文|加迪?哈洛里（以色列）

1 背景介紹

以色列作為一個(gè)小國(guó)，要保持獨(dú)立性和適應(yīng)力，就不得不應(yīng)對(duì)因資源（如水和化石燃料等）短缺而引起的諸多經(jīng)濟(jì)發(fā)展障礙。為此，一個(gè)由科學(xué)家、工程師和部分優(yōu)秀企業(yè)組成的極富創(chuàng)新性的智囊團(tuán)，在過(guò)去的幾年里，支撐起以色列對(duì)清潔能源需求的不斷增長(zhǎng)、維持著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。智囊團(tuán)中的成員都是專(zhuān)門(mén)從事各種清潔技術(shù)產(chǎn)業(yè)，如可再生能源、供水與安全、能源生產(chǎn)以及有限資源的最大化利用等領(lǐng)域的精英。

清潔技術(shù)集團(tuán)（Cleantech Group）和世界自然基金會(huì)(WWF) 每年都會(huì)聯(lián)合發(fā)布一份全球清潔技術(shù)指數(shù)報(bào)告，對(duì)各國(guó)清潔技術(shù)的創(chuàng)新能力和商業(yè)化能力做出評(píng)估。在最新發(fā)布的2014 年報(bào)告中，以色列位居榜首，芬蘭和美國(guó)緊隨其后。

依據(jù)這一報(bào)告：以色列可謂是清潔技術(shù)的創(chuàng)新典范，不僅將創(chuàng)業(yè)精神融入到以色列教育系統(tǒng)和人民的日常生活理念中，而且還引導(dǎo)新興企業(yè)不斷開(kāi)展資源創(chuàng)新，因?yàn)閯?chuàng)新生存機(jī)制的形成會(huì)有力地破除資源限制和能源依賴(lài)的束縛。過(guò)去三年，在由清潔技術(shù)行業(yè)投票選出的全球清潔技術(shù)公司前100 的名單當(dāng)中，以色列的清潔技術(shù)公司(總共19 家)所占的比例，相對(duì)于以色列的經(jīng)濟(jì)規(guī)模，明顯要高出許多。

2 以色列風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

無(wú)論是以色列新推出的各類(lèi)創(chuàng)新舉措，還是初創(chuàng)企業(yè)與知名公司開(kāi)展的相關(guān)業(yè)務(wù)，都有涉及到風(fēng)電。雖說(shuō)以色列風(fēng)電的開(kāi)發(fā)和投產(chǎn)會(huì)受到項(xiàng)目監(jiān)管上的一些約束條件的限制。然而，這種情況正在不斷改善中，障礙逐步得到清除，相關(guān)法規(guī)的建設(shè)也逐步到位。

2014 年1 月，有4 家風(fēng)電場(chǎng)獲得了共46.1 萬(wàn)千瓦的經(jīng)營(yíng)許可，隨后一個(gè)2.1 萬(wàn)千瓦的風(fēng)電項(xiàng)目也在不久開(kāi)工建設(shè)。然而，這些并不代表觀念上的徹底轉(zhuǎn)變。22 年來(lái)，以色列風(fēng)電場(chǎng)使用的風(fēng)電機(jī)組也比較單一，這一點(diǎn)也要逐步改進(jìn)，要更換擁有新一代技術(shù)的風(fēng)電機(jī)組。

以色列能源部已制定了相關(guān)發(fā)展目標(biāo)：到2020 年實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電比例達(dá)到10%，其中1/3 來(lái)自風(fēng)力發(fā)電。在此目標(biāo)之下，以色列公用事業(yè)管理局也分別針對(duì)小型風(fēng)電機(jī)組(50 kW)和大型風(fēng)電機(jī)組設(shè)定了相關(guān)的上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼政策。

此外，能源部還發(fā)起了一項(xiàng)研究項(xiàng)目——繪制以色列風(fēng)電發(fā)展?jié)摿D。這一項(xiàng)目由以色列氣象服務(wù)中心（IMS）執(zhí)行開(kāi)展、芬蘭氣象研究（FMI）提供咨詢(xún)，其第一階段研究結(jié)果已經(jīng)向公眾發(fā)布，在百米分辨率評(píng)估系統(tǒng)下，給出了30 米、60 米、100 米和150 米高度的相關(guān)數(shù)據(jù)。下一步，這些數(shù)據(jù)將上傳至面向公眾開(kāi)放的地理信息系統(tǒng)（GIS）在線(xiàn)地圖服務(wù)，在此系統(tǒng)當(dāng)中一些專(zhuān)門(mén)用于風(fēng)能開(kāi)發(fā)及其他層面的相關(guān)信息將與風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。

由IMS 開(kāi)展的這項(xiàng)研究所得出的一個(gè)重要成果是計(jì)算出了以色列陸上風(fēng)電的發(fā)展?jié)摿χ?，根?jù)評(píng)估結(jié)果，以色列的陸上風(fēng)力發(fā)電潛能可達(dá)300 萬(wàn)千瓦。

在過(guò)去三年里，內(nèi)政部與其他部門(mén)和公共組織合作開(kāi)展了兩項(xiàng)同步進(jìn)行的項(xiàng)目：制定國(guó)家總體規(guī)劃（已于2014 年8 月發(fā)布）。該規(guī)劃為風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)提供所有相關(guān)法令依據(jù)和指導(dǎo)；另一項(xiàng)研究是從風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)商處征求其針對(duì)前期調(diào)研和項(xiàng)目核準(zhǔn)的建議，并提交至主管部門(mén)。

另外一項(xiàng)針對(duì)以色列“零碳計(jì)劃”的研究成果也已對(duì)外發(fā)布，研究稱(chēng)到2040 年以色列在不降低民眾生活標(biāo)準(zhǔn)以及發(fā)電成本不變的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)80%的電力來(lái)自可再生能源。

圖1 以色列100m高度平均風(fēng)速圖

3 以色列風(fēng)電發(fā)展歷史與學(xué)術(shù)研究

以色列風(fēng)電發(fā)展的歷史和相關(guān)學(xué)術(shù)研究幾乎可以追溯到其建國(guó)時(shí)期。

二十世紀(jì)五十年代末，當(dāng)時(shí)的以色列缺乏化石燃料資源，風(fēng)能作為一種可利用的能源，就已引起了人們的關(guān)注。

因此，能源的短缺推動(dòng)了以色列風(fēng)能相關(guān)的研究活動(dòng)。當(dāng)時(shí)參與研究的高校之一是位于海法的以色列理工大學(xué)，參與項(xiàng)目的是其新設(shè)立的航空工程系。當(dāng)時(shí)的一位新教員，亞伯拉罕?柯剛教授正在思索如何將他掌握的航空技術(shù)應(yīng)用到建國(guó)初期的以色列相關(guān)產(chǎn)業(yè)中。最后，柯剛教授認(rèn)定風(fēng)能是一種值得投入研究的、潛在的替代能源。在死海和紅海之間的單風(fēng)向山谷里，他發(fā)明了高效的遮蔽式(管道)風(fēng)電機(jī)組。這一研究從上世界六十年代起，一直持續(xù)進(jìn)行。

二十世紀(jì)60 年代的其他研究還包括：

埃利亞胡?尼西姆教授(理科碩士，1961年)：“風(fēng)電機(jī)組的氣動(dòng)數(shù)據(jù)研究”。

阿南?賽吉納教授 (理科碩士，1963 年)：“風(fēng)電機(jī)組的氣動(dòng)數(shù)據(jù)研究(以軸對(duì)稱(chēng)j 進(jìn)氣道為例) ”。

奧澤?艾格拉教授 (理科碩士，1967 年)：“風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)及風(fēng)電機(jī)組的性能研究”。

二十世紀(jì)70 年代中期，加州大學(xué)洛杉磯分校的博士后——阿維夫?羅森博士回到以色列理工大學(xué)后，成立了一個(gè)研究小組。這一小組此后一直進(jìn)行與風(fēng)能相關(guān)的教學(xué)和研究，包括空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、性能、控制以及其他課題。

該研究小組發(fā)表了多篇國(guó)際論文并參與了歐盟組織的研究項(xiàng)目MEXICO(受控狀態(tài)下的測(cè)量和實(shí)驗(yàn))。理工大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)建造了一個(gè)三翼水平軸風(fēng)電機(jī)組，并在荷蘭的DNW 風(fēng)洞進(jìn)行了測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果被世界上的眾多研究小組廣泛采用。

圖2 以色列100m高度風(fēng)能容量系數(shù)

二十世紀(jì)80 年代的研究包括，“達(dá)里厄型風(fēng)電機(jī)組葉片的氣動(dòng)彈性運(yùn)行表現(xiàn)模型”(阿布拉莫維奇?哈依姆及羅森.A，1988 年)，“達(dá)里厄型風(fēng)電機(jī)組葉片運(yùn)行性能研究”(阿布拉莫維奇?哈依姆，理科博士，1983 年)，“通信塔上風(fēng)電機(jī)組使用研究”(Sheinman Yhoshua，理科碩士，1986 年)以及“尖端小翼對(duì)風(fēng)電機(jī)組葉片影響的數(shù)值分析”（拉維?艾薩克，1989 年）。

在特拉維夫大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院工程系，也有與可再生能源尤其是與風(fēng)能相關(guān)的大型活動(dòng)，包括成立能源實(shí)驗(yàn)室和由阿維?克里巴斯教授領(lǐng)導(dǎo)的能源追蹤研究項(xiàng)目。一些新的實(shí)驗(yàn)得以逐步開(kāi)展，其中一個(gè)就是小型風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。

在特拉維夫大學(xué)空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室，阿維?塞夫特教授也領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)展了幾個(gè)研究項(xiàng)目。這些實(shí)驗(yàn)主要是關(guān)于活動(dòng)氣流控制的應(yīng)用，意在提高小型、中型、乃至大型風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率。

特拉維夫大學(xué)電氣工程學(xué)院的喬治.維斯教授一直致力于風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)致振動(dòng)穩(wěn)定問(wèn)題的研究，希望實(shí)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和螺旋角來(lái)調(diào)整力矩進(jìn)而提高發(fā)電機(jī)的可靠性并延長(zhǎng)其壽命，其最近的研究為風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙中調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的安裝。此外，針對(duì)用于將風(fēng)電機(jī)組輸入電網(wǎng)的非同步交流電壓的交流器，維斯教授也對(duì)其優(yōu)化控制進(jìn)行了研究。

阿里爾大學(xué)的亞瑟?亞哈羅姆和阿龍?庫(kù)帕曼教授也進(jìn)行了相關(guān)研究，如適用于所有類(lèi)型的固定速度風(fēng)電機(jī)組的功率估算方法，這一方法基于風(fēng)速概率分布和制造商的功率曲線(xiàn)，采用常用的多項(xiàng)式擬合技術(shù)，而非選擇某一特定模型來(lái)估算功率曲線(xiàn)。

在海法大學(xué)，由奧爾納?拉維夫、奧菲拉?阿亞隆教授和R?帕拉特尼克博士發(fā)起的風(fēng)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)環(huán)境評(píng)估工作，對(duì)風(fēng)力發(fā)電的社會(huì)成本進(jìn)行了評(píng)估，重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)電機(jī)組對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)和農(nóng)業(yè)景觀造成的影響以及由此所產(chǎn)生的外部效應(yīng)。

4 結(jié)論

可以說(shuō)，無(wú)論是在過(guò)去還是現(xiàn)在，以色列學(xué)術(shù)界、風(fēng)能產(chǎn)業(yè)界以及政府在新技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中都投入了大量精力。未來(lái)在實(shí)現(xiàn)100%可再生能源的道路上以及應(yīng)對(duì)全球所面臨的能源挑戰(zhàn)中，以色列還有很長(zhǎng)的探索之路要走。