to convert DC into AC is to use inverter. 
1. Although i have been in the field of EE since 2001, i would be very much obliged if the columnist can tell me if there is any other way of converting DC into AC. For a technical aspect the conversion of electrical power from one form to another comes under the category of Power electronics and fortunately i am currently pursuing my doctoral studies in Power Electronics. Any device that converts the DC power into AC is referred as an Inverter. How conveniently Mr.Khalid Masood Khan has portrayed that there could be multiple ways of converting DC-AC and the most easy is the use of inverter. 
4. 20 percent losses occur during the DC-AC conversion
1. I am sure that Khalid Masood Khan must have consulted some engineer who deals with the UPS based inverter. I am going a bit technical because this is the most rubbish claim made in this quack column. Following are the important points
1. There are various configurations of grid tied PV system. If you see the figure below you can safely assume that the inverter referred in the column of Khalid Masood is perhaps the central inverter (although i am sure neither he nor his technical adviser know anything about grid tied inverters). How conveniently he has said that 20% power is lost in the process of DC-AC inversion. Mr. Khaled you know what ? science is moving at a very rapid pace ,no one likes to waste 20 MW out of the total 100 MW.  And imagine where the losses will go, obviously they will be dissipated as heat so for your next column call some meteorologist and ask him to tell you some more quack science facts and write next column on temperature increase due to QASP. 
2. I being a doctoral student have studied a lot on the power conversion of PV systems. Let me quote the work of famous Prof. Dr. Jih-Sheng Li (Fellow IEEE and director Future Energy Elctroncis Center, Virginia Polytech Inst , USA) . He explained in his tutorial presented in Applied Power Electronics Conference 2012 that a typical central inverter has a peak efficiency of around 92%. The quack fact presented by Khalid Masood in his column are valid only for partial shading conditions, that i am sure Mr, Khaled has never thought in this wildest dreams. Therefore, this stupid argument that 20% current is wasted in the conversion is a over estimated false figure that highlights the lack of basic understanding of the system
5. The discussion about the peak power of the QASP.
1. Mr. Khalid is correct in this regard that the 100 MW figure is the peak power calculated under standard testing conditions of 1000 W/m2 at 25 C temperature, however, in love of the hatred against the government he presented another quack science. Pakistan is located in Southern hemisphere where the downfall of the peak available sunlight starts around 1300 HRS. How is it possible that under a falling irradiance the peak power is available after midnoon and then continues till 1400 hrs? The matter of fact is that during the summer the maximum available power is almost a flat line from 1030 to almost 230. Other than this time the irradiance curve is almost linear with rising and falling slope. In the nutshell the overall picture of QASP is deliberately made ugly by twisting the facts, spouting inflated losses in inverter stage and by doing pseudo economical analysis about the per unit cost without considering that how can we compare apples with the oranges. To understand the last lines please refer to this video lecture.
6. I agree with the view point of Mr. Khaled on Piran Ghaib power plant and MESCO power station.
7. About India, i have a lot to say but let me say thi for the time being that India has almost every kind of power plant in their country that helps their students being better engineers. Secondly, they do have indigenous facility of solar plant production that certainly has an effect on the cost of the project.  
8. Rest about you not being invited, i am so sorry for your inferiority complex. but a person like you who thinks technically it is just easy to start production of electricity using coal and that PV system is a nightmare, its justified. Keep writing against every project in Pakistan so that easy money and cheap fame can be harvested without sacrificing 20% losses in inverter stage.

Note: This blog was first published at pkpolitics.com and can be accessed here.

The switching frequency is 100kHz. The mosfet is connected on the primary side of flyback transformer. It is a low side mosfet and hence the gating signal should be provided with respect to the ground (PV panel negative). The gating signal however, appears to be a ramp with a sudden drop to zero , just like a triangular waveform. The possible issues as pointed out by experts contacted on various forums are as follows