მზის გამოსხივების გამოყენება ელექტრო ენერგიის მისაღებად ერთ-ერთი ყველაზე აქტუალური საკითხია დღესდღეობით მთელ მსოფლიოში, რადგან ეს არის ეკოლოგიურად სუფთა და განახლებადი ენერგეტიკა. მონიწავე ქვეყნები დიდ თანხებს ხარჯავენ ალტერნატიული ენერგიის გასავითარებლად, თუმცა მხოლოდ მათ მიერ გლობალური დათბობის წინააღმდეგ ბრძოლა, საკმარისი არ არის, თუ სხვა ქვეყნებიც არ ჩაერთვებიან ამ უმნიშვნელოვანეს პროცესში.
მზის გამოსხივების ელექტროენერგიად გარდამქმნელი ბატარეების თანამედროვე ტექნოლოგია შეიძლება პირობითად დაიყოს 2 ძირითად ტიპად: მოდულების დამზადება მონოკრისტალური და თხელფენიანი სილიციუმის საფუძველზე კონცენტრატორის გარეშე (PV-ფოტოვოლტაიკა) და მოდულები, რომლებშიც გამოიყენება მზის გამოსხივების ოპტიკური კონცენტრატორები (CPV-კონცენტრირებული ფოტოვოლტაიკა.)
კომერციული გამოყენება მოდულების მზის ბატარეებისთვის განისაზღვრება ორი პარამეტრით: მარგი ქმედების კოეფიციენტით (%) და გამომუშავებული ელექტროენერგიის ფასებით (აშშ დოლარი/ვატი). დღეს 1 ვატი საშუალოდ ერთი დოლარი ღირს, მაგრამ აქტიური კვლევითი სამუშაოების მიხედვით, მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ მალე ერთი ვატის ღირებულება კიდევ უფრო დაიწევს.
მზის ენერგიის ელექტროენერგიად გარდაქმნა ხორციელდება ნახევარგამტარული ფოტოელემენტით, რომლის დამზადება ძვირადღირებული ტექნოლოგიის გამოყენებას მოითხოვს. ოპტიკური კონცენტრატორის გამოყენება მზის სხივების ნაკადს ერთ წერტილში აქცევს და ფოტოელემენტის ფართობი კლებულობს, რაც, საბოლოო ჯამში, იძლევა დიდ მოგებას ფასში. მარგი ქმედების კოეფიციენტი, რომელიც სილიციუმის ფოტოელემენტებზე დამზადებულ მზის ბატარეებში მხოლოდ 18%-ია, CPV-ში 30%-მდეა გაზრდილი. ეს ნიშნავს, რომ მზის გამოსხივების ელექტროენერგიად გარდაქმნისას კონცენტრატორის მეშვეობით ერთი მზის ნაცვლად ვიღებთ 500-1000 და მეტ მზეს.
ქართველმა ინჟინერ-გამომგონებელმა, ალექსანდრე მოსეშვილმა, ჯერ კიდევ 1999 წელს ამერიკაში დააპატენტა იდეა მზის ენერგიის ახალი კონცენტრატორული სისტემის (CPV) შექმნის შესახებ. CPV ცალკე მიმართულებად მსოფლიოში მხოლოდ 2006 წელს გამოიყო.
„საინტერესოა ის, რომ ნებისმიერი ინოვაცია დროთა განმავლობაში ნაკლებად აქტუალური ხდება. ამ შემთხვევაში სრულიად საპირისპიროდ მოხდა, მეტი ინტერესი აღიძრა, რაც მოდელის მაღალ ღირებულებას კიდევ უფრო ამტკიცებს.“ აღნიშნავს ალექსანდრე მოსეშვილი.
2002 წლიდან მოსეშვილი მჭიდროდ თანამშრომლობს CPV დარგში ივ. ჯავახიშვილის თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის სამეცნიერო–საწარმო კომპლექსის (სსკ) „ელექტრონული ტექნიკა“ მეცნიერებთან, რადგან ამ კომპლექსში ნახევარგამტარული ინტეგრალური სქემების შექმნის გარდა, ხორციელდება გალიუმ არსენიდის და მონათესავე შენაერთებზე მზის ელემენტების ტექნოლოგია.
როგორც თსუ-ს სამეცნიერო განყოფილების გამგე, ტექნიკურ მეცნიერებათა აკადემიური დოქტორი, ბატონი რევაზ მელქაძე განმარტავს, ალექსანდრე მოსეშვილის მიერ შექმნილი ინოვაციური კონსტრუქცია დღესდღეობით არსებული მზის ბატარეებისგან 10-ზე მეტი უპირატესობით გამოირჩევა, როგორიც არის ოპტიკური ნაწილის შექმნა ინტეგრალური მეთოდით; მზის ბატარეის წონის და სისქის შემცირება 5სმ-მდე და ა.შ.
პირველი საერთაშორისო დაინტერესება ალექსანდრე მოსეშვილის კონსტრუქციამ 2005 წელს ბარსელონაში მზის ენერგიისადმი მიძღვნილ კონფერენციაზე მოიპოვა, თუმცა ამ დაინტერესებას სერიოზული პრაქტიკული შედეგები არ მოჰყოლია. მოგვინებით, თსუ-ს რექტორმა, ბატონმა სანდრო კვიტაშვილმა გამოიჩინა დიდი ინტერესი ინოვაციის, როგორც კომერციალიზაციის ობიექტის მიმართ და მუდმივად ეხმარებოდა პროექტის ავტორებს. კერძოდ, 2011 წელს მისი თხოვნით სსკ–ს ესტუმრა
მსოფლიო ბანკის წარმომადგენელი, რომელმაც ურჩია მათ მსოფლიო ბანკის InfoDev-ის მიერ გამოცხადებულ კონკურსში მიეღოთ მონაწილეობა. კონკურსში, სსკ–მ შპს SolConEnergy-ს (სკე) სახელწოდებით მიიღო მონაწილეობა და მათ მიერ შექმნილი მზის ენერგიის ახალი კონცენტრატორი 750 პროექტიდან 50 გამარჯვეულში მოხვდა. InfoDev-ის მიერ ჩატარებულ ინოვაციისა და საწარმოო ტექნიკის მე-4 საერთაშორისო ფორუმზე, რომელიც ჰელსინკში გაიმართა, პროექტი ოცეულში შევიდა და სკე–ს ორი სერტიფიკატი გადაეცა.
„ამ გამარჯვებამ მოუტანა ინოვაციას საერთაშორისო აღიარება. მსოფლიო ბანკმა გამოგვიყო მცირე გრანტი ინოვაციის პრაქტიკული რეალიზაციის სამეცნიერო–ტექნიკური პროექტის მოსამზადებლად. სამეცნიერო–ტექნიკური პროექტი სერიოზულ თეორიულ და ექსპერიმენტულ გამოკვლევებზე არის დამყარებული. მას მხარი დაუჭირეს CPV ტექნოლოგიების აღიარებულმა ლიდერებმა, როგორებიც არიან Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE), გერმანია; GE Energy, აშშ და ISFOC, S.A.U ესპანეთი,“ ამბობს თსუ-ს სამეცნიერო განყოფილების „ელექტრონული ტექნიკა“ ხელმძღვანელი, ფიზიკა მათემატიკის მეცნიერებათა დოქტორი ნინა ხუჭუა.
შემოთავაზებული კონცეფციის დადებითი და უარყოფითი მხარეების ცალსახად შესაფასებლად და იმის დასადგენად, თუ რამდენად საინტერესო იქნება იგი СPV მრეწველობისათვის, აუცილებელია ახალი ტიპის СPV მოდულების პროტოტიპის პროექტირება, დამზადება და სერტიფიცირება თანამედროვე კომერციული წარმოების შესაბამისი მოწინავე უცხოური ტექნოლოგიების გამოყენებით.
ამ სტრატეგიის შესაბამისად, პროექტის ავტორები აქტიურად თანამშრომლობენ ფრაუნჰოფერის მზის ენერგიის ინსტიტუტთან. 2011 წლის სექტემბერში განხორციელდა ვიზიტი გერმანიაში, რომლის დროსაც ხელი მოეწერა ურთიერთგაგების მემორანდუმს სკე-თსუსა და ISE-ს შორის მომავალი თანამშრომლობის შესახებ და შემუშავდა ერთიანი დეტალური სამუშაო გეგმა პროტოკოლის სახით.
კონცენტრატორის ოპტიკური ნაწილის დასამზადებლად პარტნიორობისთვის მზადყოფნა საქვეყნოდ ცნობილმა ორმა კომპანიამ გამოთქვა INNOLITE GmbH, გერმანია და AWM Mold, Tech, შვეიცარია (როგორც ქვეკონტრაქტორმა), რაც შესაბამის მემორანდუმში არის დაფიქსირებული.
სამუშაო გეგმის მიხედვით, თავდაპირველი დაფინანსება გამოყენებული იქნება: ა) ოპტიკური ნაწილის (ლინზები და რეფლექტორები), ბ) უახლესი III-V ნახევარგამტარული მზის უჯრედებისა და გ) CPV-მოდულების ტესტირებისა და სერტიფიცირებისათვის. საველე პირობებში კონცეფციის სხვადასხვა კილოვატიან დონეზე სრულფასოვანი დემონსტრირებისთვის სრული დაფინანსება დაახლოებით 5 მილიონ აშშ დოლარად არის შეფასებული.
ოთხმხრივი (სკე/თსუ, ISE, INNOLITE, AWM) მოლაპარაკებების შედეგად, სერტიფიცირებული CPV პროტოტიპის მიღების მიზნით, მოხდა სტრატეგიის ოპტიმიზაცია, რათა მინიმალური დროისა და ხარჯების პირობებში მიღებულ იქნას უტყუარი ინფორმაცია კონცენტრატორის მახასიათებლების შესახებ. ამ თვალსაზრისით, მხარეებმა უპირატესობა მიანიჭეს დაფინანსების მოძიებას CPV ქვეუჯრედის ოპტიკური ნაწილისათვის და მხოლოდ ამის შემდგომ მოდულისათვის. ოპტიკური ქვეუჯრედის/მონო-მოდულის დამზადებისა და სერტიფიცირების ამ ეტაპზე შესაძლებელია ორი უმთავრესი პარამეტრის ენერგიის ღირებულების და მარგი ქმედების კოეფიციენტის განსაზღვრა, რომელიც განაპირობებს CPV მოდულის კომერციული გამოყენების პერსპექტივას. აღნიშნული სტრატეგიის წარმატებული განხორციელება ასევე ხელს შეუწყობს პოტენციური ინვესტორისთვის რისკფაქტორის შემცირებას ყოველი შემდგომი ეტაპისათვის.
ოპტიმიზირებული სტრატეგიის მიხედვით შემუშავებული მოკლევადიანი სამუშაო გეგმა ასახავს როგორც სამუშაოს და პასუხისმგებლობის განაწილებას მხარეებს შორის, ასევე ვადებსა და დაფინანსების საკითხებს. 15-თვიანი პროექტის მთლიანი დაფინანსება შეადგენს 158 000 ევროს.
ეს არის პრინციპულად მნიშვნელოვანი და პრესტიჟული საკითხი საქართველოსთვის, სწორედ ამიტომ, თსუ-ს მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ პროექტი მოიპოვებს სახელმწიფოს ჩართულობას თანხების მოძიებაში, მით უმეტეს, რომ პროექტი მოწონებულია საქართველოს გარემოს დაცვისა და ენერგეტიკის და ბუნებრივი რესურსების სამინისტროების მიერ.
პროექტის ავტორების ოცნებაა ფოტოელემენტების წარმოება საქართველოში დაიწყოს, რაც საკმაოდ მაღალ კვალიფიციურ სამუშაო ადგილებს წარმოშობს, თუმცა ამისთვის საჭიროა მანამდე შეიქმნას შესაბამისი პირობები: აშენდეს ქარხანა, მომზადდეს კადრები და ა.შ. დღესდღეობით CPV-ს წარმოება მსოფლიოში 15%-ით გაიზარდა, ხოლო შეკვეთების რაოდენობამ რამდენიმე ასეულ მილიარდს მიაღწია საერთაშორისო ორგანიზაციებიდან.
ავტორი: ნინა ბურჯანაძე
http://navigator.ge/ArticleView.aspx?Id=3117 
ქართველი მეცნიერების წარმატება მზის ენერგეტიკის, მიმართულებით 
თბილისის ფორუმი -> თემატური ფორუმი -> მეცნიერება და განათლება -> ტექნიკური და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებები
