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福布斯網站發(fā)表署名David Carlin的文章,題目是:The Solar Revolution Is Coming: Duck! 前一句的意思是“太陽能光伏發(fā)電革命正在到來”,這里Duck是雙關語:一方面是指太陽能光伏帶來的負荷“鴨子”曲線,另一方面是指如何因勢利導應對這個鴨子曲線。
加州獨立系統運營商(CAISO)在評估加州的電力生產和需求時,首次發(fā)現了這只“鴨子”。過去的幾十年以來,各國電網運營商掌握了需求的預測模型,并能相應地調度發(fā)電產量以隨時滿足需求。但太陽能光伏發(fā)電的出現為需求的計算增加了一個新的維度。與煤電、核能和天然氣發(fā)電不同,太陽能是“不可調度的”,這意味著它不能隨意增加或減少。相反,太陽能發(fā)電取決于天氣、季節(jié)和時間。太陽能的間歇性意味著電網管理者必須重新考慮如何利用常規(guī)電廠。太陽能發(fā)電越多,對常規(guī)電廠(稱為“凈負荷”)的需求就越低。在一個典型的日子里,凈負荷圖看起來就像鴨子。早上,隨著更多的太陽能光伏上網(鴨尾巴),凈負荷下降。當太陽最強的時候(鴨的腹部),凈負荷在中午左右見底。然后,在傍晚時分,隨著太陽能發(fā)電量的下降和整體能源需求的增加(鴨脖子),凈負荷迅速上升。最后,當人們睡覺時(鴨頭),凈負荷下降。隨著太陽能發(fā)電份額的增加,鴨子的肚子會越來越深,脖子越來越長。
這只看上去友善的鴨子讓電網調度頭疼不已?;矩摵砂l(fā)電廠(如煤和核電站)的建設是為了持續(xù)運行。如果因為鴨子的存在,在中午關閉這些基本負荷電廠,然后在晚上滿負荷運行是困難和昂貴的。電網管理者通常依賴天然氣作為峰荷電廠來應對需求負荷的變化,然而許多天然氣廠只在峰荷運行,在經濟上對發(fā)電商和消費者都是低效的。此外,凈負荷的大幅波動會損害電網的基礎設施。一個次優(yōu)的解決方案是“削減”太陽能,限制進入電網的太陽能發(fā)電量,以平滑凈負荷曲線,但這會導致大量的可再生能源能量浪費。
雖然擴大太陽能光伏的使用確實存在挑戰(zhàn),但也有許多有效的解決方案。首先,可以通過創(chuàng)建一個更大的電網系統,可以在更多的地方進行太陽能發(fā)電,可以在一定程度上平滑需求高峰負荷。