El uso de la energía solar comenzó en Israel en la década de 1950 con el desarrollo por parte de Levi Yissar de un calentador de agua solar para abordar la escasez de energía que plagaba el nuevo país. [1] Para 1967, alrededor del 5% del agua de los hogares se calentaba con energía solar y se habían vendido 50.000 calentadores solares. [1] Con la crisis del petróleo de la década de 1970 , Harry Zvi Tabor desarrolló el prototipo del calentador de agua solar que ahora se utiliza en más del 90% de los hogares israelíes. [2] Hay más de 1,3 millones de calentadores de agua solares instalados como resultado de las regulaciones obligatorias de calentamiento solar de agua .
Los ingenieros israelíes han estado a la vanguardia de la tecnología de energía solar [3] y sus empresas solares trabajan en proyectos en todo el mundo. [4] Sin embargo, aunque los ingenieros israelíes han estado involucrados tanto en energía solar fotovoltaica como concentrada, las primeras empresas israelíes que se han convertido en líderes del mercado en sus respectivos campos han estado involucradas en energía solar concentrada. Algunos ejemplos notables de esto son BrightSource, Solel y Brenmiller Energy, que se ocupan de proyectos a escala de servicios públicos. Además, SolarEdge, con sede en Herzliya, se ha convertido en un líder del mercado en inversores para energía solar fotovoltaica a escala no comercial .
En 2009, Israel encontró reservas de gas natural dentro de su zona económica exclusiva, lo que podría reducir la urgencia del desarrollo de la energía solar. La tecnología solar en Israel ha avanzado hasta el punto en que es casi competitiva en costos con los combustibles fósiles . [2] La alta incidencia anual de luz solar en el desierto del Néguev ha estimulado una industria de investigación y desarrollo solar de renombre internacional. [5] A fines de 2008, se aprobó un plan de tarifas de alimentación que ha dado lugar a muchos proyectos de centrales eléctricas de energía solar residenciales y comerciales.
El objetivo de Israel en 2011 era producir el 10% de la energía del país a partir de fuentes renovables para 2020, [6] y los funcionarios del Gabinete y de la Autoridad de Electricidad dieron la meta en 2023 de producir el 30% de la energía del país a partir de fuentes renovables para 2030. [7] [8] [9]
En 1949, el primer ministro, David Ben-Gurion , le ofreció a Harry Zvi Tabor un trabajo en la "oficina de física e ingeniería" del Consejo de Investigación de Israel, que aceptó. Creó un laboratorio nacional israelí y creó estándares entre las diferentes medidas en uso en el país, principalmente británica , otomana y métrica . [10] [11] Una vez establecido el laboratorio, se centró en la energía solar para investigación y desarrollo .
La energía solar era particularmente atractiva debido a la abundancia y fuerza de los rayos solares en Israel y la ubicación geográfica de Israel está en el paralelo 30 norte , donde la irradiancia solar incidente anual es de 2000 kWh por m 2 . [5] En segundo lugar, Israel carece de petróleo, y los conflictos con sus vecinos hicieron de la obtención de una fuente estable de energía una prioridad nacional. En particular, se argumenta que la mejor defensa contra un ataque con misiles que derribara la red eléctrica nacional sería construir una red eléctrica distribuida , lo que significaría campos solares de 25 a 50 megavatios en todo Israel. [12]
A principios de la década de 1950, Tabor comenzó a examinar por qué las instalaciones solares eran ineficientes. Finalmente, ideó las "superficies negras selectivas", que su equipo del Laboratorio Nacional de Física modificó utilizando métodos de níquel y cromo para ennegrecer los metales. Estas superficies, que se conocieron como superficies Tabor, son particularmente eficaces para atrapar el calor para su uso en calentadores de agua solares . [13]
Tabor y el inmigrante francés Lucien Bronicki desarrollaron una pequeña unidad de energía solar, la turbina de ciclo orgánico Rankine , para su uso en países en desarrollo con redes eléctricas problemáticas. [11] [14] Fue diseñada para neutralizar los problemas de mantenimiento de los motores alternativos, por lo que solo tenía una parte móvil, el rotor . Un prototipo de 3 kWe se exhibió en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Nuevas Fuentes de Energía de 1961 en Roma , pero no tuvo éxito comercial. [14]
Alegando la falta de terrenos para parques solares fotovoltaicos en el suelo, Israel ordenó en 2023 que todos los edificios comerciales de nueva construcción instalen paneles solares fotovoltaicos en los tejados. [15] [16] [17]
En 1965, Lucien Bronicki fundó Ormat Industries para comercializar el concepto de turbina de ciclo orgánico de Rankine. En los años 1970 y 1980, Ormat construyó y operó una de las primeras centrales eléctricas del mundo en producir electricidad a partir de energía solar, en Ein Bokek , cerca de la parte sur del Mar Muerto en Israel. [27]
La planta utilizaba una tecnología conocida como estanque solar , un colector de energía solar térmica a gran escala con almacenamiento de calor integrado para suministrar energía térmica. Fue el estanque solar operativo más grande jamás construido para la generación de electricidad y funcionó hasta 1988. Tenía una superficie de 210.000 m2 y producía una potencia eléctrica de 5 MW. [28]
Durante el período de austeridad en Israel en la década de 1950, hubo escasez de combustible y el gobierno prohibió calentar agua entre las 10 am y las 6 pm. Cuando la situación empeoró, el ingeniero Levi Yissar propuso que en lugar de construir más plantas de generación eléctrica, las casas deberían cambiar a calentadores de agua solares. Construyó un prototipo en su casa y en 1953 fundó NerYah Company, el primer fabricante comercial de calentadores de agua solares de Israel. [1] En 1967, aproximadamente uno de cada veinte hogares calentaba su agua con el sol y se habían vendido 50.000 calentadores solares. [1] Sin embargo, el petróleo barato de Irán y de los yacimientos petrolíferos capturados en la Guerra de los Seis Días abarató la electricidad israelí y la demanda de calentadores solares cayó. [29] Después de la crisis energética de la década de 1970, en 1980 el Knesset israelí aprobó una ley que exigía la instalación de calentadores de agua solares en todas las casas nuevas, excepto en las torres altas con una superficie de techo insuficiente. Como resultado, Israel fue en 2007 el líder mundial en el uso de energía solar per cápita (3% del consumo nacional de energía primaria). [30]
A principios de los años 1990, el gobierno exigió que todos los edificios residenciales nuevos instalaran sistemas de calentamiento solar de agua, y el Ministerio de Infraestructura Nacional de Israel estima que los paneles solares para calentar agua satisfacen el 4% de la demanda total de energía del país. [2] Israel y Chipre son los líderes per cápita en el uso de sistemas solares de agua caliente, con más del 90% de los hogares que los utilizan. [31] El Ministerio de Infraestructura Nacional estima que el calentamiento solar de agua ahorra a Israel 2 millones de barriles (320.000 m 3 ) de petróleo al año. [14]
El 2 de junio de 2008, la Autoridad de Servicios Públicos de Israel aprobó una tarifa de alimentación para plantas solares. La tarifa está limitada a una instalación total de 50 MW durante 7 años [ aclaración necesaria ] , lo que se alcance primero, con una instalación máxima de 15 kWp para uso residencial y un máximo de 50 kWp para uso comercial. [32] El Ministerio de Infraestructura Nacional anunció en diciembre de 2009 la ampliación del plan de tarifa de alimentación para incluir centrales solares de tamaño medio que van desde 50 kilovatios a 5 megavatios, aunque hasta junio de 2010 sólo se había aprobado un proyecto.
Científicos multidisciplinarios del Technion – Instituto Tecnológico de Israel están uniendo recursos en GTEP para avanzar en la ciencia detrás de la energía solar.
Nanociencia y energía solar
GTEP está trabajando en el campo de la nanoenergía.
El Centro Nacional de Energía Solar fue fundado en 1987 por el Ministerio de Infraestructuras Nacionales, y es parte de la Universidad Ben-Gurion del Néguev . [33] [34] En 2007, David Faiman , director del centro, anunció que el centro había iniciado un proyecto con Zenith Solar para crear un sistema de energía solar doméstico que utiliza un plato reflector de 10 metros cuadrados. [35] En las pruebas, la tecnología solar concentrada demostró ser hasta cinco veces más eficiente que los paneles fotovoltaicos de silicio planos estándar , lo que la haría casi tan barata como el petróleo y el gas natural. Un prototipo listo para su comercialización logró una concentración de energía solar que era más de 1.000 veces mayor que la de los paneles planos estándar. [2] Según Faiman, quien dirigió el equipo israelí que desarrolló la tecnología, el 10% de la población de Israel (1.000 megavatios ) podría vivir con la energía de 12 kilómetros cuadrados de tierra. [36]
El Instituto Jacob Blaustein para la Investigación del Desierto fue fundado por Amos Richmond y su facultad forma parte de la Universidad Ben-Gurion del Néguev . Cuenta con un programa de investigación sobre energía solar que ha ayudado al desarrollo de la calefacción pasiva , que implica la mitigación de los extremos de calor y frío en el desierto mediante el almacenamiento eficiente del calor del día a la noche. Un proyecto de investigación es una casa de adobe habitada con prismas que transmiten calor durante el día y se pueden girar para permitir que el calor se descargue por la noche instalados en la habitación.
Se trata de un invernadero de doble piel que utiliza una solución de sulfato de cobre como pantalla térmica durante el día. El líquido, bombeado entre las dos pieles, protege el interior de los rayos ultravioleta y recoge el calor. Por la noche, el líquido se recircula, devolviendo el calor al invernadero.
Además de un reactor solar, [37] las instalaciones de investigación solar del Instituto de Ciencias Weizmann se encuentran entre los laboratorios más avanzados del mundo en materia de investigación de energía solar concentrada. [38] Han probado la tecnología solar en la producción de combustible de hidrógeno, que se ha probado con éxito a gran escala. [39] Tareq Abu-Hamed, un científico israelí de la Universidad de Minnesota , junto con sus colegas Jacob Karni y Michael Epstein, director de la Instalación Solar en Weizmann, fueron los desarrolladores de un nuevo método para producir combustible de hidrógeno de forma más barata, eficiente y segura, al tiempo que se solucionan los problemas de almacenamiento y transporte. [40]
Otras innovaciones incluyen el aprovechamiento de la luz solar para las comunicaciones espaciales y la información meteorológica, el control de las reacciones químicas dependientes de la luz y el desarrollo de una terapia fotodinámica contra el cáncer . [41]
El desierto del Néguev y sus alrededores, incluido el valle de Aravá , son las zonas más soleadas de Israel, y poca de esta tierra es cultivable , por lo que se ha convertido en el centro de la industria solar israelí. [42] David Faiman cree que las necesidades energéticas del futuro de Israel podrían satisfacerse construyendo plantas de energía solar en el Néguev. Como director del Centro Nacional de Energía Solar Ben-Gurion, opera una de las antenas solares más grandes del mundo. [43]
En mayo de 2016, entró en funcionamiento el parque solar Zmorot de 50 MW. La planta cuenta con un parque solar de 207.000 paneles y su construcción llevó 18 meses. [44]
En el Complejo Industrial Rotem, en las afueras de Dimona, Israel , más de 1.600 espejos solares concentran los rayos del sol en una torre para calentar una caldera de agua y crear vapor. BrightSource Industries (Israel), Ltd., utiliza el conjunto solar para probar nueva tecnología para las tres nuevas plantas solares que se construirán en California para Pacific Gas and Electric Company y Southern California Edison . [45] [46] [47]
En 2020, se inauguró una planta de energía solar de 120 MW en Tze'elim , la más grande de Israel hasta la fecha. [48] Se espera que el parque solar genere más de 220 GWh al año.
En diciembre de 2021, se anunció que Shikun & Binui ganó un contrato para construir una planta de energía solar de 330 MW cerca de Dimona, que se espera que se convierta en la más grande de Israel cuando se complete en 2023. El parque solar también albergará una instalación de almacenamiento de energía de 210 MW. [49] [50]
En mayo de 2023, la Autoridad de Tierras de Israel emitió una licitación para arrendar 11.331 hectáreas (28.000 acres) de tierra cerca de Shaqib al-Salam, entre las carreteras 25 y 40, para un proyecto solar a gran escala. [51]
A partir de septiembre de 2023, Israel tiene dos proyectos de energía solar más almacenamiento: el primero es el parque solar de 17 MW de Arad Valley 1 con un sistema de almacenamiento de energía de 31 MWh, y el segundo es el proyecto de Sde Nitzan de 23 MW de energía solar y 40 MWh de capacidad de almacenamiento. [52]
En septiembre de 2023 se propuso oficialmente la construcción de parques solares que se extenderían por 14.000 dunams, o 3.500 acres, cerca de la valla fronteriza entre Israel y Gaza. El costo total del proyecto es de más de 4.000 millones de NIS y la propuesta tiene el potencial de producir más de 2 GW de electricidad. [53] También se propone la construcción de un extenso parque solar para un centro de datos subterráneo cerca de Eilat a finales de 2023. [54]
La primera central solar de Israel abrió en agosto de 2008. [55] Moshe Tenne construyó la planta de 50 KW en su granja del Néguev por 1,3 millones de NIS , y espera ganar 220.000 NIS al año vendiendo el exceso de electricidad a la red eléctrica nacional . [55] Después de que el Ministerio de Infraestructuras Nacionales anunciara que ampliaría su plan de tarifas de alimentación para incluir centrales solares de tamaño medio que van desde 50 kilovatios a 5 megavatios, Sunday Solar Energy anunció que invertiría 133 millones de dólares en paneles solares fotovoltaicos para su instalación en kibutz . [56] En diciembre de 2008, la empresa Sunday anunció que el kibutz Reim en el Néguev occidental sería la primera comunidad del mundo en depender completamente de la energía solar. [57] La instalación de Reim, que costaría entre 60 y 100 millones de NIS, generaría al menos 2,5 megavatios durante el consumo máximo. El excedente de energía se vendería a la Compañía Eléctrica de Israel . Se espera que la inversión se amortice en diez años, y los costos e ingresos se repartirán equitativamente entre el kibutz y Sunday. [57]
En abril de 2023, se anunció que la empresa energética Teralight construiría uno de los parques solares más grandes de Israel, el proyecto fotovoltaico Ta'anach, en el valle de Jezreel , en el norte de Israel. Ta'anakh solar tendrá 250 MW de capacidad instalada y 550 MWh de energía solar más almacenamiento. [58] Los 250 MW de capacidad instalada "equivalen al 5,2% de la capacidad de energía verde de Israel y al 1,2% de su capacidad eléctrica total". El nuevo parque solar puede abastecer a más de 60.000 hogares israelíes, lo que ayudaría a casi 250.000 israelíes. [59]
En mayo de 2023, el gobierno israelí anunció que construiría cuatro centrales eléctricas de almacenamiento de baterías en la región norteña de Gilboa, lo que lo convertiría en uno de los proyectos de almacenamiento de energía más grandes de Israel hasta la fecha. [60] La construcción inicial totalizará 800 MW/3200 MWh, y cada una de las cuatro instalaciones de almacenamiento de energía tendrá 200 MW de capacidad, y las cuatro tendrán una duración de almacenamiento de cuatro horas. [61] [62]
Ketura Sun es el primer campo solar comercial de Israel. Construido a principios de 2011 por la Arava Power Company en el kibutz Ketura , Ketura Sun cubre 8,1 hectáreas (20 acres) y se espera que produzca energía verde por un total de 4,95 megavatios. El campo consta de 18.500 paneles fotovoltaicos fabricados por Suntech , que producirán alrededor de 9 gigavatios-hora de electricidad al año. [63] En los próximos veinte años, el campo debería ahorrar la producción de unas 125.000 toneladas métricas de dióxido de carbono. [64] El campo fue inaugurado el 15 de junio de 2011. [65]
El 22 de mayo de 2012, Arava Power Company anunció que había alcanzado el cierre financiero de 58,5 MW adicionales para ocho proyectos que se construirían en Aravá y el Néguev, valorados en 780 millones de NIS o aproximadamente 204 millones de dólares. [66] El presidente y cofundador de APC, Yosef Abramowitz, declaró: "Nuestro trabajo aún no ha terminado. Israel necesita adoptar el objetivo de la Unión Europea de un 20 por ciento de energías renovables para 2020 y este importante hito de Arava Power es una prueba positiva de que se puede alcanzar. Además, se debe corregir una injusticia creando una cuota especial de campos solares para los propietarios de tierras beduinos, que están excluidos del programa solar actual". [67]
Además, la Arava Power Company firmó múltiples acuerdos con familias beduinas del desierto del Néguev para construir campos solares en aproximadamente 37 hectáreas (92 acres) de tierra, con una capacidad de producción de hasta 20 megavatios. APC ha estado presionando al gobierno israelí para que cree límites solares separados para los beduinos. [68]
El 7 de febrero de 2012, Arava Power anunció que había recibido una licencia para el campo solar de Tarabin, el primero para la comunidad beduina. La financiación para la instalación de Tarabin, valorada en 30 millones de dólares, la proporcionará la OPIC (la Corporación de Inversión Privada en el Extranjero del Gobierno de los Estados Unidos). El presidente de Arava Power, Yosef Abramowitz, considera que la energía solar para los beduinos es un ejemplo positivo para los nativos americanos, las Primeras Naciones, los aborígenes y otros grupos con reivindicaciones históricas sobre la tierra. [69]
Sunday Solar Energy recibió el encargo de construir una instalación solar para la bodega Carmey Avdat en el desierto del Néguev. La instalación de 50 kW de potencia máxima cubre el tejado de 200 metros cuadrados de la bodega y proporciona el 65 por ciento de sus necesidades energéticas anuales. [70]
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La torre solar "Flower" de Aora es la primera planta de energía solar híbrida del mundo, compuesta por 30 reflectores solares de helióstatos. La planta cambia a turbinas alimentadas por gas natural después del anochecer para poder seguir produciendo energía las 24 horas del día. [71]
El campo solar Ramat Hovav es un proyecto de 37,5 MW cerca de Ramat Hovav, operativo desde diciembre de 2014. La planta de energía fotovoltaica es propiedad de Energix Renewable Energies Ltd. Fue construida por Belectric sobre un estanque de evaporación rehabilitado. La instalación utiliza módulos fotovoltaicos de CdTe basados en tecnología de película fina , fabricados por la empresa estadounidense First Solar , lo que la convierte en la planta de energía fotovoltaica más grande del país hasta el momento y una de las más grandes de su tipo en Oriente Medio. [72]
La central eléctrica de Ashalim es una central de energía solar situada en el desierto del Néguev, cerca del kibutz de Ashalim (al sur de la ciudad del distrito de Beer Sheva ), en Israel. Tiene la torre de energía solar en funcionamiento más alta del mundo desde 2019, pero un proyecto en Dubái la superará a finales de 2021. [73] [74]
A partir de 2023, Ashalim tiene dos instalaciones fotovoltaicas (PV) que generan 70 MW en total, dos campos de energía termosolar que generan 120 MW y una quinta planta de energía solar de 100 MW en planificación, que está programada para comenzar a operar en 2027. [75] [76]
