日全食又來了，電網hold住不？

【無所不能 文 | 薛晗】北京時間21日晚間11點，寬度為112公里的超級日全食帶將橫掃美國北部14州，在白天刷出一片夜的黑。

如此天文盛況，自然不能錯過。日食觀測眼鏡進入最後一輪瘋搶階段。作為最佳日全食觀測點之一的俄勒岡州，從上周三開始日食中心區域的26號和96號高速公路就出現了嚴重擁堵。

NASA和CNN更是趁熱推出了全程直播節目，360度無死角捕捉日食全過程……

日全食來了，全民皆大歡喜。可是別忘了，想看直播，你得有電還得有網。無所不能帶你看看日全食下光伏和電網可能承擔的壓力。

曾經，德國日全食，四大電網公司備戰一年

兩年前，德國在日全食期間由於缺少陽光，驟然失去了70%左右的光伏電力。日食一結束，陽光突然照射，大量的光伏電力又瞬間湧入電網。一退一進，作為曾經全球最大太陽能發電國家的德國，電網系統經受了巨大的考驗。關鍵時刻鄰國也靠不住，擁有5GW光伏裝機的法國和17GW光伏裝機規模的義大利也同處於日食的影響帶之內。

這種電源輸出的極不穩定性，對電力系統的快速調節能力帶來了巨大挑戰。

德國四大電網公司TenneT、Amprion、50Hertz和TransnetBW提前了一年時間準備各種預案以應對日食期間的突髮狀況。在日食期間調動抽水蓄能電站和燃氣發電站快速調峰填谷，彌補光伏發電在日食發生前後產生的巨大波動。

電網公司各司其職，將光伏發電劇烈波動產生的影響控制在各自的區域範圍內。具體而言，50Hertz負責德國東部電網，Amprion負責主要魯爾工業區和南部一小部分地區，TransnetBW負責西南區域，TenneT負責貫通德國南北的狹長區域。

好在準備充分，有驚無險。

日食發生後，據歐洲輸電網運營商聯盟ENTSO-E的《2015年日食影響評估報告》，在整個日食期間，歐洲大陸減少的光伏電力有51%來自德國。

在短短2分47秒的日全食過程中，德國的電力供應下降和上升速率分別驟升至273MW/分和361MW/分。而2013-2014年間，在劇烈的天氣情況下，德國電力供應變化梯度最高不過166.7MW/分。

今天，美國日全食，對光伏影響有多大？

美國上一次橫貫整個本土的日全食發生在1918年6月18日，那時，美國還沒有1900座大型地面光伏電站。

我們來看一下這次美國日全食的影響帶。

圖片來自美國能源信息署（EIA）

根據美國能源信息署（EIA）公布的光伏電站地圖，大部分規模化的光伏電站集中於美國東西海岸沿海地區，僅有17個商業規模的光伏電站處於日全食帶以內，其裝機總量約0.07GW，大部分位於俄勒岡州東部，直接光照將完全消失不到3分鐘；而在剩餘時間內，這些光伏電站仍會接收不同程度的直接光照。

除位處日全食帶的17個電站之外，卡羅萊納州和喬治亞州及其他地區的數百個光伏電站的直接光照將會被遮擋至少90%，合計受影響的裝機規模約4.01GW。另外，還有2.20GW和3.94GW裝機規模光伏電站的直接光照將會分別被遮擋至少80%和70%。

圖片來自美國能源信息署（EIA）

在日食過程中，光照受到影響的地區需要增加其他能源類型的發電量，如燃氣發電和水電以彌補太陽能發電量的損失。由於完全處於日全食帶及光照遮擋大於90%地區的光伏裝機容量較小，北美電力可靠性公司（NERC）此前發布分析報告，預期此次日全食過程將不會對北美的整個電力系統的可靠性造成過多影響。

加州和北卡羅來納州是重「災區」

日全食的路徑將會從俄勒岡州開始，向東移動至南卡羅萊納州，時長大約90分鐘。

此次日食影響的範圍包括了美國光伏裝機最大的州——加利福尼亞。雖然不直接處於日全食帶，但加利福尼亞州共有8.8GW的商業規模光伏電站，佔全美光伏裝機規模的40%。

加利福尼亞電力獨立系統運營商（CAISO）預期該州將在此次2小時52分鐘的日食過程中損失4.2GW左右的光伏裝機。為了確保電力需求得到滿足，CAISO提前部署，用天然氣發電和水電臨時調配電力，補充光伏電力波動帶來的缺口，保持電網的穩定性。

圖片來自美國能源信息署（EIA）

北卡羅來納州離日全食帶較近，光照損失超過90%的光伏裝機容量最大。該州最大的電力公司DukeEnergy估算，在日食發生過程中，有效光伏裝機將從2.5GW以上下降至0.2GW，影響相對加利福尼亞較小。

去年8月，北卡羅萊納州商業規模的光伏和光熱發電在該州發電量中佔比約3.1%，而加利福尼亞州這一數字達到了14%。

不過，雖然電網的承受能力沒問題，美國僱主還有新的顧慮。據美國挑戰者就業服務公司，如果日食影響區域內工人每人平均在日食發生期間「開小差」20分鐘，美國一共會遭受6.94億美元的損失……是不是有些驚人？

最後貼心附上360度全程無死角VR直播鏈接，歡迎大家留言互動：

http://edition.cnn.com/specials/vr/total-solar-eclipse-2017/。

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