BIPV سورج کے پینل ماؤنٹس لگانے کے کیا نکات ہیں؟

بی آئی پی وی کو سمجھنا: یہ روایتی شمسی تنصیب سے کس طرح مختلف ہے

عمارتوں میں مربوط فوٹوولٹک (بی آئی پی وی) شمسی پینل نصب کرنے کے نظام کی وضاحت

عمارتوں میں مربوط فوٹوولٹک، یا BIPV مختصر طور پر، بنیادی طور پر عمارتوں کے کچھ حصوں کو بجلی پیدا کرنے والے میں بدل دیتے ہیں۔ سوچئے کہ چھتیں، بیرونی دیواریں، یہاں تک کہ کھڑکیاں بجلی کے ذرائع بن جائیں بجلی صرف نظر آنے یا تحفظ کے لیے نہیں بنتی۔ یہ نظام ان معیاری شمسی پینل سے مختلف کام کرتے ہیں جو ہم دھات کے فریم والے گھروں کی چھت پر لگے ہوئے دیکھتے ہیں۔ اس کے بجائے، وہ اصل میں باقاعدہ تعمیراتی مواد کی جگہ لیتے ہیں جیسے شیل یا ونڈو شیشے بغیر عمارت کی مضبوطی کو سمجھوتہ کیے۔ امریکی محکمہ توانائی نے اس معاملے پر تحقیق کی اور کچھ دلچسپ پایا: جب عمارتوں میں توانائی پیدا کرنے والے عناصر کو شروع سے شامل کیا جاتا ہے، تو وہ مواد پر بچت کرتے ہیں اور جگہ کو بہتر استعمال کرتے ہیں اگر کوئی بعد میں واپس جائے اور شمسی پینل نصب کرے جب باقی سب کچھ پہلے ہی بنایا گیا ہو۔ ان کی تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ روایتی ریٹروفیکس کے مقابلے میں جگہ کے استعمال میں تقریباً 23 فیصد بہتری آئی ہے۔

بی آئی پی وی اور ریک نصب شمسی تنصیبات کے درمیان اہم اختلافات

عمارتوں میں مربوط فوٹوولٹک (بی آئی پی وی) اضافی نصب سازوسامان کو کم کرتی ہے کیونکہ وہ شمسی توانائی کے خلیات کو خود عمارتوں کے پنروک حصوں میں داخل کرتے ہیں۔ یہ نظر ان بھاری ریک سسٹم کے مقابلے میں بہت صاف ہے جو زیادہ تر لوگ چھتوں پر دیکھتے ہیں، اس کے علاوہ یہ واقعی گرمی کی منتقلی کے کچھ مسائل کو حل کرتا ہے جو باقاعدہ شمسی پینل کو متاثر کرتی ہیں. پچھلے سال قابل تجدید توانائی کے موضوع پر شائع ہونے والی تحقیق کے مطابق، یہ مشترکہ نظام تنصیب کے اخراجات میں 18 سے 24 فیصد تک کی بچت کر سکتے ہیں کیونکہ بلڈروں کو بنیادی ڈھانچے کے کام مکمل کرنے کے بعد الگ الگ بجلی پیدا کرنے والے اجزاء نصب کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔

عمارت کے احاطے میں BIPV کا فعال انضمام

جب تعمیرات میں BIPV کو ضم کرنے کی بات آتی ہے، تو ہم عام طور پر معیاری چھت یا خاردار مواد کے تقریباً 15 فیصد سے لے کر 30 فیصد تک کو فوٹو وولٹائک آپشنز سے تبدیل کرنے پر غور کرتے ہیں۔ درست اعداد و شمار کافی حد تک مختلف علاقوں میں مقامی عمارت کی ضوابط کی ضروریات پر منحصر ہوتے ہی ہیں۔ ان نظاموں کی حیرت انگیز بات یہ ہے کہ وہ نہایت شدید حالات کا مقابلہ کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ انہیں 130 میل فی گھنٹہ کی رفتار سے چلنے والی ہواؤں کا مقابلہ کرنا ہوتا ہے اور 40 پونڈ فی مربع فٹ سے زائد برف کے بوجھ کے تحت بھی اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرنا ہوتا ہے، جبکہ پانی روکنے کی صلاحیت متاثر نہیں ہونی چاہیے۔ فریم لیس سورج کے شیشے کے پینلز اور چالاک انٹر لاکنگ PV شنگل ڈیزائن جیسی حالیہ کامیابیوں کی بدولت، معماروں کو اب کہیں زیادہ لچک حاصل ہے۔ یہ نئی ٹیکنالوجی 60 ڈگری کے نہایت شدید ڈھلان سے لے کر صرف 5 ڈگری جتنی ہلکی جھلک تک کے چھت کے زاویوں پر بے داغ طریقے سے کام کرتی ہے، جس کی وجہ سے یہ تقریباً ہر قسم کی عمارت کی تعمیر کے لیے موزوں ہیں۔

BIPV انسٹالیشن کے لیے ساختی جائزہ اور چھت کی مطابقت

BIPV منسلک کرنے سے پہلے چھت کی درستگی اور لوڈ برداشت کی صلاحیت کا جائزہ

جب BIPV انسٹالیشنز کے لیے ساختی درستگی کا جائزہ لیا جائے، تو پہلا قدم یہ دیکھنا ہوتا ہے کہ چھت کس حالت میں ہے۔ ہمیں استعمال ہونے والے مواد اور ان فریمنگ اجزاء کی مضبوطی کے بارے میں جاننے کی ضرورت ہوتی ہے جو اب بھی موجود ہیں۔ زیادہ تر BIPV سسٹمز مجموعی وزن میں تقریباً ہر مربع فٹ پر 4 سے 6 پاؤنڈ کا اضافہ کرتے ہیں۔ اس کا مطلب ہے کہ ٹرسز اور فلور جوئسٹس صرف سورجی پینلز کو ہی برداشت کرنے کے قابل نہیں ہونے چاہئیں بلکہ وقتاً فوقتاً موسمی اثرات کا بھی مقابلہ کر سکیں۔ ان عمارتوں کے لیے جن کی چھتیں تقریباً 2008 سے قبل کی ہیں، امکانات زیادہ ہیں کہ آج کے حفاظتی معیارات کے مطابق ہونے کے لیے کسی نہ کسی قسم کی مضبوطی کی ضرورت ہوگی۔ 2023 میں چھت کے شعبے کے ماہرین کی حالیہ تحقیقات کے مطابق، تقریباً ہر 10 میں سے 4 BIPV ریٹروفٹس کو اضافی سٹیل سپورٹس کی ضرورت پڑی کیونکہ وہ سخت سردی کے علاقوں میں ہر مربع فٹ پر 30 پاؤنڈ سے زائد برف کے جمع ہونے کو برداشت نہیں کر سکے۔

ہوا کے بوجھ اور برف کے جمع ہونے کا ماؤنٹنگ سسٹم کی ڈیزائن پر اثر

جب ہوا کی اٹھانے والی قوتوں کی بات آتی ہے، تو وہ عمومی چھت کی ترتیبات میں دیکھے جانے والے ساختی دباؤ کو تقریباً 1.3 گنا تک بڑھا سکتی ہیں، جس کا مطلب یہ ہے کہ زیادہ تر عمارتوں کو چیزوں کو مناسب طریقے سے مضبوطی سے جوڑے رکھنے کے لیے خصوصی کنارے کے کلیمپنگ سسٹمز کی ضرورت ہوتی ہے۔ ان علاقوں کے لیے جہاں برف عام ہے، اگر سورج کے پینل 30 ڈگری سے کم زاویہ پر لگائے جائیں، تو ناپسندیدہ طور پر زیادہ برف کو روکے رکھنے کا تقریباً 60 فیصد امکان ہوتا ہے، اور اس سے چھت کی سطح پر کافی خراب دباؤ والے مقامات بن جاتے ہی ہیں۔ اسکینڈی نیویا جیسے علاقوں میں کی گئی کچھ مطالعات نے دکھایا ہے کہ جب عمارت میں یکسر داخل شدہ فوٹو وولٹائک اریز بہتر شیب پر لگائی گئیں، تو جب وہ صرف چھت کے اوپر ہموار طور پر بچھائی گئی تھیں ان کے مقابلے میں برف کے وزن کی وجہ سے دراڑوں کے تقریباً 72 کم واقعات کا سامنا کرنا پڑا۔ اس لیے یہ منطقی بات ہے کہ اب بہت سے ٹھیکیدار انسٹالیشن کے عمل کا حصہ کے طور پر مناسب زاویہ اختیار کرنے کی سفارش کرتے ہیں۔

ساختی تشخیص میں انجینئرنگ معیارات اور تعمیل

BIPV انسٹالیشنز کو بین الاقوامی عمارت کوڈ (IBC 2021) کے معیارات پر پورا اترنا ضروری ہوتا ہے جب یہ جانبی قوتوں کو سنبھالنے اور اپنے وزن کی حمایت کرنے کی بات آتی ہے۔ ان منصوبوں پر کام کرنے والے ہر شخص کے لیے تیسرے فریق کی جانب سے تصدیق حاصل کرنا بہت اہمیت رکھتا ہے۔ UL 2703 تصدیق ماؤنٹنگ ہارڈ ویئر کی جانچ کرتی ہے جبکہ IEC 61215 مختلف حالات کے تحت ماڈیولز کی لمبی عمر کا جائزہ لیتی ہے۔ یہ صرف دستاویزی اسناد نہیں ہیں بلکہ عملی طور پر کارکردگی کی حقیقی توقعات مقرر کرتی ہیں۔ مطابق 2023 میں سسٹین ایبل انرجی ایکشن کی جانب سے شائع کردہ رہائشی BIPV چھت کنافی کی ہدایات کے مطابق، آگ کی درجہ بندی کے بارے میں بھی ایک اہم تقاضا ہے۔ نظاموں کو یہ ظاہر کرنا ہوتا ہے کہ وہ آگ کا مناسب طریقے سے مقابلہ کر سکتے ہیں، جس کی درجہ بندی علاقے کے لحاظ سے کلاس A سے لے کر C تک ہوتی ہے۔ مقامی ضوابط ہی یہ طے کرتے ہیں کہ منصوبے کے مقام کے لیے کونسا کلاس درکار ہے۔

سورج کی روشنی کے استعمال کو بہتر بنانا: سمت، جھکاؤ اور سایہ کے اعتبارات

مناسب پینل کی جسامت اور جھکاؤ کے زاویوں کے ساتھ توانائی کی زیادہ سے زیادہ پیداوار حاصل کرنا

عمارت یکسر فوٹو وولٹک (BIPV) سسٹمز اس وقت بہترین کام کرتے ہیں جب ان کے پینلز کو آسمان میں سورج کی حرکت کے مطابق درست طریقے سے نصب کیا جائے۔ خطِ استوا کے شمال میں واقع مقامات کے لیے، گزشتہ سال سولر انرجی ریسرچ گروپ کی تحقیق کے مطابق، مشرق یا مغرب کی جانب منہ کرنے والے سیٹ اپس کے مقابلے میں، پینلز کو تقریباً سچی جنوب سے 15 ڈگری کے انحراف پر اشارہ کرنا سالانہ توانائی کی پیداوار میں تقریباً 18 فیصد اضافہ کر سکتا ہے۔ صحیح زاویہ منتخب کرنا بھی اہمیت کا حامل ہے۔ جب ماڈیولز کو ان کی تنصیب کی جگہ کے عرض البلد کے مطابق جھکایا جاتا ہے، تو وہ موسموں کے دوران زیادہ مؤثر طریقے سے دھوپ جمع کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر میڈرڈ کو لیجیے جو تقریباً 40 ڈگری شمالی عرض البلد پر واقع ہے۔ وہاں 40 ڈگری کے زاویے پر نصب کردہ پینلز چھتوں پر صرف فلیٹ حالت میں رکھے گئے پینلز کے مقابلے میں سردیوں میں تقریباً ایک تہائی تک بجلی کے نقصان کو کم کر دیتے ہیں۔

سایہ کا تجزیہ اور جگہ کے مخصوص سورج تک رسائی کے تقاضوں پر غور

شہری علاقوں میں BIPV سسٹمز کی تنصیب کرتے وقت 3D ماڈلنگ سافٹ ویئر کے ساتھ مکمل سایہ دار مطالعہ کرنا بہت ضروری ہے تاکہ یہ سمجھا جا سکے کہ سال بھر میں عمارت کے مختلف حصوں پر کتنی دھوپ پڑتی ہے۔ 2022 کے لگ بھگ کی تحقیق سے پتہ چلا کہ قریبی عمارتیں درمیانی بلندی کی عمارتوں کے لیے توانائی کی پیداوار میں 9 فیصد سے لے کر 27 فیصد تک کمی کر سکتی ہیں، جس کا مطلب ہے کہ ان حالات کے مطابق ڈھل سکنے والے ماؤنٹنگ اختیارات کی ضرورت ہوتی ہے۔ خاص طور پر جھکی چھتوں پر، جدید سیمیولیشن پروگرام وہ بہترین مقامات دریافت کرنے میں مدد کرتے ہیں جہاں سایہ داری کا دورانیہ اوسطاً روزانہ 15 منٹ سے کم ہوتا ہے۔ سسٹم کی کل کارکردگی کا حساب لگاتے وقت سایہ داری کے ان مختصر وقتوں کا بہت زیادہ اثر پڑتا ہے۔

کیس اسٹڈی: شہری BIPV سیٹ اپس میں درست ہم آہنگی سے کارکردگی میں بہتری

بارسلونا میں ایک تعمیرِ نو کے منصوبے نے درست سمت کی اہمیت کو ظاہر کیا گیا — پینل کے ازیموتھ کو 8° اور جھکاؤ کو 12° تک ملانے سے، باوجود 58 فیصد واقعہ شیڈنگ کے، توانائی کے حصول میں 22 فیصد اضافہ ہوا۔ اس ڈیزائن میں معماری ساخت کو برقرار رکھتے ہوئے چمنی کے سائے کو دور کرنے کے لیے الگ الگ نصب کرنے والے براکٹس کا استعمال کیا گیا، جس سے یہ ثابت ہوا کہ شہری پابندیوں پر قابو پانے کے لیے ہدف بنائی گئی سمت کی اصلاحات موثر ثابت ہو سکتی ہی ہیں۔

قابل اعتماد BIPV انضمام کے لیے نصب کرنے کی تکنیکس اور واٹر پروف کرنے کی حکمت عملیاں

BIPV ترتیبات میں کالمز، سٹرنگرز اور بیمز کی تنصیب

عمارت میں ضم شمسی وولٹائک کے لیے ماؤنٹنگ سسٹمز کی انجینئرنگ احتیاط سے کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، کیونکہ انہیں ساختی ضروریات کے ساتھ ساتھ شمسی پینلز کی خصوصی ضروریات کو بھی پورا کرنا ہوتا ہے۔ زیادہ تر تنصیبات اپنے بنیادی فریم کے طور پر سٹیل کے ستونوں کو الیومینیم کے سٹرینجرز کے ساتھ جوڑتی ہیں، جو تمام پینلز کے وزن کو برابر تقسیم کرنے میں مدد کرتا ہے تاکہ دیوار کے کسی ایک حصے پر بہت زیادہ دباؤ نہ پڑے۔ NREL کی 2023 کی تحقیق کے مطابق، بالکن کے درمیان فاصلہ درست کرنے سے مواد کی ضرورت تقریباً 18% تک کم کی جا سکتی ہے، بغیر یہ کہ پورے سسٹم کی مضبوطی متاثر ہو۔ جب شیروانی چھت کے ڈیزائن کا سامنا ہو، تعمیر کار اکثر مثلثی ٹرسز کا استعمال کرتے ہیں کیونکہ یہ شکلیں تیز ہواؤں کے تحت بھی موڑنے کی مزاحمت کرتی ہیں، جو IBC 2021 کی 140 میل فی گھنٹہ تک کی رفتار کے لیے ہوا کی مزاحمت کی وضاحت کو پورا کرتی ہیں۔

مختلف چھت کی جیومیٹری کے لیے W قسم کے پانی کے چینلز اور کلیمپس کو مطابقت دینا

W پروفائل ڈرینیج چینل ان مشکل سرکولر یا عجیب الشکل چھتوں کے لیے واقعی بہترین کام کرتا ہے جو آج کل جدید عمارتوں میں بہت عام ہیں۔ جب اسٹینڈنگ سیم میٹل چھتوں پر نصب کیا جاتا ہے، تو خصوصی بریکٹس تمام چیزوں کو جگہ پر رکھتے ہیں اور نیچے والی واٹر پروف تہہ کو بھی محفوظ رکھتے ہی ہیں۔ مطالعات سے ظاہر ہوتا ہے کہ ان W قسم کے نظاموں سے عام گٹروں کے مقابلے میں تقریباً 43 فیصد تک پانی کے داخل ہونے کو کم کیا جا سکتا ہے، خاص طور پر ان مقامات پر جہاں سالانہ 40 انچ سے زیادہ بارش ہوتی ہے۔ اس قسم کی کارکردگی انہیں مختلف قسم کے تعمیراتی منصوبوں کے لیے غور کرنے کے قابل بناتی ہے۔

نمی کے داخلے کو روکنے کے لیے کناروں اور اوورلیپس کو سیل کرنا

اہم سیلنگ والے علاقوں میں پینل سے فلیشِنگ جنکشنز، اسکائی لائٹ کے اردگرد کے علاقے، اور پیراپیٹ وال ٹرانزیشنز شامل ہیں۔ بیوٹائل بنیاد پر مبنی سیلنٹس کا استعمال ای ڈی پی ایم گسکٹس کے ساتھ مل کر مضبوط رکاوٹیں بنا دیتا ہے، جبکہ حرارت کے ذریعے لگائے گئے بِٹومِنَس میمبرینز نمی والے علاقوں میں 0.02 پرم درجہ حاصل کرتے ہی ہیں۔ 75–100 ملی میٹر اوورلیپ معیار (ای ایس ٹی ایم ڈی1970) حرارتی حرکت کے دوران بھی موئے شعرہ کے عمل کو روکتا ہے۔

موسمی نقصانات اور حرارتی پلتوں کے خلاف مؤثر ڈرینیج اور طویل مدتی پائیداری کو یقینی بنانا

ڈرینیج کا دوہرا نظام سطحی سطح کے چینلز کو شامل کرتا ہے جو طوفانی پانی کا 80% موڑ دیتے ہیں اور میمبرین کے نیچے ثانوی ڈرینیج کا تصور۔ ماؤنٹنگ ہارڈ ویئر اور چھت کی تہوں کے درمیان فائبر-تقویت شدہ پولیمر اسپیسرز حرارتی پل کو 62% تک کم کر دیتے ہیں، جیسا کہ 2022 کی اوق ریج نیشنل لیب کی تحقیق میں بتایا گیا ہے۔ سالانہ انفراریڈ تھرمو گرافی انسپکشنز کلیڈنگ سسٹمز کے پیچھے نمی کے جمع ہونے کا وقت پر پتہ لگانے میں مدد کرتی ہیں۔

بجلی کی حفاظت، فکسنگ کے بہترین طریقے، اور بی آئی پی وی سسٹمز کی دیکھ بھال

درمیانے اور آخری کلیمپس کے ساتھ پینلز کو محفوظ کرنا: بہترین طریقے اور ٹارک کی وضاحتات

ان کلیمپس کو درست طریقے سے لگانا BIPV نظام میں میکانی خرابیوں کو روکنے اور موسمی مزاحمت برقرار رکھنے میں بہت مدد دیتا ہے۔ عام طور پر، ہم درمیانے کلیمپس کو زیادہ سے زیادہ تقریباً 24 انچ کے فاصلے پر رکھتے ہیں۔ ٹارک کی مقدار 30 سے 35 انچ پاؤنڈ کے درمیان ہونی چاہیے تاکہ PV ماڈیولز کو زیادہ تنگ نہ کیا جائے یا خلا پیدا نہ ہو۔ حالانکہ آخری کلیمپس کو تھوڑی زیادہ قوت کی ضرورت ہوتی ہے، جو 40 سے 45 انچ پاؤنڈ تک ہونی چاہیے، کیونکہ وہ ASCE معیارات کے مطابق طوفانی علاقوں میں 30 psf سے زیادہ دباؤ کے وقت ہوا کی اٹھان کا مقابلہ کرنے کے لیے بنائے جاتے ہیں۔ تمام سامان کے لیے سٹین لیس سٹیل بہترین کام کرتا ہے، خاص طور پر EPDM بفرز کے ساتھ جوڑا جائے تو۔ یہ امتزاج مختلف دھاتوں کے رد عمل سے ہونے والی پریشانیوں کو روکتا ہے اور دوسرے مواد کے مقابلے میں درجہ حرارت کی تبدیلیوں کو بہتر طریقے سے برداشت کرتا ہے۔

BIPV میں وائرنگ کا انضمام اور برقی حفاظت کے پروٹوکول

جب BIPV سسٹمز کی تنصیب کی جاتی ہے، تو NFPA 70B وائرنگ معیارات پر عمل کرنا نہایت ضروری ہوتا ہے، خاص طور پر جب 80 وولٹ سے زیادہ DC وولٹیج کا سامنا ہو، اس صورت میں آرک فالٹ سرکٹ انٹروپٹرز (AFCIs) کو شامل کرنا چاہیے۔ پائپ لائنوں اور عمارت کی ساخت کے درمیان تقریباً 12 انچ کی جگہ چھوڑنا صرف اچھی مشق ہی نہیں بلکہ NFPA 70E کے تحت ضروری انفراریڈ چیکس کو محفوظ طریقے سے انجام دینا آسان بناتا ہے۔ ان تمام کاروائیوں کے دوران حفاظت کو سب سے اہم رکھا جانا چاہیے۔ جب بھی مرمت کا کام ہو رہا ہو، لاک آؤٹ ٹیگ آؤٹ (LOTO) طریقہ کار کی ہمیشہ سختی سے پیروی کی جانی چاہیے۔ 600 وولٹ سے زیادہ چلنے والے برقی سسٹمز کے لیے، ممکنہ آرک فلیش علاقوں کے گرد تقریباً 48 انچ کا محفوظ علاقہ قائم کرنا ناقابلِ تنسیخ ہے۔ اور باقاعدہ ٹیسٹنگ کو بھی مت بھولیں، سالانہ بمعزولی مزاحمت کے ٹیسٹ 1000 وولٹ DC پر تقریباً ایک منٹ تک چلتے ہیں، جو مسائل کو وقت سے پہلے پکڑنے میں مدد دیتے ہیں تاکہ آئندہ بڑے مسائل بننے سے پہلے ہی ان کا حل نکالا جا سکے۔

BIPV ماونٹس کے لیے باقاعدہ مرمت اور معائنہ کے شیڈول

ایک تین سطحی دیکھ بھال کی حکمت عملی BIPV کی کارکردگی کو بہتر بناتی ہے:

1. سہ ماہی : جنکشن باکس میں 5°C سے زائد حرارت پیدا کرنے والے مقامات کا انفراریڈ اسکین کرکے پتہ لگانا
2. دو سالہ : 200 psi واٹر جیٹ ٹیسٹنگ کے ذریعے سیلنٹ کی یکسری کی جانچ
3. سالانہ : 10 فیصد کلیمپس پر ٹورک کی تصدیق (±10 فیصد رواداری کے اندر)

BIPV ڈیزائن میں حد سے کم نظری اثر اور مرمت کی سہولت کا توازن

جدید BIPV سسٹمز چینلائزڈ فریمنگ سسٹمز کے ذریعے 92 فیصد چھپی ہوئی وائرنگ حاصل کرتے ہیں جبکہ 15 منٹ سے کم وقت میں ماڈیول کی تبدیلی کی سہولت دیتے ہیں۔ 36 انچ کے فاصلے پر واقع گہرے رسائی پینل (کم از کم 12"x12") ہوا یا پانی کی رکاوٹ کو متاثر کیے بغیر بنا کسی آلے کے اجزاء کی تبدیلی کی اجازت دیتے ہیں۔