以色列风电发展的历史与现状

文|加迪∙哈洛里（以色列）

1 背景介绍

以色列作为一个小国，要保持独立性和适应力，就不得不应对因资源（如水和化石燃料等）短缺而引起的诸多经济发展障碍。为此，一个由科学家、工程师和部分优秀企业组成的极富创新性的智囊团，在过去的几年里，支撑起以色列对清洁能源需求的不断增长、维持着经济社会的可持续发展。智囊团中的成员都是专门从事各种清洁技术产业，如可再生能源、供水与安全、能源生产以及有限资源的最大化利用等领域的精英。

清洁技术集团（Cleantech Group）和世界自然基金会(WWF) 每年都会联合发布一份全球清洁技术指数报告，对各国清洁技术的创新能力和商业化能力做出评估。在最新发布的2014 年报告中，以色列位居榜首，芬兰和美国紧随其后。

依据这一报告：以色列可谓是清洁技术的创新典范，不仅将创业精神融入到以色列教育系统和人民的日常生活理念中，而且还引导新兴企业不断开展资源创新，因为创新生存机制的形成会有力地破除资源限制和能源依赖的束缚。过去三年，在由清洁技术行业投票选出的全球清洁技术公司前100 的名单当中，以色列的清洁技术公司(总共19 家)所占的比例，相对于以色列的经济规模，明显要高出许多。

2 以色列风电发展现状

无论是以色列新推出的各类创新举措，还是初创企业与知名公司开展的相关业务，都有涉及到风电。虽说以色列风电的开发和投产会受到项目监管上的一些约束条件的限制。然而，这种情况正在不断改善中，障碍逐步得到清除，相关法规的建设也逐步到位。

2014 年1 月，有4 家风电场获得了共46.1 万千瓦的经营许可，随后一个2.1 万千瓦的风电项目也在不久开工建设。然而，这些并不代表观念上的彻底转变。22 年来，以色列风电场使用的风电机组也比较单一，这一点也要逐步改进，要更换拥有新一代技术的风电机组。

以色列能源部已制定了相关发展目标：到2020 年实现可再生能源发电比例达到10%，其中1/3 来自风力发电。在此目标之下，以色列公用事业管理局也分别针对小型风电机组(50 kW)和大型风电机组设定了相关的上网电价补贴政策。

此外，能源部还发起了一项研究项目——绘制以色列风电发展潜力图。这一项目由以色列气象服务中心（IMS）执行开展、芬兰气象研究（FMI）提供咨询，其第一阶段研究结果已经向公众发布，在百米分辨率评估系统下，给出了30 米、60 米、100 米和150 米高度的相关数据。下一步，这些数据将上传至面向公众开放的地理信息系统（GIS）在线地图服务，在此系统当中一些专门用于风能开发及其他层面的相关信息将与风力发电数据进行整合。

由IMS 开展的这项研究所得出的一个重要成果是计算出了以色列陆上风电的发展潜力值，根据评估结果，以色列的陆上风力发电潜能可达300 万千瓦。

在过去三年里，内政部与其他部门和公共组织合作开展了两项同步进行的项目：制定国家总体规划（已于2014 年8 月发布）。该规划为风电场建设提供所有相关法令依据和指导；另一项研究是从风电场开发商处征求其针对前期调研和项目核准的建议，并提交至主管部门。

另外一项针对以色列“零碳计划”的研究成果也已对外发布，研究称到2040 年以色列在不降低民众生活标准以及发电成本不变的前提下，能够实现80%的电力来自可再生能源。

图1 以色列100m高度平均风速图

3 以色列风电发展历史与学术研究

以色列风电发展的历史和相关学术研究几乎可以追溯到其建国时期。

二十世纪五十年代末，当时的以色列缺乏化石燃料资源，风能作为一种可利用的能源，就已引起了人们的关注。

因此，能源的短缺推动了以色列风能相关的研究活动。当时参与研究的高校之一是位于海法的以色列理工大学，参与项目的是其新设立的航空工程系。当时的一位新教员，亚伯拉罕∙柯刚教授正在思索如何将他掌握的航空技术应用到建国初期的以色列相关产业中。最后，柯刚教授认定风能是一种值得投入研究的、潜在的替代能源。在死海和红海之间的单风向山谷里，他发明了高效的遮蔽式(管道)风电机组。这一研究从上世界六十年代起，一直持续进行。

二十世纪60 年代的其他研究还包括：

埃利亚胡∙尼西姆教授(理科硕士，1961年)：“风电机组的气动数据研究”。

阿南∙赛吉纳教授 (理科硕士，1963 年)：“风电机组的气动数据研究(以轴对称j 进气道为例) ”。

奥泽∙艾格拉教授 (理科硕士，1967 年)：“风电机组设计及风电机组的性能研究”。

二十世纪70 年代中期，加州大学洛杉矶分校的博士后——阿维夫∙罗森博士回到以色列理工大学后，成立了一个研究小组。这一小组此后一直进行与风能相关的教学和研究，包括空气动力学、结构力学、动力学、性能、控制以及其他课题。

该研究小组发表了多篇国际论文并参与了欧盟组织的研究项目MEXICO(受控状态下的测量和实验)。理工大学的一个团队设计建造了一个三翼水平轴风电机组，并在荷兰的DNW 风洞进行了测试，其测试结果被世界上的众多研究小组广泛采用。

图2 以色列100m高度风能容量系数

二十世纪80 年代的研究包括，“达里厄型风电机组叶片的气动弹性运行表现模型”(阿布拉莫维奇∙哈依姆及罗森.A，1988 年)，“达里厄型风电机组叶片运行性能研究”(阿布拉莫维奇∙哈依姆，理科博士，1983 年)，“通信塔上风电机组使用研究”(Sheinman Yhoshua，理科硕士，1986 年)以及“尖端小翼对风电机组叶片影响的数值分析”（拉维∙艾萨克，1989 年）。

在特拉维夫大学机械工程学院工程系，也有与可再生能源尤其是与风能相关的大型活动，包括成立能源实验室和由阿维∙克里巴斯教授领导的能源追踪研究项目。一些新的实验得以逐步开展，其中一个就是小型风电机组的风洞实验。

在特拉维夫大学空气动力实验室，阿维∙塞夫特教授也领导开展了几个研究项目。这些实验主要是关于活动气流控制的应用，意在提高小型、中型、乃至大型风电机组的发电效率。

特拉维夫大学电气工程学院的乔治.维斯教授一直致力于风电机组的风致振动稳定问题的研究，希望实现通过调节发电机转矩和螺旋角来调整力矩进而提高发电机的可靠性并延长其寿命，其最近的研究为风电机组机舱中调谐质量阻尼器的安装。此外，针对用于将风电机组输入电网的非同步交流电压的交流器，维斯教授也对其优化控制进行了研究。

阿里尔大学的亚瑟∙亚哈罗姆和阿龙∙库帕曼教授也进行了相关研究，如适用于所有类型的固定速度风电机组的功率估算方法，这一方法基于风速概率分布和制造商的功率曲线，采用常用的多项式拟合技术，而非选择某一特定模型来估算功率曲线。

在海法大学，由奥尔纳∙拉维夫、奥菲拉∙阿亚隆教授和R∙帕拉特尼克博士发起的风电机组经济环境评估工作，对风力发电的社会成本进行了评估，重点关注风电机组对鸟类和农业景观造成的影响以及由此所产生的外部效应。

4 结论

可以说，无论是在过去还是现在，以色列学术界、风能产业界以及政府在新技术的发展过程中都投入了大量精力。未来在实现100%可再生能源的道路上以及应对全球所面临的能源挑战中，以色列还有很长的探索之路要走。