Использование солнечной энергии началось в Израиле в 1950-х годах, когда Леви Иссар разработал солнечный водонагреватель для решения проблемы нехватки энергии, от которой страдала новая страна. [1] К 1967 году около 5% воды в домохозяйствах нагревалось солнечной энергией, и было продано 50 000 солнечных нагревателей. [1] Во время нефтяного кризиса 1970-х годов Гарри Цви Табор разработал прототип солнечного водонагревателя, который сейчас используется в более чем 90% израильских домов . [2] В результате обязательных правил солнечного нагрева воды установлено более 1,3 миллиона солнечных водонагревателей .
Израильские инженеры находятся на переднем крае технологий солнечной энергетики [3] , а его солнечные компании работают над проектами по всему миру. [4] Однако, несмотря на то, что израильские инженеры занимались как фотоэлектрической, так и концентрированной солнечной энергией, все первые израильские компании, ставшие лидерами рынка в своих областях, занимались концентрированной солнечной энергией. Яркими примерами этого являются BrightSource, Solel и Brenmiller Energy, которые занимаются проектами коммунального масштаба. Кроме того, компания SolarEdge со штаб-квартирой в 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 актуальность развития солнечной энергетики. Солнечные технологии в Израиле продвинулись до такой степени, что они почти конкурентоспособны по стоимости с ископаемым топливом . [2] Высокое ежегодное количество солнечных дней в пустыне Негев стимулировало всемирно известную индустрию исследований и разработок солнечной энергии. [5] В конце 2008 года была утверждена схема «зеленых» тарифов , которая привела к реализации множества проектов по созданию бытовых и коммерческих солнечных электростанций.
Целью Израиля в 2011 году было производство 10% энергии страны из возобновляемых источников к 2020 году, [6] а чиновники Кабинета министров и Управления электроэнергетики поставили цель в 2023 году производить 30% энергии страны из возобновляемых источников к 2030 году. [ 7] [8] [9]
В 1949 году премьер-министр Давид Бен-Гурион предложил Гарри Цви Табору работу в «физическом и инженерном отделе» Исследовательского совета Израиля, и он согласился. Он создал израильскую национальную лабораторию и разработал стандарты среди различных мер, используемых в стране, в первую очередь британских , османских и метрических . [10] [11] После того, как лаборатория была создана, он сосредоточился на солнечной энергии для исследований и разработок .
Солнечная энергия была особенно привлекательной из-за обилия и силы солнечных лучей в Израиле, а также из-за географического положения Израиля на 30-й параллели северной широты , где годовая падающая солнечная радиация составляет 2000 кВтч на м 2 . [5] Во-вторых, Израилю не хватает нефти, а конфликты с соседями сделали приобретение стабильного источника энергии национальным приоритетом. В частности, утверждается, что лучшей защитой от ракетных атак, разрушающих национальную энергосистему, было бы строительство распределенной энергосети , что означало бы солнечные поля мощностью 25–50 мегаватт по всему Израилю. [12]
В начале 1950-х годов 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 для чернения металлов. Эти поверхности, которые стали известны как поверхности Табора, особенно эффективны для улавливания тепла для использования в солнечных водонагревателях . [13]
Табор и французский иммигрант Люсьен Броницкий разработали небольшую солнечную электростанцию, турбину с органическим циклом Ренкина , для использования в развивающихся странах с проблемными электросетями. [11] [14] Он был разработан для нейтрализации проблем с обслуживанием поршневых двигателей , поэтому у него была только одна движущаяся часть - ротор . Прототип мощностью 3 кВт был представлен на конференции ООН по новым источникам энергии в Риме в 1961 году , но не имел коммерческого успеха. [14]
Ссылаясь на нехватку земли для наземных солнечных фотоэлектрических парков, Израиль в 2023 году обязал все недавно построенные коммерческие здания устанавливать фотоэлектрические солнечные панели на крышах. [15] [16] [17]
В 1965 году Люсьен Броницкий основал 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 электроэнергию из солнечной энергии, в Эйн-Бокеке , недалеко от южной части Мертвого моря в Израиле. [27]
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 производства электроэнергии, который работал до 1988 года. Он имел площадь 210 000 м 2 и производил электрическую мощность 5 МВт. [28]
В период жесткой экономии в Израиле в 1950-х годах возникла нехватка топлива, и правительство запретило нагревать воду с 10 утра до 18 вечера. Когда ситуация ухудшилась, инженер Леви Иссар предложил вместо строительства новых электростанций перейти в дома на солнечные водонагреватели. Он построил прототип у себя дома и в 1953 году основал компанию NerYah, первого в Израиле коммерческого производителя солнечных водонагревателей. [1] К 1967 году примерно каждое двадцатое домохозяйство нагревало воду с помощью солнца, и было продано 50 000 солнечных обогревателей. [1] Однако дешевая нефть из Ирана и нефтяных месторождений, захваченных в ходе Шестидневной войны, сделала израильскую электроэнергию дешевле, и спрос на солнечные обогреватели упал. [29] После энергетического кризиса 1970-х годов, в 1980 году Кнессет Израиля принял закон, требующий установки солнечных водонагревателей во всех новых домах, за исключением высоких башен с недостаточной площадью крыши. В результате Израиль в 2007 году стал мировым лидером по использованию солнечной энергии на душу населения (3% первичного национального потребления энергии). [30]
По состоянию на начало 1990-х годов правительство требовало установки солнечных систем водонагревания во всех новых жилых домах, а по оценкам Министерства национальной инфраструктуры Израиля, солнечные панели для нагрева воды удовлетворяют 4% общего спроса на энергию в стране. [2] Израиль и Кипр являются лидерами по использованию солнечных систем горячего водоснабжения на душу населения: их используют более 90% домов. [31] По оценкам Министерства национальной инфраструктуры, нагрев воды с помощью солнечной энергии экономит Израилю 2 миллиона баррелей (320 000 м 3 ) нефти в год. [14]
2 июня 2008 года Управление коммунальных предприятий Израиля утвердило льготный тариф для солнечных электростанций. Тариф ограничен общей установкой 50 МВт в течение 7 лет [ необходимы разъяснения ] , в зависимости от того, что наступит раньше, с максимальной установкой 15 кВт для жилых помещений и максимум 50 кВт для коммерческих помещений. [32] В декабре 2009 года Министерство национальной инфраструктуры объявило о расширении схемы «зеленых» тарифов , включив в нее солнечные электростанции среднего размера мощностью от 50 киловатт до 5 мегаватт, хотя к июню 2010 года был одобрен только один проект.
Многопрофильные ученые из Техниона – Израильского технологического института объединяют ресурсы GTEP для развития науки, лежащей в основе солнечной энергии.
Нанонаука и солнечная энергия
GTEP работает в области наноэнергетики.
Национальный центр солнечной энергии был основан в 1987 году Министерством национальной инфраструктуры и является частью Университета Бен-Гуриона в Негеве . [33] [34] В 2007 году Дэвид Фэйман , директор центра, объявил, что центр вступил в проект с Zenith Solar по созданию домашней солнечной энергетической системы, в которой используется рефлекторная тарелка площадью 10 квадратных метров. [35] В ходе испытаний технология концентрированной солнечной энергии оказалась в пять раз более эффективной, чем стандартные плоские фотоэлектрические кремниевые панели, что сделало бы ее почти такой же дешевой, как нефть и природный газ. Прототип, готовый к коммерциализации, достиг концентрации солнечной энергии, которая была более чем в 1000 раз выше, чем у стандартных плоских панелей. [2] По словам Файмана, возглавлявшего израильскую команду, разработавшую эту технологию, 10% населения Израиля (1000 мегаватт ) могли бы жить за счет энергии, получаемой с 12 квадратных километров земли. [36]
Институт Джейкоба Блаустейна по исследованию пустынь был основан Амосом Ричмондом, а его факультет является частью Университета Бен-Гуриона в Негеве . У него есть программа исследования солнечной энергии, которая помогла в разработке пассивного отопления , включающего смягчение экстремальных температур жары и холода в пустыне за счет эффективного хранения энергии в дневное и ночное время. Один исследовательский проект представляет собой жилой глинобитный дом с призмами , которые передают тепло в течение дня и могут вращаться, чтобы обеспечить отвод тепла в ночное время, установленными в помещении.
Имеется теплица с двойными стенками, в которой в течение дня в качестве теплового экрана используется раствор медного купороса . Жидкость, прокачиваемая между двумя обшивками, защищает салон от ультрафиолетовых лучей и собирает тепло. Ночью жидкость рециркулирует, возвращая тепло в теплицу.
В дополнение к солнечному реактору [37] солнечные исследовательские центры Института науки Вейцмана являются одними из самых передовых в мире лабораторий по исследованию концентрированной солнечной энергии. [38] Они опробовали солнечную технологию при производстве водородного топлива, которая была успешно опробована в больших масштабах. [39] Тарек Абу-Хамед, израильский ученый из Университета Миннесоты , с коллегами Джейкобом Карни и Майклом Эпштейном, руководителем солнечной установки в Вейцмане, были разработчиками нового метода производства водородного топлива более дешево, эффективно и безопасно. при решении вопросов хранения и транспортировки. [40]
Другие инновации включают использование солнечного света для космической связи и метеорологической информации; управление светозависимыми химическими реакциями ; и разработка фотодинамической терапии рака . [41]
Пустыня Негев и ее окрестности, включая долину Арава , являются самыми солнечными частями Израиля, и небольшая часть этой земли пригодна для пахотных работ , поэтому она стала центром израильской солнечной промышленности. [42] Дэвид Фейман считает, что энергетические потребности будущего Израиля могут быть удовлетворены путем строительства солнечных электростанций в Негеве. Будучи директором Национального центра солнечной энергии имени Бен-Гуриона, он управляет одной из крупнейших солнечных антенн в мире. [43]
В мае 2016 года заработала солнечная электростанция «Зморот» мощностью 50 МВт. Завод имеет парк солнечных батарей на 207 000 панелей, на строительство которого ушло 18 месяцев. [44]
В промышленном комплексе Ротем за пределами Димоны, Израиль , более 1600 солнечных зеркал фокусируют солнечные лучи на башне, нагревая водонагреватель и создавая пар. BrightSource Industries (Израиль), Ltd., использует солнечную батарею для тестирования новой технологии для трех новых солнечных электростанций, которые будут построены в Калифорнии для компаний Pacific Gas and Electric Company и Southern California Edison . [45] [46] [47]
В 2020 году в Целиме открылась солнечная электростанция мощностью 120 МВт , крупнейшая на сегодняшний день в Израиле. [48] Ожидается, что солнечный парк будет производить более 220 ГВтч в год.
В декабре 2021 года было объявлено, что Shikun & Binui выиграла контракт на строительство солнечной электростанции мощностью 330 МВт недалеко от Димоны, которая, как ожидается, станет крупнейшей в Израиле после ее завершения в 2023 году. В солнечном парке также будет размещено хранилище энергии мощностью 210 МВт. . [49] [50]
В мае 2023 года Земельное управление Израиля объявило тендер на аренду 11 331 га (28 000 акров) земли недалеко от Шакиб аль-Салама между шоссе 25 и 40 для крупномасштабного проекта солнечной энергии. [51]
По состоянию на сентябрь 2023 года в Израиле есть два проекта по использованию солнечной энергии и аккумулирования энергии: первый из них — солнечная ферма мощностью 17 МВт в долине Арад 1 с системой хранения энергии на 31 МВтч, а второй — солнечная и солнечная электростанция мощностью 23 МВт в Сде -Нитцане . Проект накопительной мощности мощностью 40 МВтч. [52]
В сентябре 2023 года было официально предложено построить солнечные фермы площадью 14 000 дунамов, или 3500 акров, возле забора на границе Израиля и Газы. Общая стоимость проекта составляет более 4 миллиардов шекелей, и это предложение потенциально позволит производить более 2 ГВт электроэнергии. [53] В конце 2023 года также предлагается построить обширный солнечный парк для подземного центра обработки данных недалеко от Эйлата . [54]
Первая солнечная электростанция в Израиле открылась в августе 2008 года. [55] Моше Тенне построил электростанцию мощностью 50 кВт на своей ферме в Негеве за 1,3 миллиона шекелей и рассчитывает зарабатывать 220 000 шекелей в год от продажи избыточной электроэнергии в национальную энергосистему . [55] После того, как Министерство национальной инфраструктуры объявило, что расширит свою схему льготных тарифов , включив в нее 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 установка в кибуце . [56] В декабре 2008 года компания Sunday объявила, что кибуц Рейм в западном Негеве станет первым сообществом в мире, которое будет полностью полагаться на солнечную энергию. [57] Установка в Рейме стоимостью 60–100 миллионов шекелей будет генерировать не менее 2,5 мегаватт во время пикового потребления. Избыточная энергия будет продаваться Израильской электрической компании . Ожидается, что инвестиции окупятся через 10 лет, а расходы и доходы будут поровну разделены между кибуцем и воскресеньем. [57]
В апреле 2023 года было объявлено, что энергетическая компания Teralight построит один из крупнейших солнечных парков Израиля — фотоэлектрический проект Таанах — в Изреельской долине на севере Израиля. Солнечная электростанция Ta'anakh будет иметь установленную мощность 250 МВт и солнечную энергию плюс 550 МВтч. [58] Установленная мощность в 250 МВт «равняется 5,2% мощности зеленой энергетики Израиля и 1,2% его общей электрической мощности». Новый солнечный парк может обеспечить электроэнергией более 60 000 израильских домохозяйств, помогая почти 250 000 израильтян. [59]
В мае 2023 года правительство Израиля объявило, что построит электростанцию с четырьмя аккумуляторными батареями в северном регионе Гильбоа, что сделает это одним из крупнейших проектов по хранению энергии в Израиле на сегодняшний день. [60] Первоначальная мощность составит 800 МВт/3200 МВтч, мощность каждого из четырех накопителей энергии будет составлять 200 МВт, а продолжительность хранения всех четырех составит четыре часа. [61] [62]
Ketura Sun — первая коммерческая солнечная электростанция в Израиле. Установка Ketura Sun , построенная в начале 2011 года компанией Arava Power Company в кибуце Кетура , занимает площадь 8,1 гектара (20 акров) и, как ожидается, будет производить зеленую энергию в объеме 4,95 мегаватт. Поле состоит из 18 500 фотоэлектрических панелей производства Suntech , которые будут производить около 9 гигаватт-часов электроэнергии в год. [63] В следующие двадцать лет месторождение должно сэкономить около 125 000 метрических тонн углекислого газа. [64] Месторождение было открыто 15 июня 2011 года. [65]
22 мая 2012 года компания Arava Power Company объявила о финансовом закрытии дополнительных 58,5 МВт для 8 проектов, которые будут построены в Араве и Негеве, на сумму 780 миллионов шекелей или примерно 204 миллиона долларов. [66] Президент и соучредитель APC Йосеф Абрамовиц заявил: «Наша работа еще не завершена. Израилю необходимо принять цель Европейского Союза по достижению 20 процентов возобновляемых источников энергии к 2020 году, и этот важный этап, достигнутый Arava Power, является положительным доказательством того, что эта цель может быть достигнута». Кроме того, несправедливость должна быть исправлена путем создания специальной квоты солнечных полей для землевладельцев-бедуинов, которые не имеют доступа к нынешней солнечной программе». [67]
Кроме того, компания Arava Power подписала несколько соглашений с семьями бедуинов в пустыне Негев о строительстве солнечных полей на площади примерно 37 гектаров (92 акра) с производственной мощностью до 20 мегаватт. APC лоббирует израильское правительство, чтобы оно создало отдельные солнечные колпаки для бедуинов. [68]
7 февраля 2012 года компания Arava Power объявила, что получила лицензию на солнечное поле Тарабин, первое солнечное поле для общины бедуинов. Финансирование установки Tarabin стоимостью 30 миллионов долларов будет предоставлено OPIC – Корпорацией зарубежных частных инвестиций правительства США. Президент Arava Power Йосеф Абрамовиц рассматривает солнечную энергию для бедуинов как положительный пример для коренных американцев, коренных народов, аборигенов и других людей, имеющих исторические претензии на землю. [69]
Компания 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 годовых потребностей в энергии. [70]
.jpg/1280px-Ashalim_Power_Station_(2022).jpg)
Солнечная «Цветочная» башня Аоры — это первая в мире солнечная гибридная электростанция, состоящая из 30 гелиостатных солнечных отражателей. После наступления темноты электростанция переключается на турбины, работающие на природном газе, чтобы продолжать производить электроэнергию 24 часа в сутки. [71]
Солнечная электростанция Рамат -Ховав мощностью 37,5 МВт недалеко от Рамат-Ховава, введенная в эксплуатацию с декабря 2014 года. Фотоэлектрическая электростанция принадлежит Energix Renewable Energies Ltd. Она была построена компанией Belectric на реабилитированном испарительном пруду. На объекте используются фотоэлектрические модули CdTe на основе тонкопленочной технологии , производимые американской компанией First Solar , что делает его крупнейшей фотоэлектрической электростанцией в стране на данный момент и одной из крупнейших в своем роде на Ближнем Востоке. [72]
Электростанция Ашалим — солнечная электростанция в пустыне Негев недалеко от кибуца Ашалим ( к югу от районного города Беэр-Шева ) в Израиле. С 2019 года у него была самая высокая действующая солнечная энергетическая башня в мире, но в конце 2021 года ее превзойдет проект в Дубае. [73] [74]
По состоянию на 2023 год в Ашалиме есть две фотоэлектрические (PV) установки общей мощностью 70 МВт, два термосолнечных энергетических поля мощностью 120 МВт и пятая солнечная электростанция мощностью 100 МВт, которая планируется начать работу в 2027 году. [75] [ 76]
