Солнечная энергия в Израиле - Solar power in Israel

Фотоэлектрические батареи в Национальном центре солнечной энергии Израиля
Пустыня Негев является домом для израильской солнечной отрасли исследований, в частности, Национальный центр солнечной энергии и долины Арава , солнечный край Израиля

Использование солнечной энергии началось в Израиле в 1950-х годах с разработки Леви Йиссаром солнечного водонагревателя для решения проблемы нехватки энергии, от которой страдала новая страна. К 1967 году около 5% воды в домохозяйствах нагревалась солнечными батареями, и было продано 50 000 солнечных обогревателей. С нефтяного кризиса 1970 - х годов , Гарри Цви Фавор разработал прототип солнечного водонагревателя в настоящее время используется в более чем 90% израильских домов. В результате обязательного регулирования солнечного нагрева воды установлено более 1,3 миллиона солнечных водонагревателей.

Израильские инженеры находятся в авангарде технологий солнечной энергетики, а компании, работающие в сфере солнечной энергии, работают над проектами по всему миру. Однако, несмотря на то, что израильские инженеры были задействованы как в фотоэлектрической, так и в концентрированной солнечной энергии, первые израильские компании, которые стали лидерами рынка в своих областях, все были вовлечены в концентрированную солнечную энергию. Некоторыми яркими примерами этого являются BrightSource, Solel и Brenmiller Energy, которые все имеют дело с проектами коммунального масштаба. Кроме того, компания SolarEdge из Герцлии стала лидером на рынке инверторов для фотоэлектрической солнечной энергии, не относящейся к коммунальным предприятиям .

В 2009 году Израиль обнаружил запасы природного газа в своей исключительной экономической зоне, что может снизить необходимость развития солнечной энергетики. Солнечные технологии в Израиле продвинулись до такой степени, что они почти конкурентоспособны по стоимости с ископаемым топливом . Высокое годовое количество солнечных лучей в пустыне Негев стимулировало развитие всемирно известной индустрии исследований и разработок в области солнечной энергии. В конце 2008 года была одобрена схема зеленых тарифов , в результате чего было реализовано множество проектов по строительству солнечных электростанций в жилом и коммерческом секторах.

Цель Израиля - производить 10% энергии страны из возобновляемых источников к 2020 году, а недавнее решение кабинета министров поставило цель достичь 30% энергии страны из возобновляемых источников к 2030 году.

История и развитие

Производство возобновляемой электроэнергии в Израиле по источникам

В 1949 году премьер-министр Давид Бен-Гурион предложил Гарри Цви Табору работу в «отделе физики и инженерии» Исследовательского совета Израиля, и тот согласился. Он создал израильскую национальную лабораторию и создал стандарты для различных измерений, используемых в стране, в первую очередь британских , османских и метрических . Как только лаборатория была основана, он сосредоточился на солнечной энергии для исследований и разработок .

Солнечная энергия была особенно привлекательной из-за обилия и силы солнечных лучей в Израиле, а географическая широта Израиля находится на 30-й параллели северной широты , где годовая падающая солнечная энергия составляет 2000 кВтч на м 2 . Во-вторых, Израилю не хватает нефти, а конфликты с соседями сделали приобретение стабильного источника энергии национальным приоритетом. В частности, утверждается, что лучшей защитой от ракетной атаки, вырубающей национальную энергосистему, было бы создание распределенной энергосистемы , что означало бы солнечные поля мощностью 25–50 мегаватт по всему Израилю.

В начале 1950-х Табор начал исследовать, почему солнечные установки неэффективны. В конце концов он разработал «селективные черные поверхности», которые его команда из Национальной физической лаборатории модифицировала, используя методы никеля и хрома, чтобы затемнить металлы. Эти поверхности, которые стали известны как поверхности Табора , особенно эффективны для улавливания тепла для использования в солнечных водонагревателях .

Табор и французский иммигрант Люсьен Броницки разработали небольшую солнечную электростанцию, турбину с органическим циклом Ренкина , для развивающихся стран с проблемными энергосистемами. Он был разработан для устранения проблем с обслуживанием поршневых двигателей, поэтому у него была только одна движущаяся часть - ротор . Прототип мощностью 3 кВт был выставлен на конференции ООН по новым источникам энергии в Риме в 1961 году , но не имел коммерческого успеха.

Накопленная мощность фотоэлектрических систем ( МВт )
2004 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г. 2013 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 (прогноз)
0,9 1.0 1.3 1,8 3.0 24,5 69,9 190 237 481 731 780 905,6 1005 1450 2670

Солнечный пруд Мертвого моря

В 1965 году Люсьен Броницки основал компанию Ormat Industries для коммерциализации концепции турбины с органическим циклом Ренкина . В 1970-х и 1980-х годах Ормат построил и эксплуатировал одну из первых в мире электростанций, производящих электричество из солнечной энергии; завод располагался в Эйн-Бокеке, недалеко от южной части Мертвого моря в Израиле.

На заводе использовалась технология, известная как солнечный пруд , крупномасштабный коллектор солнечной тепловой энергии со встроенным накопителем тепла для подачи тепловой энергии. Это был самый большой действующий солнечный пруд, когда-либо построенный для выработки электроэнергии, и действовал до 1988 года. Он имел площадь 210 000 м² и давал электрическую мощность 5 МВт.

Солнечные водонагреватели

Солнечный водонагреватель на крыше в Иерусалиме

В период жесткой экономии в Израиле в 1950-х годах наблюдался дефицит топлива, и правительство запретило нагрев воды с 10:00 до 18:00. По мере ухудшения ситуации инженер Леви Йиссар предложил вместо строительства большего количества электростанций, домов следует перейти на солнечные водонагреватели. Он построил прототип у себя дома, а в 1953 году основал компанию NerYah, первого в Израиле коммерческого производителя солнечных водонагревателей. К 1967 году примерно каждая двадцатая семья нагревала воду с помощью солнца, и было продано 50 000 солнечных обогревателей. Однако дешевая нефть из Ирана и с нефтяных месторождений, захваченных в ходе Шестидневной войны, сделала израильское электричество дешевле, и спрос на солнечные обогреватели упал. После энергетического кризиса 1970-х годов в 1980 году израильский кнессет принял закон, требующий установки солнечных водонагревателей во всех новых домах (за исключением высоких башен с недостаточной площадью крыши). В результате Израиль в 2007 году был мировым лидером по использованию солнечной энергии на душу населения (3% от первичного национального потребления энергии).

В начале 1990-х годов все новые жилые дома требовали от правительства установки солнечных водонагревательных систем, и, по оценкам Министерства национальной инфраструктуры Израиля, солнечные панели для нагрева воды удовлетворяют 4% общей потребности страны в энергии. Израиль и Кипр являются лидерами в использовании солнечных систем горячего водоснабжения на душу населения: ими пользуются более 90% домов. По оценкам Министерства национальной инфраструктуры, солнечное нагревание воды позволяет Израилю экономить 2 миллиона баррелей (320 000 м 3 ) нефти в год.

Зеленый тариф

2 июня 2008 года Управление коммунальных предприятий Израиля утвердило зеленый тариф для солнечных электростанций. Тариф ограничен общей установкой 50 МВт в течение 7 лет, в зависимости от того, что будет достигнуто раньше, с максимальной установкой 15 кВт для жилых домов и не более 50 кВт для коммерческих . Министерство национальной инфраструктуры объявило в декабре 2009 года о расширении схемы зеленых тарифов на солнечные электростанции среднего размера мощностью от 50 киловатт до 5 мегаватт, хотя к июню 2010 года был одобрен только один проект.

Учебно-исследовательская база

Энергетическая программа Гранд Технион (GTEP)

Многопрофильные ученые из Техниона - Израильского технологического института объединяют ресурсы в GTEP для развития науки о солнечной энергии.

Нано-наука и солнечная энергия

Обладая прочной базой в области нанотехнологий и науки, GTEP является пионером в области наноэнергетики.

  • Эфрат Лифшиц обнаружил, что наноразмерные материалы, состоящие из нанокристаллических квантовых точек, могут поглощать солнечный свет не только в видимом диапазоне, как это делают материалы, которые в настоящее время используются в солнечных панелях, но также в инфракрасном и УФ-диапазонах. Это делает их идеальными для фотоэлектрических элементов, используемых для превращения солнечного света в электричество, обещая гораздо более эффективную солнечную энергию.
  • Нир Тесслер возглавляет группу по органическим фотоэлектрическим материалам.
  • Гитти Фрей специализируется на органической электронике - пластиковой электронике, которая функционирует как электронно, так и оптически. Они излучают свет и могут передавать электрические сигналы или поглощать свет и генерировать энергию, например электричество. Фрей вводит совершенно новые свойства в этой области, создавая эффективные и полезные самоорганизующиеся структуры в наномасштабе. Фрей работает над солнечным элементом для преобразования солнечного света в электрическую энергию. Она предсказывает, что это исследование приведет к созданию систем солнечной энергии, которые будут более дешевыми, прочными, гибкими, более эстетичными и универсальными.

Национальный центр солнечной энергии

Самая большая в мире тарелка солнечной энергии находится в Национальном центре солнечной энергии Бен-Гуриона.

Национальный центр солнечной энергии был основан в 1987 году Министерством национальной инфраструктуры и является частью Университета Бен-Гуриона в Негеве . В 2007 году директор Центра Дэвид Фэйман объявил, что Центр вместе с Zenith Solar участвовал в проекте по созданию домашней солнечной энергетической системы, в которой используется отражательная тарелка площадью 10 квадратных метров. В ходе испытаний технология концентрированной солнечной энергии оказалась в пять раз эффективнее стандартных плоских фотоэлектрических кремниевых панелей, что сделало бы ее почти такой же дешевой, как нефть и природный газ. В прототипе, готовом к коммерциализации, концентрация солнечной энергии была более чем в 1000 раз выше, чем у стандартных плоских панелей. По словам Файмана, который возглавлял израильскую команду, которая разработала эту технологию, 10% населения Израиля (1000 мегаватт ) могли жить за счет энергии с 12 квадратных километров земли.

Институты Джейкоба Блауштайна по исследованию пустынь

Институт Джейкоба Блаустайна по исследованию пустынь был основан Амосом Ричмондом, а его факультет является частью Университета Бен-Гуриона в Негеве . У него есть программа исследований солнечной энергии, которая помогла в разработке пассивного отопления , включающего смягчение экстремальных температур и холода в пустыне за счет эффективного хранения в дневное и ночное время. Один исследовательский проект - это жилой дом из сырца с рациональным оконным проемом . В комнате установлены призмы , передающие тепло днем, и их можно вращать, чтобы тепло отводилось ночью.

Есть двухслойная теплица , в которой в течение дня используется раствор сульфата меди в качестве теплового экрана. Жидкость перекачивается между двумя кожами, защищает интерьер от ультрафиолетовых лучей и собирает тепло. Ночью жидкость рециркулирует, возвращая тепло теплице.

Отделение солнечных исследовательских центров Института Вейцмана

В дополнение к солнечному реактору, солнечные исследовательские установки Научного института Вейцмана являются одними из самых передовых лабораторий в мире для исследования концентрированной солнечной энергии. Они опробовали солнечную технологию в производстве водородного топлива, которая была успешно опробована в больших масштабах. Тарек Абу-Хамед, израильский ученый из Университета Миннесоты , с коллегами Якобом Карни и Майклом Эпштейном, руководителем солнечной установки в Вейцманне, были разработчиками нового метода более дешевого, эффективного и безопасного производства водородного топлива при решении проблемы хранения. и вопросы транспорта.

Другие нововведения включают использование солнечного света для космической связи и метеорологической информации; управление светозависимыми химическими реакциями; и разработка фотодинамической терапии рака .

Солнечные электростанции

Негев

Солнечные впадины в Негеве

Пустыня Негев и окрестности, включая долину Арава , являются самыми солнечными частями Израиля, и на этой земле мало пахотных земель , поэтому она стала центром израильской солнечной индустрии. Дэвид Файман считает, что энергетические потребности будущего Израиля могут быть удовлетворены за счет строительства солнечных электростанций в Негеве. В качестве директора Национального центра солнечной энергии Бен-Гуриона он управляет одной из самых больших солнечных тарелок в мире.

В мае 2016 года была введена в эксплуатацию солнечная электростанция «Змороть» мощностью 50 МВт. Завод использует солнечную батарею из 207 000 панелей, и на ее строительство ушло 18 месяцев.

В промышленном комплексе Rotem за пределами Димоны, Израиль , более 1600 солнечных зеркал фокусируют солнечные лучи на башне, нагревая водогрейный котел и создавая пар. Компания BrightSource Industries (Израиль), Ltd. использует солнечную батарею для тестирования новой технологии для трех новых солнечных электростанций, которые будут построены в Калифорнии для Pacific Gas and Electric Company и Southern California Edison .

Земледелие и кибуцы

Солнечные панели установлены на жилом доме в Израиле

Первая солнечная электростанция в Израиле открылась в августе 2008 года. Моше Тенне построил электростанцию ​​мощностью 50 кВт на своей ферме в Негеве за 1,3 миллиона шекелей , и он рассчитывает зарабатывать 220 000 шекелей в год от продажи избыточной электроэнергии в национальную электросеть . После того, как Министерство национальной инфраструктуры объявило, что расширит свою схему зеленых тарифов на солнечные электростанции среднего размера мощностью от 50 киловатт до 5 мегаватт, Sunday Solar Energy объявила, что инвестирует 133 миллиона долларов в фотоэлектрические солнечные батареи для установки в кибуцах. . В декабре 2008 года воскресная компания объявила, что кибуц Рейм в западном Негеве станет первой общиной в мире, полностью полагающейся на солнечную энергию. Установка в Рейме стоимостью 60–100 миллионов шекелей будет генерировать не менее 2,5 мегаватт во время пикового потребления. Избыточная энергия будет продана компании Israel Electric Company . Ожидается, что инвестиции окупятся через 10 лет, а расходы и доходы будут равномерно разделены между кибуцем и воскресеньем.

Энергетическая компания Арава

Солнечное поле Кетура, 2012 г.

Ketura Sun - первое коммерческое месторождение солнечной энергии в Израиле . Построенный в начале 2011 года компанией Arava Power Company в кибуце Кетура , Ketura Sun занимает площадь в двадцать акров и, как ожидается, будет производить экологически чистую энергию в объеме 4,95 мегаватт. Месторождение состоит из 18 500 фотоэлектрических панелей производства Suntech , которые будут производить около 9 гигаватт-часов электроэнергии в год. В следующие двадцать лет на месторождении не будет производиться около 125 000 метрических тонн углекислого газа. Открытие месторождения состоялось 15 июня 2011 года.

22 мая 2012 года Arava Power Company объявила, что достигла финансового закрытия на дополнительные 58,5 МВт для 8 проектов, которые будут построены в Араве и Негеве, стоимостью 780 миллионов шекелей или примерно 204 миллиона долларов. Президент и соучредитель APC Йосеф Абрамовиц заявил: «Наша работа еще не завершена. Израилю необходимо принять поставленную Европейским союзом цель по 20-процентному использованию возобновляемых источников энергии к 2020 году, и эта важная веха компании Arava Power является доказательством того, что она может быть достигнута. Кроме того, несправедливость должна быть исправлена ​​путем создания специальной квоты солнечных полей для бедуинских землевладельцев, которые не участвуют в текущей солнечной программе ».

Кроме того, Arava Power Company подписала несколько соглашений с семьями бедуинов в пустыне Негев о строительстве солнечных полей примерно на 92 акрах земли с производственной мощностью до 20 мегаватт. APC лоббирует израильское правительство с целью создания отдельных солнечных панелей для бедуинов.

7 февраля 2012 года компания Arava Power объявила, что получила лицензию на солнечное поле Тарабин, первое солнечное поле для бедуинского сообщества. Финансирование установки Tarabin стоимостью 30 миллионов долларов должно быть предоставлено OPIC - Корпорацией зарубежных частных инвестиций правительства США. Президент Arava Power Йозеф Абрамовиц рассматривает солнечную энергию для бедуинов как положительный пример для коренных американцев, исконных народов, аборигенов и других людей, претендующих на исторические земли.

Винодельня Карми Авдат

Sunday Solar Energy получила заказ на строительство солнечной установки для винодельни Carmey Avdat в пустыне Негев. Пиковая установка мощностью 50 кВт покрывает крышу винодельни площадью 200 квадратных метров и обеспечивает 65 процентов ее годовой потребности в энергии.

Ашалимская электростанция, завершающая строительство самой высокой солнечной электростанции в мире.

Кибуц Самар

В Aora в Солнечном «Цветок» Башня является первой в мире солнечной гибридной электростанции, содержащей 30 Heliostat солнечных отражателей. После наступления темноты установка переходит на турбины, работающие на природном газе, чтобы продолжать вырабатывать электроэнергию 24 часа в сутки.

Рамат Ховав солнечное поле

Рамат Ховав поле Солнца составляет 37,5  МВт проекта около Рамат Ховав, функционирует с декабря 2014 года фотоэлектрическая электростанция принадлежит Energix возобновляемым источникам энергии Ltd Он был построен по Belectric над реабилитированного пруда - испарителя. На объекте используются фотоэлектрические модули CdTe на основе тонкопленочной технологии , производимые американской компанией First Solar , что на сегодняшний день делает его крупнейшей фотоэлектрической электростанцией в стране и одной из крупнейших в своем роде на Ближнем Востоке.

Ашалим

Электростанция Ashalim является солнечная электростанция в Негев пустыне недалеко от кибуца из Ashalim ( к югу от района города Беэр - Шева ) в Израиле . В нем была самая высокая действующая солнечная башня в мире с 2019 года, но в конце 2021 года ее превзойдет проект в Дубае.

Финансы и бизнес

Поставщики технологий

Solel тестирование сайта в Негеве

Холдинги и финансы

  • Компания Arava Power была основана в 2006 году на острове Кетура в долине Арава. 5 июня 2011 года APC торжественно открыла первую в Израиле солнечную электростанцию ​​Ketura Sun мощностью 5 МВт.
  • Israel Cleantech Ventures - фонд венчурного капитала, инвестирующий в сектор чистых технологий Израиля .

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки