توانائی کی کھپت گندے پانی کی صفائی کے پلانٹس کے آپریٹنگ اخراجات کا ایک بڑا حصہ ہے۔ توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور پانی کی فراہمی اور پانی کی صفائی کے عمل میں توانائی کی کھپت کو کم کرنے کے لیے نئی ٹیکنالوجیز اور قابل تجدید توانائی کا استعمال کیسے کیا جائے، دنیا کے بہت سے گندے پانی کی صفائی کے پلانٹس کی توجہ کا مرکز بن گیا ہے۔ آج ہم آپ کو امریکہ میں کئی سیوریج پلانٹس میں شمسی توانائی کے استعمال کا تعارف کرائیں گے۔

واشنگٹن مضافاتی صفائی کمیشن، سینیکا اور ویسٹرن برانچ ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ، جرمن ٹاؤن اور اپر مارلبورو، میری لینڈ

واشنگٹن کے مضافاتی سینیٹری کمیشن (WSSC) نے دو آزاد 2 میگاواٹ سولر فوٹوولٹک پاور پلانٹس قائم کیے ہیں، جن میں سے ہر ایک تقریباً 3278MWh/سال کی سالانہ گرڈ سے منسلک بجلی کی خریداری کو پورا کر سکتا ہے۔ دونوں فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم سیوریج ٹریٹمنٹ پلانٹ کے ساتھ، زمین کے اوپر کھلے علاقوں میں بنائے گئے ہیں۔ سٹینڈرڈ سولر کو EPC کنٹریکٹر کے طور پر منتخب کیا گیا تھا، اور واشنگٹن گیس انرجی سروسز (WGES) مالک اور PPA فراہم کنندہ تھا۔ AECOM نظام کے اعلیٰ معیار کو یقینی بنانے کے لیے EPC سپلائرز کے ڈیزائن دستاویزات کا جائزہ لینے میں WSSC کی مدد کرتا ہے۔

AECOM نے ماحولیاتی اجازت نامے کی دستاویزات بھی میری لینڈ ڈیپارٹمنٹ آف انوائرنمنٹ (MDE) کو جمع کرائیں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ شمسی فوٹو وولٹک نظام مقامی ماحولیاتی ضوابط کی تعمیل کرتا ہے۔ دونوں سسٹمز 13.2kV/ 480V سٹیپ ڈاؤن ڈیوائس کے کلائنٹ سے جڑے ہوئے ہیں اور ٹرانسفارمر اور سیوریج ٹریٹمنٹ پلانٹ کی حفاظت کرنے والے کسی بھی ریلے یا سرکٹ بریکر کے درمیان واقع ہیں۔ انٹر کنکشن پوائنٹس کے انتخاب اور شمسی توانائی سے بجلی پیدا کرنے کی وجہ سے جو کبھی کبھی (اگرچہ شاذ و نادر ہی) سائٹ پر بجلی کی کھپت سے زیادہ ہو جاتی ہے، بجلی کی پیداوار کو گرڈ پر واپس آنے سے روکنے کے لیے نئے ریلے نصب کیے گئے ہیں۔ DC واٹر کے بلیو پلینز ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ کی سہولیات کی انٹر کنکشن کی حکمت عملی WSSC سے بہت مختلف ہے اور اس کے لیے متعدد انٹرکنکشن طریقوں کی ضرورت ہوتی ہے، بنیادی طور پر اس بات پر غور کرتے ہوئے کہ دو اہم یوٹیلیٹی پاور فیڈرز ہیں جن کی شاخیں تین مین الیکٹرک میٹرز ہیں اور اسی درمیانی وولٹیج سرکٹس ہیں۔

ہل وادی کے گندے پانی کے علاج کا پلانٹ، تھاؤزنڈ اوکس، کیلیفورنیا

ہل کینین سیوریج ٹریٹمنٹ پلانٹ 1961 میں بنایا گیا تھا، جس کی روزانہ پروسیسنگ کی گنجائش تقریباً 38,000 ٹن تھی، اور یہ اپنے بہترین ماحولیاتی انتظام کے لیے جانا جاتا ہے۔ سیوریج پلانٹ تین مرحلوں پر مشتمل ٹریٹمنٹ ڈیوائس سے لیس ہے، اور علاج شدہ گندے پانی کو دوبارہ دعوی شدہ پانی کے طور پر دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سائٹ پر بجلی کی کھپت کا 65% 500 کلوواٹ کوجنریشن یونٹ اور 584 کلو واٹ ڈی سی (500-کلو واٹ AC) سولر فوٹو وولٹک سسٹم کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے۔ شمسی فوٹو وولٹک نظام ایک اوور فلو ریزروائر میں بائیو سولڈز کے خشک کرنے والے بستر کے طور پر نصب کیا گیا ہے، جیسا کہ شکل 8 میں دکھایا گیا ہے۔ یہ ماڈیولر اجزاء پانی کی بلند ترین سطح سے اوپر ایک واحد محور ٹریکر پر نصب کیے گئے ہیں، اور تمام برقی آلات اس کے ایک طرف نصب کیے گئے ہیں۔ پانی کی مداخلت کو کم کرنے کے لیے چینل۔ سسٹم کو صرف اس لیے ڈیزائن کیا گیا ہے کہ موجودہ کنکریٹ پول کے نیچے کی پلیٹ پر عمودی گھاٹ اینکرز کو انسٹال کرنے کی ضرورت ہے، جس سے روایتی ڈھیروں یا بنیادوں کے لیے درکار تعمیرات کی مقدار کو کم کیا جائے۔ سولر فوٹو وولٹک سسٹم 2007 کے اوائل میں نصب کیا گیا تھا اور یہ موجودہ گرڈ کی خریداری کے 15% کو پورا کر سکتا ہے۔

وینٹورا کاؤنٹی واٹر ورکس ڈسٹرکٹ، مورپارک ری کلیمڈ واٹر پلانٹ، مورپارک، کیلیفورنیا

تقریباً 2.2 ملین گیلن (تقریباً 8330m3) 9,200 صارفین کا سیوریج روزانہ Moorpark Water Reclamation Facility میں بہتا ہے۔ وینٹورا کاؤنٹی کے 2011-2016 کے اسٹریٹجک پلان میں پانچ “اہم علاقوں” کی تفصیل دی گئی ہے، بشمول “ماحول، زمین کا استعمال، اور بنیادی ڈھانچہ”۔ اس مخصوص فیلڈ میں کلیدی اسٹریٹجک اہداف درج ذیل ہیں: “آزاد آپریشن، علاقائی منصوبہ بندی، اور عوامی/نجی تعاون کے ذریعے لاگت سے موثر توانائی کی بچت اور اخراج میں کمی کے اقدامات کو لاگو کریں۔”

2010 میں، وینٹورا کاؤنٹی واٹر ڈسٹرکٹ نمبر 1 نے فوٹو وولٹک نظام کی تحقیقات کے لیے AECOM کے ساتھ تعاون کیا۔ جولائی 2011 میں، علاقے کو مورپارک ویسٹ ریکلیمیشن فیسیلٹی میں 1.13 میگاواٹ فوٹو وولٹک پروجیکٹ پرفارمنس ایوارڈ فنڈ ملا۔ یہ خطہ ایک طویل درخواست برائے پروپوزل (RFP) کے عمل سے گزرا ہے۔ آخر کار، 2012 کے اوائل میں، RECSolar کو فوٹو وولٹک نظام کے ڈیزائن اور تعمیر کو شروع کرنے کے لیے پروجیکٹ کے لیے اجازت دی گئی۔ فوٹو وولٹک سسٹم نومبر 2012 میں استعمال میں لایا گیا اور اس نے متوازی آپریشن کا اجازت نامہ حاصل کیا۔

موجودہ شمسی فوٹو وولٹک نظام ہر سال تقریباً 2.3 ملین کلو واٹ گھنٹے بجلی پیدا کر سکتا ہے، جو گرڈ سے واٹر پلانٹ کے ذریعے خریدی گئی بجلی کا تقریباً 80 فیصد پورا کر سکتا ہے۔ جیسا کہ شکل 9 میں دکھایا گیا ہے، سنگل ایکسس ٹریکنگ سسٹم روایتی فکسڈ ٹائل سسٹم سے 20% زیادہ بجلی پیدا کرتا ہے، اس لیے بجلی کی مجموعی پیداوار کو بہتر بنایا گیا ہے۔ واضح رہے کہ جب محور شمال-جنوبی سمت میں ہو اور بٹ اری کھلے علاقے میں ہو تو سنگل ایکسس ٹریکنگ سسٹم کی کارکردگی سب سے زیادہ ہوتی ہے۔ موک پارک ویسٹ ری سائیکلنگ پلانٹ فوٹو وولٹک سسٹمز کے لیے بہترین جگہ فراہم کرنے کے لیے ملحقہ کھیتوں کی زمین کا استعمال کرتا ہے۔ ٹریکنگ سسٹم کی بنیاد زمین کے اندر وسیع فلینج بیم پر رکھی گئی ہے، جس سے تعمیراتی لاگت اور وقت بہت کم ہو جاتا ہے۔ منصوبے کے پورے لائف سائیکل کے دوران، خطے کو تقریباً 4.5 ملین امریکی ڈالر کی بچت ہوگی۔

کیمڈن کاؤنٹی میونسپل پبلک یوٹیلیٹیز ایڈمنسٹریشن، نیو جرسی

2010 میں، کیمڈن کاؤنٹی میونسپل یوٹیلیٹیز اتھارٹی (CCMUA) نے اپنے آپ کو 100% قابل تجدید توانائی استعمال کرنے کا ایک جرات مندانہ ہدف مقرر کیا جو کہ روزانہ پیدا ہونے والے 60 ملین گیلن (تقریباً 220,000 m³) سیوریج کو پروسیس کرنے کے لیے مقامی بجلی سے سستی ہے۔ CCMUA کو احساس ہے کہ شمسی فوٹو وولٹک نظام میں ایسی صلاحیت موجود ہے۔ تاہم، CCMUA ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ بنیادی طور پر کھلے ری ایکشن ٹینکوں پر مشتمل ہے، اور روایتی چھتوں والی شمسی صفیں بجلی کی فراہمی کے لیے ایک خاص پیمانہ نہیں بنا سکتیں۔

اس کے باوجود، CCMUA اب بھی کھلا ٹینڈر ہے۔ ٹینڈر میں حصہ لینے والے مسٹر ہیلیو سیج نے اپنے یقین کا اظہار کیا کہ کچھ اضافی پراجیکٹس کے ذریعے سولر گیراج جیسا فوٹو وولٹک سسٹم کھلے تلچھٹ ٹینک کے اوپر لگایا جائے گا۔ چونکہ پراجیکٹ صرف اس صورت میں معنی رکھتا ہے جب CCMUA فوری طور پر توانائی کی بچت حاصل کر سکتا ہے، اس لیے اسکیم کا ڈیزائن نہ صرف مضبوط ہونا چاہیے، بلکہ لاگت کا بھی۔

جولائی 2012 میں، CCMUA سولر سینٹر نے 1.8 میگاواٹ کا سولر فوٹوولٹک پاور جنریشن سسٹم شروع کیا، جو 7,200 سے زیادہ سولر پینلز پر مشتمل ہے اور 7 ایکڑ کے کھلے تالاب پر محیط ہے۔ ڈیزائن کی جدت 8-9 فٹ اونچی چھتری کے نظام کی تنصیب میں مضمر ہے، جو دیگر آلات کے تالابوں کے استعمال، آپریشن یا دیکھ بھال میں مداخلت نہیں کرے گی۔

سولر فوٹو وولٹک ڈھانچہ ایک اینٹی کورروشن (نمک پانی، کاربونک ایسڈ اور ہائیڈروجن سلفائیڈ) ڈیزائن ہے، اور ایک ترمیم شدہ کارپورٹ کینوپی ہے جو Schletter (فوٹو وولٹک بریکٹ سسٹمز کا ایک معروف سپلائر، بشمول کارپورٹس) کے ذریعے تیار کیا گیا ہے۔ PPA کے مطابق، CCMUA کا کوئی سرمایہ خرچ نہیں ہے اور وہ کسی بھی آپریشن اور دیکھ بھال کے اخراجات کے لیے ذمہ دار نہیں ہے۔ CCMUA کی واحد مالی ذمہ داری 15 سال کے لیے شمسی توانائی کی ایک مقررہ قیمت ادا کرنا ہے۔ CCMUA کا اندازہ ہے کہ اس سے توانائی کے اخراجات میں لاکھوں ڈالر کی بچت ہوگی۔

یہ اندازہ لگایا گیا ہے کہ شمسی فوٹو وولٹک نظام ہر سال تقریباً 2.2 ملین کلو واٹ گھنٹے (kWh) بجلی پیدا کرے گا، اور CCMUA انٹرایکٹو ویب سائٹ پر مبنی کارکردگی بہتر ہوگی۔ ویب سائٹ موجودہ اور جمع شدہ توانائی کی پیداوار اور ماحولیاتی صفات کو ظاہر کرتی ہے، اور توانائی کی موجودہ پیداوار کو حقیقی وقت میں ظاہر کرتی ہے، جیسا کہ ذیل کی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

ویسٹ بیسن میونسپل واٹر ڈسٹرکٹ، ای آئی سیگنڈو، کیلیفورنیا

ویسٹ بیسن میونسپل واٹر ڈسٹرکٹ (ویسٹ بیسن میونسپل واٹر ڈسٹرکٹ) ایک عوامی ادارہ ہے جو 1947 سے جدت کے لیے وقف ہے، جو مغربی لاس اینجلس کے 186 مربع میل کو پینے اور دوبارہ حاصل شدہ پانی فراہم کرتا ہے۔ ویسٹ بیسن کیلیفورنیا میں پانی کا چھٹا سب سے بڑا علاقہ ہے، جو تقریباً XNUMX لاکھ لوگوں کی خدمت کرتا ہے۔

2006 میں، ویسٹ بیسن نے طویل مدتی مالیاتی اور ماحولیاتی فوائد حاصل کرنے کی امید کے ساتھ، اپنے دوبارہ دعوی کردہ پانی کی سہولیات پر شمسی توانائی سے فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم نصب کرنے کا فیصلہ کیا۔ نومبر 2006 میں، سن پاور نے ویسٹ بیسن کو فوٹو وولٹک سرنی کو انسٹال کرنے اور مکمل کرنے میں مدد کی، جو 2,848 ماڈیولز پر مشتمل ہے اور 564 کلو واٹ براہ راست کرنٹ پیدا کرتا ہے۔ یہ نظام علاقے میں زیر زمین کنکریٹ پروسیسنگ اسٹوریج ٹینک کے اوپر نصب کیا گیا ہے۔ ویسٹ بیسن کا سولر فوٹو وولٹک پاور جنریشن سسٹم ہر سال تقریباً 783,000 کلو واٹ گھنٹے صاف قابل تجدید توانائی پیدا کر سکتا ہے، جبکہ عوامی سہولیات کی لاگت کو 10% سے زیادہ کم کر سکتا ہے۔ 2006 میں فوٹو وولٹک نظام کی تنصیب کے بعد سے، جنوری 2014 تک مجموعی توانائی کی پیداوار 5.97 گیگا واٹ (GWh) تھی۔ نیچے دی گئی تصویر ویسٹ بیسن میں فوٹو وولٹک نظام کو دکھاتی ہے۔

رینچو کیلیفورنیا واٹر ڈسٹرکٹ، سانتا روزا ری کلیمڈ واٹر پلانٹ، مریٹا، کیلیفورنیا

1965 میں اپنے قیام کے بعد سے، Rancho California Water District (Rancho California Water District, RCWD) نے 150 مربع میل کے دائرے میں موجود علاقوں میں پینے کے پانی، سیوریج کی صفائی، اور پانی کے دوبارہ استعمال کی صفائی کی خدمات فراہم کی ہیں۔ سروس ایریا Temecula/RanchoCalifornia ہے، بشمول Temecula City، Murrieta City کے کچھ حصے، اور Riverside County کے دیگر علاقے۔

RCWD کے پاس مستقبل کا وژن ہے اور وہ ماحولیات اور اسٹریٹجک اخراجات کے لیے انتہائی حساس ہے۔ عوامی سہولت کے بڑھتے ہوئے اخراجات اور 5 ملین امریکی ڈالر سے زیادہ کے سالانہ توانائی کے اخراجات کا سامنا کرتے ہوئے، انہوں نے سولر فوٹوولٹک پاور جنریشن کو متبادل کے طور پر سمجھا۔ شمسی فوٹو وولٹک نظاموں پر غور کرنے سے پہلے، RCWD بورڈ آف ڈائریکٹرز نے قابل تجدید توانائی کے اختیارات کی ایک سیریز کا جائزہ لیا، بشمول ہوا کی طاقت، پمپڈ اسٹوریج ریزروائرز وغیرہ۔

جنوری 2007 میں، کیلیفورنیا سولر انرجی پروگرام کے ذریعے کارفرما، RCWD نے مقامی عوامی افادیت کے دائرہ اختیار میں پانچ سالوں کے اندر کارکردگی کا ایوارڈ حاصل کیا- صرف $0.34 فی کلو واٹ-گھنٹہ بجلی۔ RCWD بغیر سرمائے کے خرچ کے SunPower کے ذریعے PPA کا استعمال کرتا ہے۔ RCWD کو صرف فوٹو وولٹک سسٹم سے پیدا ہونے والی بجلی کی ادائیگی کرنے کی ضرورت ہے۔ فوٹو وولٹک سسٹم سن پاور کے ذریعہ فنڈ، ملکیت اور چلایا جاتا ہے۔

1.1 میں RCWD کے 2009 میگاواٹ کے DC فوٹوولٹک سسٹم کی تنصیب کے بعد سے، یہ علاقہ بہت سے فوائد سے لطف اندوز ہو رہا ہے۔ مثال کے طور پر، سانتا روزا واٹر ریکلیمیشن فیسیلٹی (سانتا روزا واٹر ریکلیمیشن فیسیلٹی) ایک سال کے اخراجات میں US$152,000 بچا سکتی ہے، جو پلانٹ کی توانائی کی ضروریات کا تقریباً 30% پورا کرتی ہے۔ اس کے علاوہ، جیسا کہ RCWD اپنے فوٹو وولٹک نظام سے متعلق قابل تجدید توانائی کریڈٹ (RECs) کا انتخاب کرتا ہے، یہ اگلے 73 سالوں میں 30 ملین پاؤنڈ سے زیادہ نقصان دہ کاربن کے اخراج کو کم کر سکتا ہے، اور ماحولیات پر اس کا مثبت مارکیٹ اثر پڑتا ہے۔

شمسی فوٹوولٹک نظام سے اگلے 6.8 سالوں میں خطے کے لیے بجلی کی لاگت میں 20 ملین امریکی ڈالر تک کی بچت متوقع ہے۔ RCWD سانتا روزا پلانٹ میں نصب سولر فوٹو وولٹک نظام ایک جھکاؤ ٹریکنگ سسٹم ہے۔ روایتی فکسڈ ٹیلٹ سسٹم کے مقابلے میں، اس کی توانائی کی پیداوار کی شرح تقریباً 25% زیادہ ہے۔ لہذا، یہ سنگل محور فوٹوولٹک نظام کی طرح ہے اور جھکاؤ کے نظام کے مقابلے میں، لاگت کی تاثیر بھی نمایاں طور پر بہتر ہوئی ہے. اس کے علاوہ، ترچھا ٹریکنگ سسٹم کو سائے کی لکیر کو بذریعہ لائن بند کرنے سے بچنے کے لیے ایک بڑے رقبے کی ضرورت ہوتی ہے، اور اس کا رخ سیدھی لائن میں ہونا چاہیے۔ ترچھا ٹریکنگ سسٹم کی اپنی حدود ہیں۔ سنگل ایکسس ٹریکنگ سسٹم کی طرح، اسے ایک کھلے اور غیر محدود مستطیل علاقے میں بنایا جانا چاہیے۔