אגירת אנרגיה סולארית באמצעות מתקנים פוטו וולטאיים

באוקטובר 2020 החליטה הממשלה להגדיל את יעד האנרגיה המתחדשת בישראל ל30% מתמהיל הייצור בשנת 2030 .

יעד זה צפוי להיות מושג בעיקר באמצעות מתקנים פוטו וולטאיים בהספק מצטבר של כ 16,000 מגה וואט, לעומת כ 3000 מגה וואט בלבד המותקנים כיום. כתוצאה מכך, ישראל צפויה להיות בין המדינות המובילות בעולם באחוז האנרגיה הסולארית בתמהיל הייצור.

המשקל המשמעותי של אגירת אנרגיה סולארית ביצור החשמל בישראל צפוי להציב מגוון אתגרים לניהול משק החשמל .

בכלל זה, פיתוח הרשת להולכת האנרגיה ממתקני יצור מרוחקים לאזורי הביקוש, עודפי ייצור בשעות הצהרים, קצב מהיר של עליית העומס ביחידות היצור בגז בשעות שקיעת השמש, והפרעות לתדר.

אתגרים אלו מתעצמים על רקע הגידול הצפוי בביקוש, ההחלטה להפסיק את השימוש בפחם ולבסס את ייצור החשמל בישראל על גז ואנרגיה מתחדשת בלבד והגריטה הצפויה של חלק מתחנות חברת החשמל לקראת סוף העשור.

יחד עם זאת, ירידת המחירים והפיתוח המהיר של טכנולוגיית האגירה בסוללות מצביעים על האפשרות לשלב אגירה במשק החשמל על מנת לאפשר את העמידה ביעד האנרגיה המתחדשת תוך הבטחת אמינות האספקה בעתיד.

בכלל זה, האגירה עשויה לאפשר מענה לעודפי ייצור בצהרים, הקלת הגודש ברשת, תחליף להקמת מתקני ייצור בגז ומענה לייצוב התדר.

מסמך זה מציג הצעה למ פת דרכים לשילוב אגירה במשק החשמל בישראל לשם עמידה ביעדי האנרגיה המתחדשת.

המסמך סוקר את היישומים העיקריים של אגירת החשמל בישראל ועונה על שאלות היסוד הנוגעות לפיתוח האגירה: כמה הספק וקיבולת אגירה נדרשים למשק? מתי נדרש יהיה להקים את האגירה, לאורך העשור הקרוב? היכן יש למקם את האגירה? לאיזה מקטע רשת )הולכה או חלוקה( יש לחבר את האגירה? וכיצד יש להסדיר את התנאים הכלכליים על מנת לאפשר את שילוב האגירה?

המסמך נועד לקדם את הדיון הציבורי והממשלתי בישראל על פיתוח אגירת האנרגיה, על מנת לאפשר את השגת יעדי האנרגיה המתחדשת של ישראל, תוך שמירה על אמינות האספקה *2 .
1 החלטת ממשלה 465 מיום 25.10.2020
2 המסמך הוא פרי יוזמתם של הכותבים ולא מומן על ידי גורם אחר.

אגירת אנרגיה סולארית לשם חיבור הספק סולארי נוסף באזורי גודש

הצורך הדחוף ביותר באגירת אנרגיה בישראל כיום הוא במענה לגודש באזורי הזנה של 30-20 תחנות משנה 3 , בהם קיימים שטחי קרקע או מאגרי מים המאפשרים הקמת מתקנים סולאריים נוספים, כגון עוטף עזה, הערבה, אילת ועמק המעיינות .

מתקני אגירה יאפשרו להסיט את הזרמת האנרגיה המתחדשת לשעות הערב, באזורים בהם יש גודש בהשנאה ו/או ברשת ההולכה, ובכך לאפשר חיבור הספק משמעותי נוסף של מתקני ייצור סולריים לתשתית הרשת קיימת, כבר בטווח הזמן הקרוב.

עם זאת, האגירה איננה מאפשרת לחבר לרשת את מלוא ההספק הסולארי הנדרש לשם עמידה ביעד. לפיכך יש להמשיך ולפתח את רשת ההולכה במקביל להקמת מתקני האגירה.

להערכתנו, הספק האגירה הנדרש במענה לגודש בשנאי תחנות המשנ ה הוא כ – 2400 3600 מגה וואט לכ- 4~ שעות. הספק אגירה זה יאפשר תוספת הספק סולארי של כ 120 מגה וואט בכל אחד מ- 20-30 תחמ״שים בהם מתקיים כיום גודש.

מתקני אגירה אלו נכון להקים בעיקר במקטע החלוק ה, קרי – בצד המתח הגבוה של התחמ״ש. זאת משום שמרבית המתקנים הסולאריים צפויים להתחבר לרשת החלוקה, דבר שייצור עומס בתחנות המשנה וברשת ההולכה, עקב הצורך להזרים את עודפי האנרגיה דרך שנאי התחמ״ש אל מערכת ההולכה .

הקמת האגירה במקטע החלוקה, תקל הן על צוואר הבקבוק העיקרי הקיים בהשנאה בתחמ״שים והן על הגודש ברשת ההולכה.

לעומת זאת, חיבור האגירה לרשת המתח העליון, לא יקל על הגודש בשנאי התחמ"ש ולפיכך לא יקטין את הצורך בהקמת תחמ״שים נוספים. חיבור האגירה במקטע החלוקה, אינו מחייב – מהיבט הנדסי – צמידות פיסית לחצר התחמ״ש, כשם שמתקני יצור וצריכה המחוברים בחלוקה, אינם צמודים לתחמ״ש.

עם זאת, וועדות התכנון עשויות להעדיף קירבה למתקנים קיימים, על מנת למזער את הפגיעה בשימושים אחרים בקרקע.

שילוב אגירה במתקנים פוטו וולטאיים חדשים או קיימים, במתווה שנקבע עד כה על ידירשות החשמל, ״משטחת״ את עקום הייצור הסולארי ומאפשרת שליטה ביצור הסולארי, ובכך מקלה את העומס על הרשת ומצמצמת את הצורך באגירה בתחמ״ש (תרשים 5).

(*3) לישראל ידרש בעתיד כושר ייצור נוסף, במענה לתרחישים בהם האגירה איננה נותנת מענה מלא, כגון תרחישים בהם הביקוש ממושך ולא ניתן לקיים מחזור של פריקה וטעינה.תרחישים בהם הביקוש ממושך ולא ניתן לקיים מחזור של פריקה וטעינה)

עם זאת הדרישה לשילוב אגירה איננה חלה כיום על מתקנים פוטו-וולטאיים קטנים 4 ואיננה חלהעל מתקנים אשר קמים על גבי מאגרי מים. הרחבת הדרישה לשילוב אגירה במתקנים אלו תאפשר לצמצם את הצורך בתוספת השנאה וב פיתוח רשת ההולכה.

שהאסדרה שנקבעה למתקנים משולבי אגירה מעודדת הזרמת אנרגיה בכל שעות היום ובכלל זה גם בשעות הצהרים, בהן צפוי גודש בשנאי ההולכה.

לכן, יש לתמרץ בנוסף גם הקמת אגירה בשטח המתקנים הפוטו וולטאיים או בחיבור ישיר לצד המתח הגבוה של התחמ״ש אשר תקל על הגודש בשנאים בשעות הצהרים.

אגירה אנרגיה סולארית לקליטת עודפי אנרגיה בצהרים

לקראת אמצע העשור, כאשר האנרגיה המתחדשת תגיע ל 20% מתמהיל הייצור, צפויים להיווצר עודפי ייצור בשעות הצהרים במרבית חודשי השנה, למעט הקיץ )תרשים 8 (קרי, היצור הסולארי יעלה על הביקוש הצפוי בשעות הצהרים.

כושר האגירה הנדרש לקליטת עודפים אלו, מותנה בהחלטה על היקף קיטום האנרגיה המתחדשת: הגבלת קיטום האנרגיההמתחדשת לכ- 0.1% מהייצור הסולארי 5, תחייב הקמת כושר אגירה של 5000 מגה וואט לכ- 4 שעות.

לעומת זאת, קיטום של 1% מהייצור הסולארי 6, יאפשר להסתפק בכושר אגירה של כ- 3400 מגה וואט לכ- 4 שעות. כושר האגירה שיידרש במענה לעודפי האנרגיה יתפתח בהדרגה החל מאמצע העשור, ויגיע להיקף משמעותי רק בסוף העשור.

כבר היום, ישנם אילוצי תפעול המביאים לכיבוי יחידות ייצור והתנעה מחודשת שלהן, בשעות אחר הצהרים. הייצור הסולארי צפוי להביא בעתיד לכיבוי והתנעה מחדש של יחידות ייצור קונבנציונאליות בתדירות יומית.

מגמה זו צפויה להגדיל את עלויות התפעול והתחזוקה, לקצר את אורך חיי היחידות ואף לפגוע ב שרידות המערכת ובאמינות אספקת החשמל בישראל.

ניתן למזער את הפגיעה באמינות האספקה באמצעות הקמת חלק מהאגירה הנדרשת לקליטת עודפי האנרגיה באיזור תחנות הכח. כך, ניתן יהיה למזער את הצורך בהדממה והתנעה מחדש של היחידות.

מדיניות הפעלת היחידות הפחמיות המוסבות לגז צפויה להשפיע על היקף האגירה שתידרש לקליטת עודפי אנרגיה. יחידות אלו אינן מתאימות למשטר של כיבוי והתנעה יום-יומי.
(4 הדרישה חלה רק על מתקנים שהספק החיבור שלהם לרשת גדול מ 2 מ״ו, קרי – הספק פאנלים של כ 5 מ״ו לפחות.)
(5 שווה ערך לכשעתיים מתוך כ 1700 שעות ייצור בהספק מלא בשנה.)
(6 שווה ערך לכעשרים שעות מתוך כ 1700 שעות יצור בהספק מלא בשנה.)

לכן, המשך ההפעלה של יחידות אלו בעומס מינימלי יגדיל את עודפי הייצור בשעות הצהרים, ולכן יחייב הגדלה של הספק האגירה הנדרש ב כ 1700 מגה וואט.

מתקני אגירה לקליטת עודפי אנרגיה, ניתן להקים הן ברשת החלוקה והן ברשת ההולכה. עם זאת, כפי שהראינו לעייל, למשק יידרשו גם מתקני אגירה בהספק משמעותי במקטע החלוקה, בתחנות המשנה בהן קיים גודש.

מתקנים אלו צפויים ממילא לקלוט עוד פי אנרגיה בשעות הצהרים על מנת לתת מענה לגודש ברשת. לכן, הקמת מרבית כושר האגירה בצד מקטע החלוקה, תתן מענה הן לקליטת עודפי הייצור והן לגודש ברשת ובשנאי התחמ"ש.

אגירת אנרגיה סולארית כתחליף לכושר ייצור בשעות הערב

קצב גידול הביקוש בישראל עמד (עד למגפת הקורונה) על כ %72. בשנה בממוצע (7).

קצב זה, אם ימשך בשנים הבאות, צפוי להביא את ישראל לגידול מצטבר של כ 30% בצריכת האנרגיה עד לסוף העשור. כפועל יוצא מכך, שיא הביקוש צפוי לגדול בכ- 4500 מגה-וואט עד לשנת 2030 . (8)

מתקני אגירת אנרגיה מאפשרים לתת מענה לגידול בשיאי הביקוש בשעות הערב באמצעות אגירת האנרגיה בצהרים ופריקה של האנרגיה בשעות הערב.

כך, אותם מתקנים שיוקמו כדי לתת מענה לגודש ברשת בשעות הצהרים ולקליטת עודפי האנרגיה בצהרים, ישמשו גם תחליף להקמת כושר ייצור.

מהבחינה הכלכלית שערכנו עולה כי במחירי האגירה הצפויים באמצע העשור, עלות האגירה צפויה להיות זולה בהשוואה לעלות מתקני ייצור בגז במחזור פתוח ״פיקרים״.

מכאן, שיש ערך בהקמת מתקני אגירה כחליף לתחנות כח במחזור פתוח, גם לולא היתה האגירה נדרשת לשם קליטת עודפי ייצור בצהרים. כלומר, החל מאמצע העשור האגירה צפויה להיות כדאית גם כתחליף למתקן ייצור בלבד. התועלות הנוספות של מתקני האגירה, מעצימות כדאיות כלכלית זו.*9

(7)מפת דרכים למקטע הייצור במשק החשמל, רשות החשמל יוני 2018
(8)בנוסף, צפויים להיגרט מתקני ייצור בהספק מצטבר של כ- 3400 מ״ו, אולם מתקנים אחרים בהספק דומה
נמצאים כבר בתהליך הקמה. ולכן, עיקר הצורך בכושר ייצור נוסף נובע מהגידול בביקוש .
(9) בטווח הזמן הרחוק, ככל שימשך הגידול בביקוש, יתכן שלישראל ידרש כושר ייצור נוסף והאגירה לבדה לא תתן
מענה לעקום הביקוש.

להערכתנו, יידרשו מתקני אגירה בהספק של כ –3500 מגה וואט(10) במענה לגידול בשיא הביקוש בערב תוך שמירה על קריטריון האמינות המקובל , בעיקר במחצית השנייה של העשור.

מתקני אגירה המהווים תחליף לכושר ייצור ניתן להקים בחצר צרכן או בחיבור ישיר לרשת, הן ברשת החלוקה והן ברשת ההולכה. עם זאת, כדי להבטיח ריבוי שימושים באגירה, מומלץ להקים חלק משמעותי מכושר האגירה במקטע החלוקה באזורי הגודש בהם נדרש חיבור
מתקנים סולאריים נוספים .

אגירה במענה לגידול בביקוש מול גודש בהולכה באזור המרכז (השבתת תחה"כ רדינג)

א. מגבלת הולכת האנרגיה לאזור המרכז מקבלת כיום מענה באמצעות הפעלת תחנת הכח רדינג בשעות העומס. התחנה נדרשת להיסגר בשל חוק האסבסט והסבירות לאישור תוכנית להקמת כושר ייצור חליפי באזור המרכז היא נמוכה.
ב. הפעלת תחנת המיתוג 400/161 ק"ו בקרית עתידים )ירקון( צפויה לספק מענה זמני, אך עם עלית הביקוש, לקראת 2026 , הביקוש באזור זה יעלה על כושר הולכת האנרגיה אל האזור וייווצר צורך במענה נוסף.
ג. מתקני אגירה במרחב עתידים – פתח תקווה או בצפון גוש דן עשויים להקל על גודש הולכת האנרגיה אל אזור המרכז.
ד. עם זאת, אגירה איננה מהווה תחליף מלא לכושר ייצור ו/או הולכה משום שהיא מוגבלת בשעות הפריקה ולכן איננה נותנת מענה לארועים ממושכים, בהם אין אפשרות לקיים מחזורי טעינה ופריקה.

אגירת אנרגיה סולארית לוויסות התדר

מתקני אגירה ישמשו בעתיד גם לוויסות התדר במערכת, במענה לתנודתיות וסרוגיות )חוסר הרציפות( של הייצור הסולארי. אולם, מהניתוח עולה כי לצורך זה נדרש הספק אגירה קטן יחסית, בהשוואה לשימושי האגירה האחרים וניתן ליישם אותו באמצעות מתקני אגירה אשר
יקומו לשימושים אחרים.

*10 תוספת ההספק הנדרשת נמוכה מהגידול הצפוי בשיא הביקוש לאור היתירות הקיימת בכושר הייצור כיום.

לאור חשיבות ייצוב תדר לשרידות המערכת, מומלץ ליישם יכולת תגובה לתדר בכל מתקן ייצור ובכל מתקן אגירה שיקומו במשק וכן בהסדרים צרכניים.

סיכום והמלצות אגירת אנרגיה סולארית בישראל

* הספק האגירה הנדרש לקליטת עודפי אנרגיה בצהרים עשוי לפחות אם יתאפשר קיטום של כ- 1% מהאנרגיה המיוצרת .
**מומלץ לתת עדיפות תחילה למתקנים ברשת החלוקה על מנת לתת מענה לחיבור מיידי של מתקנים סולאריים נוספים
על אף הגודש ברשת.

טבלה 1 מסכמת את הספק האגירה הנדרש לישראל לפי שימוש על פני העשור הקרוב, את המיקום הרצוי של האגירה ואת אופן החיבור.

מהטבלה ניתן לראות כי הצורך הדחוף בישראל באגירת אנרגיה הוא במענה לחיבור מתקנים סולאריים נוספים, באזורים בהם קיים גודש בשנאים וברשת ההולכה. צורך משמעותי נוסף בקליטת עודפי אנרגיה בצהרים ותחליף לכושר ייצור בשעות הערב מסתמן בעיקר במחצית
השנייה של העשור.
לאור זאת, מומלץ:
א. לתמרץ בהקדם הקמת מתקני אגירה בהספק מצטבר של כ 2400-3600 מ״ו ל 4 שעות שיאפשרו חיבור מתקנים סולאריים נוספים כבר בטווח הזמן הקרוב.

מתקני אגירה אלו יש להקים במקטע החלוקה, באזורי ההזנה של כ 20 – 30 תחמ״שים, בהם מזוהה כיום גודש שאינו מאפשר חיבור מתקנים סולאריים פוטנציאליים נוספים גם בהינתן תוכנית הפיתוח המאושרת.

חלק מהמתקנים ישולבו באתרים סולאריים והיתר יוקמו בסמוך לתחמ״ש, או במקרים מסוימים בתחמ"ש עצמה.

ב. לאור ההפרדה המבנית בין ניהול המערכת לבין חברת החשמל, וההבנה כי מתקנים אלו יספקו מגוון שרותים עבור מנהל המערכת, יש להסדיר את השליטה של ניהול המערכת
במתקני האגיר ה, אף שהמתקנים יחוברו במקטע החלוקה.
ג. במחצית השניה של העשור נדרשים מתקני אגירה נוספים בהספק של כ 1500 מגה וואט
ל 4 שעות שיחוברו לרשת ההולכה. מתקנים אלו יהוו כלי לניהול ושמירה על יציבות
ושרידות המערכת ויספקו גם מענה לעודפי ייצור בצהרים ולכושר ייצור בערב.
ד. מקבלי ההחלטות יידרשו לעסוק במספר סוגיות מדיניות על מנת שניתן יהיה לדייק את
כושר האגירה הנדרש. בפרט :
1) מהו הסף הראוי לקטימת עודפי ייצור סולארי? קביעת סף נמוך מ 1% תביא לגידול משמעותי בהיקף האגירה הנדרשת.
2) מהי מדיניות הפעלת היחידות הפחמיות המוסבות לגז? המשך הפעלה של יחידות אלו בעומס מינימום יביא להגדלת כושר האגירה הנדרש
3) מהי מדיניות ההפעלה של יצרני החשמל הפרטיים הפועלים בהסדרים בילאטרליים? המשך הפעלת מתקנים אלו בהעמסה עצמית לפי ביקוש הצרכנים יביא להגדלת השימוש באגירה. מסמך זה מייצג את עמדתנו האישית בלבד והוא מבטא את מיטב ניסיוננו והבנתנו המקצועית.
אנו מקווים כי מסמך זה יעשיר את הדיון הציבורי באגירת האנרגיה בישראל ויסייע לקידום ההסדרה הכלכלית הנדרשת לשם שילוב האגירה במשק החשמל

אגירת אנרגיה סולארית כמענה לגודש ברשת

פיתוח רשת ההולכה הוא אחד האתגרים המרכזיים של ישראל לקראת עמידה ביעד של 30% אנרגיה מתחדשת בשנת 2030 . אגירת אנרגיה עשויה להגדיל את הספק המתקנים הסולאריים המחוברים לרשת, באמצעות הסטה של עודפי אנרגיה לשעות בהן הרשת פנויה. פרק זה מציג ניתוח של הצורך באגירה כמענה משלים לפיתוח הרשת.

תוכנית פיתוח הרשת לשם עמידה ביעד 2030 היחידה לתכנון ופיתוח טכנולוגי )תפ״ט( בחברת ניהול המערכת בחנה את ההשקעה שתידרש
ברשת החשמל על מנת לחבר את ההספק הסולארי הנדרש לעמידה ביעד 13 . טבלה 2 מפרטת את ההשקעות הנדרשות לפי המלצת תפ״ט, בהשוואה לתוכנית פיתוח הרשת שאושרה על ידי שר האנרגיה ב 2018.

*ניהול המערכת,״ הגדלת יעדי הייצור באנרגיה מתחדשת ל- 30% בשנת 2030 – פרק הולכה״ 791/180/20 מ
31.3.2021

מהטבלה ניתן לראות כי מספר התחמ״שים ואורך קווי 400 הנדרשים לעמידה ביעד 2030 גבוהים פי 5 ~ בהשוואה לתוכנית הרשת הנוכחית שאושרה על ידי שר האנרגיה בשנת 2018 .
פיתוח הרשת עלול להוות גורם מעכב משמעותי בעמידה ביעד האנרגיה המתחדשת. ראשית, הקמת תשתית הרשת הדרושה לקליטת אנרגיה מתחדשת עלולה להמשך 10-15 שנים, מתוך פרק זמן זה נדרשות לעיתים כ 10 שנים על מנת להשיג תוכנית מאושרת להקמת הקווים. גם לאחר השגת התוכנית המאושרת חברת החשמל עשויה להתמודד עם חסמים משמעותיים שיביאו להתארכות משך ההקמה, כגון בניה בלתי חוקית ברצועה מאושרת (דוגמת אשכול שרון באזור טייבה), התנגדות בעלי קרקעות למעבר קווי הולכה בשטחם )דוגמת קווי 400 ק״ו בואדי ערה( , חשש תושבים משדות מגנטיים )דוגמת חוצה גוש דן( ועוד 14 . עלות פיתוח הרשת לשם עמידה ביעד 2030
טבלה 3 מפרטת את עלות תוכנית פיתוח הרשת שגובשה על ידי תפ״ט בחלוקה לאזורים. העלויות בטבלה מחושבות לפי התעריף המוכר על ידי רשות החשמל לרכיבי הרשת.
תרשים 1 מסכם את עלות הרשת לכל מגה וואט סולארי. ניתן לראות כי העלות הגבוהה ביותר לחיבור מתקנים סולאריים היא באזור אילת (2.26 מש״ח למגה-וואט סולארי) ובאזור הנגב (2.14 מש״ח למגה-וואט סולארי). בעוד שבאזור השרון המרכז וירושלים לא נדרשות כלל
השקעות לפיתוח רשת ההולכה לשם קליטת הספק סולארי נוסף.

קיבולת האגירה הנדרשת לחיבור הספק נוסף לתחמ״ש קיים

בחלק מהאזורים בישראל לא ניתן כיום לחבר מתקנים סולאריים נוספים כתוצאה מגודש ברשת, כגון מרחב אילת ואזור עוטף עזה. במספר אזורים מתוכננת הרחבה של מערך ההשנאה ושל רשת ההולכה ובהתאם לכך יתאפשר חיבור מתקנים נוספים.

אולם, הספק המתקנים המבקשים להתחבר לרשת גבוה מתוספת הקיבולת. כך לדוגמא, באזור בית שאן תוכנית פיתוח הרשת מאפשרת חיבור של 150 מגה וואט סולארי לעומת כ 70 מגה וואט בלבד המחוברים כיום. יחד עם זאת, בקשות נוספות לחיבור 115 מגה וואט קיבלו תשובה שלילית על אף תוכנית הפיתוח.

באזורים בהם קיים גודש, העומס על הרשת בא לידי ביטוי בעיקר בשעות הצהרים, בהן היצור הסולארי מגיע לשיא, ואילו בשעות אחרות העומס על הרשת נמוך משמעותית.

השימוש באגירה מאפשר לחבר מתקנים נוספים לרשת ולהסיט את האנרגיה לשעות בהן הרשת פנויה. כך, ניתן להשתמש בתשתית הרשת הקיימת כדי לחבר מתקנים סולאריים נוספים, מבלי להקים תשתית רשת נוספת.

ניתן להעריך את קיבולת האגירה שתידרש להקלת הגודש בכל תחמ״ש באופן הבא:
א. ניתוח שעתי של יצור האנרגיה הסולארית בהתאם לפרופיל הייצור האופייני לאזור הנדון ובהתאם להספק המותקן המחובר לרשת וההספק הנוסף המבוקש.

ב. הערכת עודפי היצור הצפויים בכל שעה בכל אחד מימות השנה, בהתאם לקיבולת הנתונה של הרשת באזור.

ג. חישוב ההספק האגירה וכושר האגירה שידרש על מנת שסך האנרגיה שתיקטם לא תעלה על הסף הרצוי.

תרשים 2 מציג דוגמא לעודפי האנרגיה ביום אופייני בהתאם להספק המותקן במרחב אילת 15 מעבר להספק המחובר היום
(190 MWp) מהתרשים ניתן לראות שכאשר תוספת ההספק גדולה מעט מקיבולת הרשת, מרבית האנרגיה תזרום לרשת בשעות הבוקר ואחר הצהרים ללא אגירה ורק חלק קטן מהאנרגיה ידרש להאגר.

ככל שתוספת ההספק המחובר לרשת גדלה, נתח הולך וגדל מהאגירה יידרש להאגר. כלומר, קיבולת האגירה הנדרשת גדלה באופן לא לינארי עם תוספת ההספק הסולארי.

תרשים 4 מציג את אחוז הימים בהם קיבולת הרשת תהיה פנויה לפריקת האגירה, כפונקציה של כמות ההספק הנוסף באזור אילת.

ניתן לראות כי פתרון האגירה עשוי לתת מענה לדחיית פיתוח הרשת עד לתוספת הספק של 150% מעבר להספק הקיים לכל היותר. בפועל, ייתכן שאילוצים אחרים במרחב שלא נכללו בניתוח זה יגבילו את תוספת ההספק הסולארי לאחר תוספת הספק סולארי קטנה יותר.

מימוש של מלוא הפוטנציאל הסולארי במרחב אילת 16 מחייב לפתח את רשת ההולכה ואת קיבולת ההשנאה. לאור זאת, נכון להקים מתקני אגירה בטווח הזמן המיידי שיאפשרו חיבור מתקנים סולאריים נוספים לרשת, ובמקביל להשלים את התכנון הסטטוטורי של הרשת ולאשר
את הקמתה.

השימוש באגירת אנרגיה סולארית לשם חיבור מתקנים סולאריים נוספים לרשת הקיימת

בישראל מותקנות כיום כ- 200 תחנות משנה )תחמ״שים(, מתוכם כ- 50 תחנות משנה משמשות גם לקליטת הספקים משמעותיים של אנרגיה סולארית, בעיקר במרחב אילת והערבה, הנגב, עוטף עזה ועמק המעיינות.

הספק ההשנאה האופייני לתחמ״ש הוא 200 מוו״א ) 4 שנאים(, וכיום מתאפשר חיבור של מתקנים סולאריים במתח גבוה לתחמ״ש בהספק של 120 מוו״א ) 60% ( בלבד. בנוסף מתאפשר חיבור מתקנים סולאריים נוספים במתח נמוך.

לפי פרסומי מנהל המערכת, בכ 20-30 תחמ״שים, הוגשו בקשות לחיבור מתקנים סולאריים נוספים ובקשות אלו נענו בשלילה, בעיקר לאור מגבלת העומס על השנאים. בחלק מהאזורים קיימת בנוסף גם מגבלת גודש ברשת ההולכה.

מהניתוח שבוצע לאזור אילת ניתן להסיק, שגם בתחמ״שים אחרים בהם קיים גודש שאינו מאפשר קליטת אנרגיה סולארית, אגירת אנרגיה בצד המתח הגבוה של התחמ״ש תאפשר להסיט את עודפי האנרגיה לשעות הערב ובכך להתגבר על הגודש בשנאי ובמרבית המקרים
גם על הגודש ברשת ההולכה.

הכפלת ההספק המחובר לתחמ״שים אלו תחייב להערכתנו, הספק אגירה של כ 120 מגה וואט ל 4 שעות. לפיכך, מענה ל 20-30 תחמ״שים יחייב 2400-3600 מגה וואט אגירה ל 4 שעות.

*16 לפי דו״ח תפ״ט, הגדלת יעדי הייצור באנרגיה מתחדשת ל- %30 בשנת 2030 – פרק ייצור, מ 9.3.2020 , יש
במרחב אילת פוטנציאל לכ- 1200 מגה וואט סולארי, מתוכו מומשו עד היום 190 מגה וואט בלבד.

השפעת מתקנים פוט ו-וולטאים משולבי אגירת אנרגיה סולארית על הצורך באגירה בתחמ״ש

החל משנת 2020 , מתקנים פוטו וולטאיים קרקעיים קמים בישראל בשילוב אגירה. תרשים 5 מציג כיצד האגירה המשולבת באתר פוטו וולטאיי משפיעה על הזרמת האנרגיה לרשת.

ניתן לראות כי שילוב אגירה במתקן פוטו וולטאי מאפשר להקטין באופן משמעותי את הספק החיבור לרשת של המתקן הפוטו וולטאי ) (AC עבור הספק פאנלים נתון ) DC ( ו״משטח״ את זרימת האנרגיה מהמתקן לרשת.

עם זאת, האגירה המשולבת במתקן הפוטו וולטאי איננה נותנת מענה לעומס על התחמ״ש בשעות הצהרים, משום שתנאי ההליך התחרותי מעודדים הזרמת אנרגיה לרשת על פני רוב שעות היום, ובכלל זה גם בשעות הצהרים בהן התחמ״ש עמוס.

לכן, נוסף לאגירה המשולבת במתקן, נדרשת אגירה נוספת אשר תתן מענה לגודש ברשת בשעות הצהרים. את האגירה הנוספת ניתן להקים בשטח אתרי היצור הסולארי או בסמוך לתחמ״ש, ובלבד שיוקמו בצד המתח הגבוה של התחמ״ש.

לאור זאת, מומלץ:
א. לתמרץ הקמת אגירה בהספק מצטבר של כ 2400 מגה וואט/ 4 שעות בכ- 20-30 תחמ״שים (או בסביבתם) בהם קיים כיום גודש ואשר בקרבתם נמצא פוטנציאל לחיבור מתקנים סולאריים נוספים.
ב. חלק מכושר האגירה ישולב במתקנים הפוטו וולטאיים והיתר יוקם כאגירה מערכתית סמוך לתחמ״ש.
ג. האגירה תוקם בצד המתח הגבוה כדי לתת מענה לעומס על השנאי בתחמ״ש.
ד. מהבחינה ההנדסית, האגירה איננה נדרשת להיות סמוכה פיסית לתחמ״ש. עם זאת, וועדות התכנון עשויות להעדיף הקמה צמודת גדר לתחמ״ש או לאתר יצור סולארי, משיקולי תכנון.
ה. למנהל המערכת תתאפשר שליטה במתקן או בסך האנרגיה המחוברת לתחמ״ש, בתיאום עם חברת החשמל אשר אחראית לניהול רשת החלוקה, אף שהאגירה והאנרגיה מחוברים לצד המתח הגבוה.
ו. רצוי להקים את מתקני האגירה בהדרגה על פני 2-3 השנים הקרובות, בהתאם לקצב הקמת המתקנים הפוטו וולטאיים שיחוברו לתחמ״שים אלו.

הצורך באגירת אנרגיה סולארית לשם ״יישור״ עקום העומס

השפעת האנרגיה המתחדשת על עקום העומס נטו

הביקוש לחשמל בישראל מתאפיין בהתנהגות עונתית בהתאם למזג האוויר:
א. קיץ – חודשי הקיץ )יוני עד ספטמבר( מתאפיינים בביקוש גבוה בשעות הצהרים 17 , בעיקר כתוצאה מהפעלת מתקני מיזוג אוויר.
ב. חורף – בחודשי החורף )דצמבר – פברואר( הביקוש נמוך בשעות הצהרים וגבוה בשעות הערב 18 , בעיקר כתוצאה מהפעלת מתקנים לחימום.
ג. עונות המעבר )אפריל- מאי, אוקטובר-נובמבר( – מתאפיינות בביקוש נמוך יחסית הן בשעות היום והן בשעות הערב, כתוצאה ממזג אוויר נח. שילוב מתקנים סולאריים בהספק משמעותי במשק החשמל מתאפיין ביצור משמעותי בשעות הצהרים. כתוצאה מכך משתנה הצורך בהעמסה של מתקני יצור קונבנציונאליים. לכן, במשק עתיר מתקנים סולאריים מקובל לבחון גם את העומס נטו (עומס הביקוש בניכוי יצור האנרגיה המתחדשת). מאפייני העומס נטו בשנים הבאות:
א. קיץ – חלק משמעותי מהביקוש בשעות הצהרים יקבל מענה באמצעות הייצור הסולארי, ולכן כושר הייצור הקונבנציונאלי שיידרש בשעות הצהרים יפחת משמעותית.
ב. חורף – בשעות הצהרים הביקוש נמוך יחסית ולכן עם הקמת הספק סולארי בהיקף משמעותי עשוי להיווצר עודף כושר ייצור. בערב, שיא הביקוש נותר ללא שינוי, משום ששיא הביקוש מתרחש לאחר שעות הייצור הסולארי. כתוצאה מכך, נדרשת עליה מהירה (Ramp Rate) של הייצור הקונבנציונאלי משעות אחר הצהרים לשעות הערב.
ג. עונות מעבר – הביקוש בשעות הצהרים נמוך יחסית ולכן הספק משמעותי של מתקנים סולאריים צפוי להביא לעודף ייצור.
תרשימים 6-8 מסכמים את השינוי הצפוי במאפייני העומס נטו )הביקוש בניכוי ייצור האנרגיה המתחדשת( משנת 2020 לסוף העשור. כל שורה בתרשים מייצגת חודש וכל עמודה מייצגת שעה. כך – כל משבצת מייצגת את העומס נטו הממוצע הצפוי בשעה וחודש נתונים.

*17שיא הביקוש בקיץ מתרחש בסביבות השעה 15:00
*18 שיא הביקוש בחורף מתרחש בסביבות השעה 19:00

מהתרשימים ניתן לראות את ההשפעות העיקריות של האנרגיה המתחדשת על עקום העומס של ישראל לקראת סוף העשור:

א. הסטת שיא הביקוש )נטו( בחודשי הקיץ משעות הצהרים לשעות הערב ולשעות הבוקר המוקדמות.
ב. עומס נטו שלילי )עודפי ייצור סולארי( בעונות המעבר – במיוחד בחודשים מרץ ואפריל, בעיקר במחצית השניה של העשור.
ג. גידול בשיא הביקוש כתוצאה מהמשך גידול הביקוש
ד. גידול חד בקצב עליית העומס נטו משעות הצהרים לשעות הערב – כיום הפער בין הצהרים לערב עומד על כ 4000 מגה-וואט ואילו בשנת 2030 פער העומסים בין שעות הצהרים לשעות הערב עשוי להגיע ל 14,000 מגה-וואט.
שינויים אלו מתעצמים על רקע המשך הגידול בביקוש לחשמל. הגידול בביקוש מגדיל את שיא הביקוש בשעות הערב וגידול זה עשוי אף להתעצם יותר כתוצאה משילוב היקף משמעותי של רכבים חשמליים.

לעודפי הייצור בשעות הצהרים השלכות משמעותיות על יעדי משק החשמל:
א. קיטום אנרגיה מתחדשת- ללא אגירת אנרגיה, משק החשמל יידרש לקטום את עודפי הייצור בעונת המעבר, כתוצאה מכך תיפגע העמידה ביעד האנרגיה המתחדשת.
ב. פגיעה באמינות האספק ה – ללא אגירת אנרגיה, עודפי הייצור בשעות הצהרים יחייבו כיבוי של מתקני ייצור בגז והתנעה מחדש של המתקנים בשעות אחר הצהרים על מנת לתת מענה לשיאי הייצור בערב. מתקנים במחזור משולב אינם מתוכננים למחזור יומי
של כיבוי והפעלה ולכן מגמה זו צפויה להגדיל את עלויות התפעול והתחזוקה, לקצר את אורך חיי היחידות ואף לפגוע באמינות אספקת החשמל בישראל.

תרומת האגירה לשינויים בעקום העומס

שילוב אגירה במשק החשמל עשוי לתת מענה לאתגרי השינוי בעקום העומס במספר אופנים:
א. קליטת עודפי האנרגיה בשעות הצהרים בחודשי עונת המעבר ובחודשי החורף –
טעינת האנרגיה למתקן האגירה שקולה להגדלת הביקוש במשק ולכן היא מצמצמת את עודפי האנרגיה. כפועל יוצא מכך, מצטמצם הצורך בקיטום אנרגיה.
ב. מענה לשיא הביקוש בשעות הערב – תחליף להקמת מתקני ייצור בגז – האנרגיה
אשר תטען למתקני האגירה בשעות הצהרים תפרק לרשת בשעות הערב ותהווה תחליף להקמת מתקנים במחזור פתוח עבור שעות השיא.
ג. צמצום פער העומסים בין שעות הצהרים לשעות הערב – הגדלת הביקוש בשעות הצהרים כתוצאה מטעינת האגירה ומענה לביקוש בשעות הערב באמצעות פריקת האנרגיה ממתקני האגירה תורמים ל"שיטוח העקומה" ובכך לריסון התנודתיות
במערכת, עבודה יציבה יותר של יחידות הייצור, חיסכון בהתנעות והדממות ופעולה בתחומים בהם היחידות נצילות יותר ומגיבות טוב יותר לשינויי תדר.
ד. צמצום קצב שינוי העומס בשעות הערב ) Ramp Rate ( – הפעלת האגירה המערכתית במשטר טעינה בשעות הצהרים ופריקה בשעות הערב תורמת לצמצום קצב עליית העומס בשעות אלו.

הכדאיות הכלכלית באגירת אנרגיה סולארית לעומת קטימת עודפי האנרגיה הסולארית

קיטום אנרגיה ממתקן פוטו וולטאי שקול, מנקודת הראות של בעל המתקן, לאבדן ההכנסה הצפויה מהזרמת האנרגיה לרשת, לפיכך סביר להניח שבעל המתקן יקבל שיפוי לפי התעריף הקבוע למתקן לכל קוט״ש שייקטם.
חלף האנרגיה שתיקטם, יידרש יצור סולארי נוסף בשעה אחרת על ידי מתקן סולארי נוסף שיוקם. לשם פשטות הנחנו כי המתקן הסולארי החליפי ייצר אנרגיה בתעריף החצי שעתי SMP .
הערכנו כי הקוט״ש ייקטם 200 מתוך 365 ימים בשנה 19 , כמו כן הנחנו כי ההפסד העתידי מהוון להיום בריבית היוון של כ 4.8% . תחת הנחות אלו, במחירים הנוכחיים של האגירה, קטימת האנרגיה זולה מעלות האגירה שתידרש על מנת למנוע את הקיטום.

*19 הערכה זו מבוססת על חישוב מספר הימים בשנה בהם העומס נטו בשעות הצהרים יהיה שלילי.

עם זאת. קיטום משמעותי של אנרגיה מתחדשת מחייב הקצאת שטחים נוספים על מנת להבטיח עמידה ביעד, תוך פגיעה גוברת בשימושים האלטרנטיביים בשטחים אלו.

לאור זאת, נכון להקים מתקני אגירה ולמזער את קטימת האנרגיה, גם עבור מתקנים קרקעיים בהם תעריף האנרגיה נמוך יחסית. כדאיות זו אף עולה, כאשר מביאים בחשבון את השימושים הנוספים באגירה המפורטים במסמך זה.

הייצור הקונבנציונלי המינימלי הנדרש של אנרגיה סולארית לתפקוד תקין של משק החשמל

תוכנית ההעמסה של תחנות הכח בישראל נקבעת באופן מרכזי על ידי מנהל המערכת. בקביעת התוכנית מנהל המערכת מתכנן את העמסת המתקנים בהתאם לעומס הביקוש הצפוי.

עם זאת, מרבית מתקני הייצור מועמסים באופן חלקי על מנת לתת מענה לשינויים לא צפויים בביקוש. כך לדוגמא, כאשר הביקוש הצפוי בישראל הוא 8000 מגה וואט, מנהל המערכת עשוי להפעיל מתקנים בעלי כושר ייצור מצטבר של 9000 מגה וואט ויותר, כך שהמערכת תוכל
להגיב לעלייה או ירידה בעומס. אופן העמסה זה מאפשר מענה גמיש במקרה שבו העומס בפועל יהיה גבוה או נמוך מ 8000 מגה וואט.

לאור זאת, בתכנון המשק לעתיד יש לשקול האם ניתן להפעיל את המשק ללא ייצור בתחנות קונבנציונאליות כלל.
כך למשל, בשעות בהן הייצור הסולארי שווה לביקוש, ניתן לכאורה משיקולים סטטיים של אספקת הביקושים, להפעיל את המשק ללא מתקני ייצור קונבנציונאליים.

אולם, במצב זה מערך הייצור יוותר ללא יכולת תגובה דינאמית לשינויים בביקוש וללא אינרציה. הקמת מתקני אגירה תאפשר להפעיל בנוסף למתקני הייצור הסולאריים גם מתקני ייצור קונבנציונאליים ובכך תשפר יכולת תגובה דינאמית לשינויים בעומס דבר החיוני ליציבות המערכת.

ייתכן כי בעתיד תתפתח טכנולוגיה אמינה שתאפשר למתקני האגירה לספק שירותים אלה, אך בשנים הקרובות נראה כי לצורך תפקוד תקין של המערכת יידרש הספק מינמאלי של יחידות ייצור קונבנציונליות.

הפעלה של מתקני ייצור קונבנציונליים, תאפשר בנוסף להגביר את אמינות האספקה. תוספת האגירה, מצמצמת את מספר הימים בשנה בהם המתקנים יכובו ויותנעו מחדש ובכך תורמת לשיפור אמינות האספקה.

בהחלטה על ההספק הקונבנציונאלי המינימלי שיופעל בעתיד, יש לתת את הדעת במיוחד ליחידות הפחמיות שיוסבו לגז.
יחידות אלו מתוכננות ל משטר הפעלה קבוע ) must run ( ולא ניתן להפעיל ולכבות אותן לעיתים קרובות.

אולם, הפעלה הקבועה של היחידות הפחמיות המוסבות לגז תחייב היקפי אגירה גבוהים על-מנת להימנע מקיטום מתקני אנרגיה מתחדשת.

לאור שיקולים אלו, הנחנו כי במשק החשמל יועמסו בכל עת מתקני ייצור קונבנציונאליים בהספק מצטבר של 2000 מגה וואט לפחות 20 הנחה זו מביאה להגדלת כושר האגירה הנדרש או לחילופין להגדלת כמות האנרגיה המתחדשת שתיקטם.

קיבולת האגירה הנדרשת למשק לפי שנה במענה לעקום העומס

חישבנו את קיבולת האגירה הנדרשת למשק בכל שנה באופן הבא:
א. חישבנו את עקום העומס נטו )עומס בניכוי יצור סולארי( בכל שעה על פני השנים
הבאות.
ב. הנחנו יצור מינימלי (Must Run) של 2000 מגה וואט.
ג. חישבנו את הספק וקיבולת האגירה שידרשו בכל שנה על מנת למזער את קיטום
האנרגיה לשתי רמות אפשריות: קטימת 1% מהאנרגיה המתחדשת או קטימת 0.1% מהאנרגיה המתחדשת.

*20 עומס מינימום של 2000 מגה וואט קונבנציונלי מבטא הערכה ממוצעת, היות שבכל משטר תפעולי נתון, הרכב
היחידות שהן must run מתחשב במומנט האינרציה השקול הנדרש במערכת.

מהניתוח עולה כי הצורך באגירה במענה לעודפי הייצור הסולארי מתחיל להתהוות רק במחצית השניה של העשור , שכן עד לשנת 2026 לא צפויים עודפי אנרגיה משמעותיים בישראל.

לקראת שנת 2030 ידרשו בישראל מתקני אגירה בהספק של כ 3400-5000 מגה וואט ) עם כ- 4 שעות אגירה( על מנת לתת מענה לעודפי הייצור, בהתאם ליעד קיטום האנרגיה הסולארית שיקבע.

אגירת אנרגיה סולארית כתחליף לכושר ייצור

שיא הביקוש גדל בישראל בקצב של כ 2.7%. בשנה 21(עד לקורונה). בהנחה, שקצב גידול זה יימשך גם בשנים הבאות, הביקוש צפוי לגדול מכ 72 טרוו״ש בשנת 2020 לכ- 97 טרוו״ש בסוף העשור.

בהתאמה לכך, גדל גם שיא הביקוש. שיא הביקוש בקיץ מקבל מענה משמעותי מהייצור הסולארי, ולכן שיא הביקוש אליו יש להעמיד כושר ייצור הוא שיא הביקוש בחורף. בשנת 2019 , שיא הביקוש בחורף עמד על כ 13,200 מ״ו. בהינתן המשך גידול של כ 2.7% , שיא הביקוש
בחורף עשוי להגיע לכ – 17,500 מ״ו, קרי גידול של כ 4500 מ״ו על פני העשור.

מענה לשיא הביקוש, תוך עמידה בקריטריון אמינות האספקה, יחייב תוספת כושר ייצור של כ- 3500 מ״ו מעבר לכושר הייצור הקיים היום.
תוספת ההספק הצפויה במהלך העשור צפויה לקזז את ההספק שיגרט במהלך אותה תקופה. עד סוף העשור, צפויה גריטה של מתקני ייצור בהספק מצטבר של כ 3400 מ״ו. לצד זאת, יחלו לפעול מתקנים חדשים בהספק מצטבר של כ- 3200 מ״ו. ראו פרוט בנספח ב׳.

ניתוח כלכלי שבוצע על ידי המשרד להגנת הסביבה 22 לאחרונה מראה כי הקמת אגירה צפויה להיות כדאית כלכלית בהשוואה למתקני ייצור במחזור פתוח (״פיקרים״).

בפרקים הקודמים הראינו כי הספק אגירת אנרגיה סולארית שיידרש כדי לתת מענה לעודפי כושר ייצור עומד על 3400-5000 מ״ו ל- 4 שעות.

הסף הנמוך של הספק זה דומה להספק הנדרש במענה לכושר הייצור ) 3500 מ״ו ל 4 שעות(. מכאן שמענה האגירה הנדרש ממילא לטיפול בעודפי הייצור בצהרים צפוי לתת מענה גם לתוספת הייצור הנדרשת בשעות הערב.

לשם הזהירות בחנו את הכדאיות הכלכלית של הקמת 4 שעות 23 אגירה בהשוואה להקמת הספק קונבנציונאלי.

ניתן לראות כי בעלות של כ 200 דולר לקוט״ש אגירה מתקיים שוויון בין העלות השנתית של האגירה לבין העלות השנתית של ההספק הקונבנציונאלי )טבלה 4( לפי תחזית בלומברג עלות האגירה צפויה לרדת לערך זה בתוך כ- 4 שנים בלבד (נספח א׳).

*21 רשות החשמל, מפת הדרכים לפיתוח מקטע הייצור במשק החשמל, יוני 2018
*22 אגירת אנרגיה כתחליף להקמת תחנות כח פיקריות, הגנת הסביבה יוני 2020
*23 פרופיל העומס שהוצג בתרשימים 8-6 מראה כי שיא הביקוש עשוי להימשך יותר מ 4 שעות במיוחד בחודשי
הקיץ. במענה לכך תידרש יכולת אגירה ממשוכת יותר מ 4 שעות

אמנם, השימוש באגירת אנרגיה סולארית כרוך באיבוד של כ 10% מהאנרגיה, אולם האיבודים אינם צפויים
לייקר את עלות הייצור בהשוואה ליצור במתקן במחזור פתוח:
א. עלות האיבודים – בהנחה שהאנרגיה אשר תאגר תיוצר לפי נצילות משקית מממוצעת
של כ 7.4 25MMBTU/MWh וכ- 10% מהאנרגיה יאבד באגירה, האבודים הצפויים הם כ- 0.72 MMBTU/MWh

*24 PJM Cost of New Entry – Combustion Turbines and Combined-Cycle Plants with June 1, 2022 Online Date
*25 רשות החשמל, מענה לבקשת התייעצות הפסקת השימוש בפחם במשק החשמל בישראל, נובמבר

ב. עלות נוספת של יצור בפיקר בהשוואה לממוצע היצור המשקי – הנצילות האופיינית למתקנים במחזור פתוח היא כ 8.5 MMBTU/MWh , כלומר תוספת של כ- 1.1 MMBTU/MWh בהשוואה ליצור המשקי הממוצע.
ג. מכאן, שעלות האיבודים איננה יקרה יותר מאשר העלות העודפת של מתקן במחזור פתוח.

אגירת אנרגיה סולארית במענה לייצוב תדר

אחת המשימות המרכזיות של מנהל המערכת היא איזון תמידי בין הייצור לביקוש במשק החשמל על מנת להבטיח את יציבות התדר.
סטייה של התדר תביא להפעלת מנגנוני אוטומציה (השלת עומסים) ובקרה של יחידות ייצור, וסיכון לכך שתחנות כח יצאו מסנכרון ובמשק תתפתח עלטה, כתלות בחומרת האירוע .
סטייה של התדר עשויה להתרחש בשני אופנים עיקריים:
א. ירידה מהירה ולא צפויה בייצור החשמל – כתוצאה מהפרעה בייצור סולארי או הפסקה
של תחנת כח קונבנציונאלית.
ב. ירידה מהירה ולא צפויה בביקוש – למשל כתוצאה מפגיעה בקווי רשת באזור ביקוש,
שתביא לניתוק פתאומי של צרכנות בהיקף משמעותי.
היחידה לתכנון ופיתוח טכנולוגי )תפ״ט( 26 ניתחה את ההפרעות הצפויות למתקנים סולאריים
כחלק מההערכות להגדלת היעד ל 30% ייצור סולארי.

*26 ניהול המערכת,״ הגדלת יעדי הייצור באנרגיה מתחדשת ל- 30% בשנת 2030 – פרק הייצור״ 791/180/20 מ31.3.2021

מעבודת תפ״ט עולה, כי התנודה המירבית הצפויה על פני דקה אחת היא כ 700 מגה-וואט, ועל פני 3 דקות תתיכן תנודה של כ- 1400 מגה וואט.
מתקני אגירה מספקים תגובה מהירה, אך קצרת טווח לתנודות הייצור של מתקנים סולאריים. פריקת האנרגיה מהאגירה (או לחילופין) הפסקת הטעינה למתקני אגירה, מקנה למנהל המערכת פרק זמן להתנעת מתקנים גמישים במחזור פתוח אשר יתנו מענה לירידה בכושר
הייצור הסולארי.

לפיכך, ההספק המירבי שיידרש במענה לייצוב התדר בשנת 2030 הוא 700-1400 מגהוואט לכ- חצי שעה.
כיום משתתפים בייצוב התדר מתקנים קונבנציונאליים המכוונים לשינוי בעומס במענה לתדר (LFC-Load Frequency Control ( וכן הסדרים לניהול ביקושים.

לקראת סוף העשור, הגידול ביצור הסולארי בשעות הצהרים יביא לצמצום ההעמסה של מתקנים קונבנציונליים. כך, תפחת
יכולת התגובה לתדר ויידרש למנהל המערכת יכולת חלופית לייצוב תדר.

מתקני אגירה מהווים פתרון נח לתגובה לתדר משום שהם מתאפיינים במהירות תגובה גבוהה. הספק האגירה הנדרש לשם תגובה לתדר נמוך משמעותית בהשוואה להספק האגירה הנדרש ליתר השימושים שנותחו במסמך זה. לאור זאת, ניתן לתת מענה לתדר באמצעות מתקני
אגירה אשר יוקמו לצורך מענה לגודש ברשת או כתחליף להקמת כושר ייצור.

עלות אגירת אנרגיה סולארית

27* רשות החשמל, הגדלת יעדי ייצור החשמל באנרגיות מתחדשות לשנת 2030 , קובץ נלווה: עלות תועלת, 10.8.2030

נספח ב׳ – הגידול נטו בכושר הייצור על פני העשור – טבלה 5 – השינוי בכושר במשק החשמל עד סוף העשור

אגירת אנרגיה סולארית בישראל, כותבי המאמר: ד״ר נורית גל וברק רשף