ہالینڈ میں ہینز یونیورسٹی آف اپلائیڈ سائنسز گروننگن کے محققین نے پہلی بار تحقیق کی ہے کہ ہائیڈروجن کی پیداوار اوربیٹری انرجی سٹوریج سسٹمچھت پر PV پاور یا چھوٹے ونڈ ٹربائن کے ساتھاسٹینڈ الون پی وی سسٹمگھرانوں کے لیے
"ہمارے بہترین علم کے مطابق، کسی بھی شائع شدہ مطالعہ نے بیٹریوں کے ساتھ قابل تجدید توانائیوں کو ہائبرڈائز کرتے وقت ہائیڈروجن سسٹم کو مرکزی ذخیرہ کے طور پر استعمال نہیں کیا اور سب سے اہم بات یہ ہے کہ کسی بھی مطالعے نے ہائیڈروجن کے لیے پروٹون ایکسچینج میمبرین (PEM) الیکٹرولائزرز کے لیے متغیر اسٹارٹ اپ کی ضروریات پر غور نہیں کیا ہے۔ آف گرڈ قابل تجدید توانائی کے نظام کو ڈیزائن کرتے وقت پیداوار اور اسٹوریج،" گروپ نے کہا، انہوں نے مزید کہا کہ جب ہائیڈروجن کی پیداوار کو ترجیح نہیں دی جا سکتی ہے تو بیٹریاں کٹوتیوں سے بچنے کے لیے استعمال کی جائیں گی۔
سائنسدانوں نے وضاحت کی کہ ہائیڈروجنہائبرڈ پی وی سسٹمPEM الیکٹرولیسس کی بنیاد پر فاسٹ رسپانس سسٹم ہونے کا فائدہ پیش کرتے ہیں، جو سٹوریج سسٹمز کے لیے موزوں ہے جہاں ہائیڈروجن سسٹم ثانوی اسٹوریج کے طور پر بیٹری کے ساتھ مرکزی اسٹوریج یونٹ کے طور پر کام کرتا ہے۔ تاہم، انہوں نے اس بات پر بھی زور دیا کہ الیکٹرولیسس کے ذریعے پیدا ہونے والی ہائیڈروجن کو استعمال کرنے سے پہلے اسے خشک اور پانی اور آکسیجن کے نشانات سے پاک کرنے کی ضرورت ہے۔
مجوزہ نظام کا مقصد اضافی شمسی توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے ہے، بیٹری صرف اس صورت میں جب ہائیڈروجن جنریشن فوری طور پر دستیاب نہ ہو تو بنیادی اسٹوریج یونٹ کے طور پر کام کرتی ہے۔ یہ 4.5 kW PEM ہائیڈروجن الیکٹرولیسس سسٹم، ایک 0.85 m3 ہائیڈروجن اسٹوریج ٹینک، ایک 0.8 kW پیوریفیکیشن یونٹ، ایک PEM ہائیڈروجن فیول سیل، اور ایک لیتھیم آئن بیٹری پر مشتمل ہے۔ "فیول سیل صرف صارفین کو براہ راست بجلی فراہم کر سکتا ہے اور یہ نہ تو بیٹری کو چارج کرتا ہے اور نہ ہی الیکٹرولائزر کو سپورٹ کرتا ہے،" ماہرین تعلیم نے وضاحت کی۔ "الیکٹرولائزر اور فیول سیل کو بالترتیب آپریشن کے لیے معدنیات سے پاک پانی اور ہوا کی ضرورت ہوتی ہے۔"
سسٹم ہائیڈروجن کے آؤٹ پٹ پریشر کو سیٹ کرنے کے لیے پریشر کنٹرول والو پر بھی انحصار کرتا ہے، جسے بیرونی ذرائع کے بغیر تقریباً 50 بار پر سیٹ کیا جا سکتا ہے۔ جب اضافی شمسی توانائی الیکٹرولائزر کی کم از کم طاقت کے کافی قریب ہو اور اگلے 10 منٹ میں متوقع اضافی بجلی نسبتاً زیادہ ہو تو یہ الیکٹرولائزر کو چلانے کے قابل بھی ہے۔ سائنسدانوں نے کہا کہ "یہ بیٹری توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال کرتی ہے جب قابل تجدید ذرائع سے حاصل ہونے والی طاقت یا مدت الیکٹرولائزر سسٹم کے شروع ہونے اور کام کرنے کے لیے ناکافی ہوتی ہے۔"
تحقیقی گروپ نے Python سافٹ ویئر کے ذریعے سسٹم کی کارکردگی کی نقالی کی اور یہ فیصلہ کرنے کے لیے متعدد آدانوں کا استعمال کیا کہ جب اضافی ہو تو برقی توانائی کو کیسے ذخیرہ کیا جائے۔ انہوں نے فرض کیا کہ سسٹم کو ایک عام علیحدہ ڈچ ہاؤس میں 4 میگاواٹ کی سالانہ طلب کے ساتھ تعینات کیا جائے گا۔
تخروپن سے پتہ چلتا ہے کہ پی وی سورس کے لیے بہترین سسٹم کنفیگریشن میں 2.65 کلو واٹ کا سولر ارے شامل ہے جس کا جھکاؤ 35 ڈگری کا زاویہ اور 180 ڈگری کا ایزیمتھ اینگل ہے۔ PV سسٹم کی لاگت €1,317 ($1,430)/kW فرض کی گئی تھی، جبکہ الیکٹرولائزر اور فیول سیل کی قیمت کا تخمینہ بالترتیب €9,677 اور €7,500 لگایا گیا تھا۔ ہائیڈروجن ٹینک کی قیمت €1,915 بتائی گئی تھی اور 2.93 kW بیٹری کی قیمت €372.5/kWh فرض کی گئی تھی۔
تجزیہ کاروں نے اس بات پر زور دیا کہ، کسی بھی حالت میں الیکٹرولائزر اپنی زیادہ سے زیادہ برائے نام طاقت پر کام کرنے کے قابل نہیں تھا، جس کا مطلب ہے کہ اس کا سائز کم کیا جا سکتا ہے، اس طرح نظام کے اخراجات کو کم کیا جا سکتا ہے، محققین نے اس بات پر زور دیا۔ "الیکٹرولائزر کی برائے نام طاقت کے مختلف ہونے پر حساسیت کے تجزیے سے پتہ چلتا ہے کہ 1,550 W اور 2،000 W کے درمیان برائے نام پاور والا الیکٹرولائزر اس مطالعہ میں بیان کردہ بیس کیس کی ترتیب کے لیے زیادہ مناسب اور لاگت سے موثر ہے۔ "انہوں نے مزید وضاحت کرتے ہوئے کہا کہ بیٹری کی زیادہ سے زیادہ صلاحیت کی نشاندہی تقریباً 3 کلوواٹ ہے۔
نقلی سیریز نے یہ بھی ظاہر کیا کہ صرف شمسی توانائی کے استعمال کے مقابلے میں صرف ہوا کی طاقت پر انحصار کرنا زیادہ کفایتی ہے، جبکہ دو ذرائع کے امتزاج نے بہترین نتائج پیش کیے ہیں۔ "پیوریفیکیشن یونٹ کے لیے درکار توانائی کو تمام منظرناموں کے لیے نہ ہونے کے برابر سمجھا جا سکتا ہے،" ماہرین تعلیم نے مزید کہا کہ مستقبل کی تحقیق میں مجوزہ حل کو بڑے پیمانے پر یا گرمی کی پیداوار کو مربوط کرنے والے نظام میں جانچنا چاہیے۔
