Использование солнечной энергии началось в Израиле в 1950-х годах с разработкой Леви Йиссара солнечного водонагревателя для решения проблемы нехватки энергии, от которой страдала новая страна. [1] К 1967 году около 5% воды в домохозяйствах нагревалось с помощью солнца, и было продано 50 000 солнечных водонагревателей. [ 1] С наступлением нефтяного кризиса 1970-х годов Гарри Цви Табор разработал прототип солнечного водонагревателя, который теперь 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 их солнечные компании работают над проектами по всему миру. [4] Однако, несмотря на то, что израильские инженеры были вовлечены как в фотоэлектрическую, так и в концентрированную солнечную энергию, самые ранние израильские компании, которые стали лидерами рынка в своих областях, все были вовлечены в концентрированную солнечную энергию. Некоторые заметные примеры этого - BrightSource, Solel и Brenmiller Energy, которые все занимаются проектами коммунального масштаба. Кроме того, базирующаяся в Герцлии SolarEdge стала лидером рынка инверторов для некоммерческой фотоэлектрической солнечной энергии.
В 2009 году Израиль обнаружил запасы природного газа в своей исключительной экономической зоне, что может снизить срочность развития солнечной энергетики. Солнечные технологии в Израиле достигли такой степени, что они стали почти конкурентоспособными по стоимости с ископаемым топливом . [2] Высокая годовая частота солнечного сияния в пустыне Негев стимулировала всемирно известную отрасль исследований и разработок в области солнечной энергетики. [5] В конце 2008 года была одобрена схема тарифов на подачу электроэнергии , которая привела к появлению множества проектов жилых и коммерческих солнечных электростанций.
Целью Израиля в 2011 году было производить 10% энергии страны из возобновляемых источников к 2020 году [6] , а должностные лица Кабинета министров и Управления по электроэнергии 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 «физико-инженерном отделе» Исследовательского совета Израиля, и он принял это предложение. Он создал израильскую национальную лабораторию и создал стандарты среди различных единиц измерения, 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 привлекательна из-за обилия и силы солнечных лучей в Израиле, а географическое положение Израиля находится на 30-й параллели северной широты , где годовая падающая солнечная радиация составляет 2000 кВтч на м2 . [ 5] Во-вторых, в Израиле не хватает нефти, а конфликты с соседями сделали приобретение стабильного источника энергии национальным приоритетом. В частности, утверждается, что лучшей защитой от ракетного удара, уничтожающего национальную энергосистему, было бы строительство распределенной энергетической сети , что означало бы солнечные поля мощностью 25–50 мегаватт по всему Израилю. [12]
В начале 1950-х годов Табор начал изучать, почему солнечные установки были неэффективны. В конце концов он разработал «селективные черные поверхности», которые его команда в Национальной физической лаборатории модифицировала с помощью методов никеля и хрома для чернения металлов. Эти поверхности, которые стали известны как поверхности Табора, особенно эффективны для удержания тепла для использования в солнечных водонагревателях . [13]
Табор и французский иммигрант Люсьен Броницкий разработали небольшой солнечный энергоблок, турбину с органическим циклом Ренкина , для использования в развивающихся странах с проблемными электросетями. [11] [14] Он был разработан для нейтрализации проблем обслуживания 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 он не имел коммерческого успеха. [14]
Ссылаясь на нехватку земли для наземных солнечных фотоэлектрических парков, Израиль в 2023 году постановил, что все вновь построенные коммерческие здания должны устанавливать на крышах фотоэлектрические солнечные панели. [15] [16] [17]
В 1965 году Люсьен Броницки основал Ormat Industries для коммерциализации концепции турбины с органическим циклом Ренкина. В 1970-х и 1980-х годах Ormat построил и эксплуатировал одну из первых в мире электростанций для производства электроэнергии из солнечной энергии в Эйн-Бокек , недалеко от южной части Мертвого моря в Израиле. [27]
На заводе использовалась технология, известная как солнечный пруд , крупномасштабный солнечный тепловой коллектор энергии со встроенным накопителем тепла для подачи тепловой энергии. Это был крупнейший действующий солнечный пруд, когда-либо построенный для выработки электроэнергии, и он действовал до 1988 года. Он имел площадь 210 000 м2 и производил электрическую мощность 5 МВт. [28]
В период жесткой экономии в Израиле в 1950-х годах наблюдался дефицит топлива, и правительство запретило нагревать воду с 10 утра до 6 вечера. По мере ухудшения ситуации инженер Леви Йиссар предложил вместо строительства большего количества электростанций перейти на солнечные водонагреватели. Он построил прототип у себя дома, а в 1953 году основал компанию NerYah Company, первого в Израиле коммерческого производителя солнечных водонагревателей. [1] К 1967 году примерно одно из двадцати домохозяйств нагревало воду с помощью солнца, и было продано 50 000 солнечных водонагревателей. [1] Однако дешевая нефть из Ирана и с нефтяных месторождений, захваченных в Шестидневной войне, сделала израильскую электроэнергию дешевле, и спрос на солнечные водонагреватели упал. [29] 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 стал мировым лидером по использованию солнечной энергии на душу населения (3% от первичного национального потребления энергии). [30]
С начала 1990-х годов правительство требовало, чтобы все новые жилые здания устанавливали солнечные водонагревательные системы, а Министерство национальной инфраструктуры Израиля оценивает, что солнечные панели для нагрева воды удовлетворяют 4% от общего спроса страны на энергию. [2] Израиль и Кипр являются лидерами на душу населения по использованию солнечных водонагревательных систем: более 90% домов используют их. [31] Министерство национальной инфраструктуры оценивает, что солнечный водонагреватель экономит Израилю 2 миллиона баррелей (320 000 м 3 ) нефти в год. [14]
2 июня 2008 года Израильское управление коммунального обслуживания утвердило тариф на подачу электроэнергии для солнечных электростанций. Тариф ограничен общей установленной мощностью 50 МВт в течение 7 лет [ необходимо разъяснение ] , в зависимости от того, что будет достигнуто раньше, с максимальной установкой в 15 кВтп для жилых помещений и максимальной установкой в 50 кВтп для коммерческих. [32] Министерство национальной инфраструктуры объявило в декабре 2009 года о расширении схемы тарифа на подачу электроэнергии для включения средних солнечных электростанций мощностью от 50 киловатт до 5 мегаватт, хотя к июню 2010 года был одобрен только один проект.
Ученые из Израильского технологического института Технион , работающие в разных дисциплинах , объединяют ресурсы в GTEP для развития науки, лежащей в основе солнечной энергетики.
Нанотехнологии и солнечная энергия
GTEP работает в области наноэнергетики.
Национальный центр солнечной энергии был основан в 1987 году Министерством национальных инфраструктур и является частью Университета имени Бен-Гуриона в Негеве . [33] [34] В 2007 году Дэвид Файман , директор центра, объявил, что центр вступил в проект с Zenith Solar по созданию домашней солнечной энергетической системы, которая использует отражающую тарелку площадью 10 квадратных метров. [35] В ходе испытаний концентрированная солнечная технология оказалась в пять раз эффективнее стандартных плоских фотоэлектрических кремниевых панелей, 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 больше, чем у стандартных плоских панелей. [2] По словам Файмана, который возглавлял израильскую команду, разработавшую технологию, 10% населения Израиля (1000 мегаватт ) могли бы жить на энергии с 12 квадратных километров земли. [36]
Институт Джейкоба Блауштайна по исследованию пустыни был основан Амосом Ричмондом, а его факультет является частью Университета Бен-Гуриона в Негеве . Он имеет программу исследований солнечной энергии, которая помогла в разработке пассивного отопления , включающего смягчение экстремальных температур и холодов в пустыне посредством эффективного хранения днем и ночью. Один исследовательский проект представляет собой жилой глинобитный дом с призмами , которые передают тепло в течение дня и могут вращаться, чтобы тепло высвобождалось ночью, установленными в комнате.
Имеется двухслойная теплица , в которой в течение дня в качестве теплового экрана используется раствор медного купороса . Жидкость, прокачиваемая между двумя слоями, защищает внутреннее пространство от ультрафиолетовых лучей и собирает тепло. Ночью жидкость рециркулируется, возвращая тепло в теплицу.
В дополнение к солнечному реактору [37] исследовательские солнечные установки Института науки Вейцмана являются одними из самых передовых лабораторий в мире для исследований концентрированной солнечной энергии. [38] Они испытали солнечную технологию в производстве водородного топлива, которое было успешно опробовано в больших масштабах. [39] Тарек Абу-Хамед, израильский ученый из Университета Миннесоты , вместе с коллегами Джейкобом Карни и Майклом Эпштейном, руководителем солнечной установки в Институте Вейцмана, были разработчиками нового метода производства водородного топлива более дешевого, эффективного и безопасного, при этом решая проблемы хранения и транспортировки. [40]
Другие инновации включают использование солнечного света для космической связи и метеорологической информации; управление химическими реакциями, зависящими от света ; и разработку фотодинамической терапии рака . [41]
Пустыня Негев и прилегающие районы, включая долину Арава , являются самыми солнечными частями Израиля, и лишь небольшая часть этой земли пригодна для пахоты , поэтому она стала центром израильской солнечной промышленности. [42] Дэвид Фейман считает, что энергетические потребности Израиля в будущем могут быть удовлетворены путем строительства солнечных электростанций в Негеве. Будучи директором Национального центра солнечной энергии имени Бен-Гуриона, он управляет одной из крупнейших солнечных тарелок в мире. [43]
В мае 2016 года был запущен в эксплуатацию 50-мегаваттный солнечный парк Zmorot. На заводе имеется 207 000 солнечных панелей, а его строительство заняло 18 месяцев. [44]
В промышленном комплексе Rotem за пределами Димоны, Израиль , более 1600 солнечных зеркал фокусируют солнечные лучи на башне для нагрева бойлера для создания пара. BrightSource Industries (Israel), 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 . [45] [46] [47]
В 2020 году в Цеэлиме открылась солнечная электростанция мощностью 120 МВт , крупнейшая на сегодняшний день в Израиле. [48] Ожидается, что солнечный парк будет вырабатывать более 220 ГВт-ч в год.
В декабре 2021 года было объявлено, что Shikun & Binui выиграли контракт на строительство солнечной электростанции мощностью 330 МВт недалеко от Димоны, которая, как ожидается, станет крупнейшей в Израиле после завершения строительства 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 гектара (28 000 акров) земли недалеко от Шакиб аль-Салам между шоссе 25 и 40 для крупномасштабного солнечного проекта. [51]
По состоянию на сентябрь 2023 года в Израиле реализуется два проекта по установке солнечных батарей и накопителей: первый — это солнечная электростанция Arad Valley 1 мощностью 17 МВт с системой хранения энергии на 31 МВт·ч, а второй — проект Sde Nitzan с солнечной электростанцией мощностью 23 МВт и накопителями энергии на 40 МВт·ч. [52]
В сентябре 2023 года были официально предложены солнечные фермы площадью 14 000 дунамов, или 3500 акров, вблизи пограничного ограждения между Израилем и Газой. Общая стоимость проекта составляет более 4 миллиардов шекелей, и предложение имеет потенциал для производства более 2 ГВт электроэнергии. [53] Также предлагается обширный солнечный парк для подземного центра обработки данных около Эйлата к концу 2023 года. [54]
Первая солнечная электростанция Израиля открылась в августе 2008 года. [55] Моше Тенне построил 50-киловаттную станцию на своей ферме в Негеве за 1,3 миллиона шекелей и рассчитывает зарабатывать 220 000 шекелей в год от продажи излишков электроэнергии в национальную энергосистему . [55] После того, как Министерство национальной инфраструктуры объявило о расширении своей схемы льготных тарифов на 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 . [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 Рейма, стоимость которой составляет 60–100 миллионов шекелей, будет генерировать не менее 2,5 мегаватт во время пикового потребления. Избыток энергии будет продаваться Израильской электрической компании . Ожидается, что инвестиции окупятся за 10 лет, а расходы и доходы будут разделены поровну между кибуцем и воскресеньем. [57]
В апреле 2023 года было объявлено, что энергетическая компания Teralight построит один из крупнейших в Израиле солнечных парков, проект Ta'anach PV, в Изреельской долине на севере Израиля. Ta'anakh solar будет иметь 250 МВт установленной мощности и 550 МВт-ч солнечной энергии плюс хранение. [58] 250 МВт установленной мощности «равны 5,2% от мощности зеленой энергии Израиля и 1,2% от 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 четыре электростанции с аккумуляторными батареями в северном регионе Гильбоа, что сделает это одним из крупнейших проектов Израиля по хранению энергии на сегодняшний день. [60] Первоначальная мощность составит 800 МВт/3200 МВт-ч, а мощность каждого из четырех хранилищ энергии будет составлять 200 МВт, и все четыре будут иметь продолжительность хранения четыре часа. [61] [62]
Ketura Sun — это первое коммерческое солнечное поле в Израиле. Построенное в начале 2011 года компанией Arava Power Company в кибуце Кетура , Ketura Sun занимает площадь 8,1 гектара (20 акров) и, как ожидается, будет производить зеленую энергию в размере 4,95 мегаватт. Поле состоит из 18 500 фотоэлектрических панелей, изготовленных Suntech , которые будут производить около 9 гигаватт-часов электроэнергии в год. [63] В течение следующих двадцати лет поле должно сэкономить производство около 125 000 метрических тонн углекислого газа. [64] Поле было открыто 15 июня 2011 года. [65]
22 мая 2012 года компания Arava Power Company объявила, что достигла финансового закрытия по дополнительным 58,5 МВт для 8 проектов, которые будут построены в Араве и Негеве на сумму 780 миллионов шекелей или приблизительно 204 миллиона долларов. [66] Президент и соучредитель APC Йосеф Абрамовиц заявил: «Наша работа еще не завершена. Израилю необходимо принять цель Европейского союза по 20 процентам возобновляемых источников энергии к 2020 году, и эта важная веха компании Arava Power является доказательством того, что она может быть достигнута. Кроме того, необходимо исправить несправедливость, создав специальную квоту солнечных полей для бедуинских землевладельцев, которые не допускаются к текущей программе солнечной энергетики». [67]
Кроме того, компания Arava Power Company подписала несколько соглашений с бедуинскими семьями в пустыне Негев о строительстве солнечных полей на площади около 37 гектаров (92 акра) земли с производственной мощностью до 20 мегаватт. APC лоббирует израильское правительство с целью создания отдельных солнечных колпаков для бедуинов. [68]
7 февраля 2012 года компания Arava Power объявила о получении лицензии на солнечное поле Tarabin, первое солнечное поле для бедуинской общины. Финансирование установки Tarabin стоимостью 30 миллионов долларов будет предоставлено OPIC — Overseas Private Investment Corporation of the United States Government. Президент Arava Power Йосеф Абрамовиц рассматривает солнечную энергию для бедуинов как положительный пример для коренных американцев, первых наций, аборигенов и других лиц с историческими земельными претензиями. [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 энергетических потребностей. [70]
.jpg/1280px-Ashalim_Power_Station_(2022).jpg)
Башня Aora's Solar "Flower" — первая в мире солнечная гибридная электростанция, состоящая из 30 гелиостатов солнечных отражателей. После наступления темноты станция переключается на турбины, работающие на природном газе, чтобы она могла продолжать вырабатывать электроэнергию 24 часа в сутки. [71]
Солнечное поле Рамат -Ховав — это проект мощностью 37,5 МВт недалеко от Рамат-Ховав, работающий с декабря 2014 года. Фотоэлектрическая электростанция принадлежит Energix Renewable Energies Ltd. Она была построена Belectric на восстановленном испарительном пруду. На объекте используются фотоэлектрические модули CdTe на основе тонкопленочной технологии , производимые американской компанией First Solar , что делает ее крупнейшей в стране фотоэлектрической электростанцией 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 окружного города Беэр-Шева ) в Израиле. С 2019 года она была самой высокой действующей солнечной электростанцией в мире, но в конце 2021 года ее превзойдет проект в Дубае. [ 73] [74]
По состоянию на 2023 год в Ашалиме имеется две фотоэлектрические установки общей мощностью 70 МВт, две термосолнечные электростанции общей мощностью 120 МВт и пятая солнечная электростанция мощностью 100 МВт, которая находится в стадии планирования и должна быть введена в эксплуатацию в 2027 году. [75] [76]
