В короткой серии статей мы расскажем о том, как развивалась солнечная индустрия в Израиле. С чего все начиналось, какие условия складываются сейчас и, конечно же, заглянем в недалекое будущее. Отправляйтесь читать, если вам интересно узнать о разнообразии солнечных технологий в небольшой стране, которая старается по максимуму использовать доступные ресурсы.
Первая часть расскажет про два израильских изобретения: солнечные водонагреватели и солевые пруды.
Солнечные коллекторы
Использование солнечной энергии в Израиле началось в 1950-х годах с разработки Леви Иссаром первого солнечного водонагревателя. В период жесткой экономии в стране возникли проблемы с топливом, и правительство запретило нагрев воды с 10 утра до 6 вечера.
С ухудшением ситуации инженер Леви Иссар предположил, что вместо строительства дополнительных электростанций дома должны перейти на солнечные водонагреватели. Он построил первый прототип солнечного коллектора в своем доме, а в 1953 году основал компанию “NerYah”. Компания стала первым коммерческим производителем солнечных водонагревателей в Израиле. К 1967 году около 1\20 домохозяйств использовали солнечное отопление воды. Всего “NerYah” продали 50 000 солнечных водонагревателей.
Однако дешевая нефть из Ирана и нефтяных месторождений, захваченных в Шестидневной войне (5-10 июня 1967 г.), сделали израильскую электроэнергию более дешевой. Спрос на солнечные водонагреватели упал.
После энергетического кризиса в 1970-х годах в 1980 году Кнессет Израиля принял закон, требующий установки солнечных водонагревателей во всех новых домах. В результате Израиль в 2007 году стал мировым лидером в использовании солнечной энергии на душу населения (3% от первичного национального энергопотребления).
С начала 1990-х годов все новые жилые здания обязаны устанавливать солнечные системы нагрева воды. Министерство национальной инфраструктуры Израиля оценивает, что солнечные коллекторы удовлетворяют 4% общего энергопотребления страны.
Израиль и Кипр являются лидерами в использовании систем солнечного подогрева воды на душу населения – более 90% жилых домов. Министерство национальной инфраструктуры оценивает, что солнечное подогревание воды экономит Израилю 2 миллиона баррелей (320 000 м3) нефти в год.
Солнечный пруд
В 1961 году в Риме на конференции ООН, посвященной новым источникам энергии, была представлена экологичная турбина цикла Рэнкина. Ее изобретатели, израильские ученые Гарри Цви Табор и Люсьен Броники, придумали новый способ получения энергии от солнца. К сожалению, устройство не получило коммерческого успеха. На первых порах.
Четыре года спустя Люсьен Броники основал компанию Ормат по разработке и установке турбин Рэнкина. Компания создала самый большой соленой солнечный пруд, который проработал до 1988 года. Пруд занимал площадь 250,000 м2 и генерировал в среднем 570 кВт\ч энергии в год. Для пруда была построена турбина мощностью 5 МВт, которая проработала больше 20 лет. Такая долговечность обусловлена герметичностью и самодостаточностью системы.
Как работает солевой солнечный пруд
Основная идея заключается в создании резервуара глубиной около 2 метров, наполненного соленой водой. Резервуар искусственно поддерживается таким образом, чтобы степень его солености у дна (и, следовательно, плотность) была выше, чем на поверхности. Нижние слои поглощают солнечную радиацию, но не могут подняться на поверхность из-за высокой плотности. В такой ситуации температура внизу пруда продолжает повышаться и может достигать 100° C.
Более того, так как пруды очень обширные, они накапливают огромное количество энергии.
Турбина Рэнкина позволяет горячей воде пруда превращать органический флюид в пар и таким образом производить электроэнергию.
Термодинамическая эффективность такой сравнительно низкотемпературной системы производства энергии мала, приблизительно 1%. Следовательно, можно ожидать, что такой пруд будет производить в среднем около 570 кВт\ч электроэнергии.
Тем не менее, уникальной особенностью солнечных прудов, по сравнению с другими солнечными технологиями, является их способность накапливать энергию в себе, не прибегая к использованию сторонних накопителей.
Требуется несколько недель, пока температура пруда достигнет устойчивого состояния в его нижних слоях. После чего, при условии, что среднее потребление энергии не превышает номинальные 570 кВт\ч в годовом исчислении, можно получать значительно большую мощность в течение нескольких часов каждый день. Обычно в утренние и вечерние пиковые периоды нагрузки, когда работает турбина.
Суровые условия и проблемы молодого государства подтолкнули умы к созданию новых источников получения энергии. Благодатно, что впоследствии эти технологии помогли людям и в других странах. И на этом Израиль не останавливается. В 21-м веке у повзрослевшего государства появились другие цели и другие средства их достижения. Об этом мы поговорим в следующей части серии. Увидимся!
Следующая часть