“光环式日食将严重影响美国的太阳能产量”
美国太阳能产量将因光环式日食受到严重影响
明天，在德克萨斯州，早午餐将在索伦的眼睛下进行。从早上10:20开始，在圣安东尼奥的当地时间，天空将开始变暗，出现一个环形日食，月球将直接横穿太阳的正前方，而此时卫星与地球的距离特别远。从地球人的视角来看，月球将太小，无法完全遮住太阳，留下火红的触须在深黑的圆盘边缘。约有10%的太阳将得以闪过。
对于那些负责将太阳辐射转化为电力的人来说，这一剩余部分提供的安慰微乎其微。根据电网运营商的估计，从加利福尼亚到德克萨斯，美国国内的太阳能容量的超过三分之一——足以为约2000万户家庭供电——在明天这个三小时的天象事件中的某个时间点将无法使用，这对电网构成了一次考验。
这个挑战是双重的。现在，太阳能已经比2017年强大得多，当时太阳食经过美国本土大陆。(那次是当时的总统特朗普直接盯着太阳看.) 在加利福尼亚，太阳能发电能力(包括私人屋顶上的太阳能电池板)已经增加一倍，而太阳现在常常在州内的午间需求中提供超过一半的能源。在其他地方，增长也更为强劲，尽管起点较低。
周六的日食将从美国的西海岸俄勒冈州开始，直线穿过美国的太阳带。整个加利福尼亚州将进入部分阴影，使太阳输出变得不到一个晴朗的十月天的四分之一，这是根据加利福尼亚独立系统运营商(加州电网运营机构Caiso)的说法，该机构负责运营该州的电网。几分钟之后，阴影将达到德克萨斯州，当地电网运营商预测，太阳输出将跌至“晴朗天空”最大输出的13%。在中间，这个日食还将穿过亚利桑那州和内华达州等其他太阳能热点地区。Caiso的高级能源气象学专家杰西卡·斯图尔特(Jessica Stewart)在今年秋天早些时候的一个研讨会上警告太阳能提供商，他们应该如何为日食做好准备：“这次日食对我们的打击要大得多。”
尽管明天的天象表演预计会对电网造成影响，但这些州的电网官员表示，任何情绪光线明天应来自自然现象，而不是停电。爱迪生电力研究院(该机构代表的是投资家拥有的电力公司)的安全和准备高级副总裁斯科特·亚伦森(Scott Aaronson)在一封电子邮件中写道，成员们已经意识到太阳能“是间歇性的，不能总是依赖”，并且电网已经准备好应对这个周末的事件。同时，对于这场事件的担忧已经被明媚的十月天气所平息——气候温和到足以减少空调和供暖的需求——以及日食发生在一个相对安静的星期六，当时的人类活动相对较少。但电网运营商和公用事业公司在过去几个月里却一直在安静地为这个事件做准备。
当然，太阳稳定而持续地燃烧着，但天气和其他不便将其变成了一个相当靠不住的能源来源。野火烟雾可能会逐渐弥漫进来，或者像去年8月份在加利福尼亚州发生的飓风一样。黄昏提供了每天失去光明的日常排演。但日食会更快地使太阳变暗，而且可能发生在一天中不方便的时间。管理可再生能源对电网的贡献是一个需要谨慎平衡的锯齿状过程。太阳中午涌现的过剩能源有助于充电电池，以为更加光亮的傍晚时段准备电网，并在炎热天气中经常对电网起到拯救作用。天然气电厂则用于保持电力在夜间的持续供应。
为了应对这次日食，电网运营商需要拿出足够的替代电源来填补明天的缺口。具体安排将在当天决定，但可能包括在当天较早时启动燃气发电厂，以及利用在夜间已经充电的大规模电池组。
更困难的是，在几个小时后，当太阳更高的位置，顺利将所有太阳能发电能力重新连接到电网，而不会使电网脱节。Caiso的短期预测主管Amber Motley表示，此时，电网将经历“上线功率”——即电力增加的速率——超过电网通常经历的任何速率。此时，上线速率将达到每分钟120兆瓦，比当天该时间段的平均水平高10倍。
规划该升级过程就像一项高空走钢丝表演：过慢，供应将低于需求，导致停电；过快，电网将超负荷运行，难以保持正常频率。Motley表示，Caiso有信心可以应对这一挑战。但是，这需要千方百计地协调数百座发电厂之间的关系。
阳光突然消失也会产生二三层次的影响。上个月，美国国家海洋和大气管理局的预测人员 预计气温 在环形日食的全影区域可能会下降至华氏10度（摄氏5.5度）。早上减少的太阳辐射意味着更少的气流湍流，潜在地可能使风速降低6英里每小时。这可能会使风力涡轮发电机的电力输出减少约10%。
根据Motley的说法，与2017年上一次日食期间相比，在美国西部地区的电网已经具备了更多不同州之间的连接性。这使得各州可以互相帮助，利用更廉价的资源，通过不那么拥挤的输电线路重新分配电力。这种灵活性在罕见的事件中非常有价值，例如风暴或明天的日食。“这些资源的多样性以及时机带来了很多好处，”她说。“日食的遮蔽效果并不会同时影响我们所有的人。”
无法享受到这些共享福利的一个州是德克萨斯州，该州有自己的电网。在那里，德克萨斯州电力可靠性委员会（ERCOT）近年来监督了可再生能源和电池的类似激增，但平衡问题（尤其是在2021年，当时该州数百万人在一场冬季风暴中断电）一直存在。上个月，随着夏末的热浪席卷而来，当能源储备急剧下降时，电网进入了高度警戒状态，该州正竭尽全力在冬季之前采购更多的发电设备。
ERCOT的一份声明表示，在日食期间应该会有充足的备用能源，引用了本周末的较凉爽的十月天气，预计诸如休斯顿等城市的高温立即就会降低。对于德克萨斯州人来说，这个事件将是2024年4月8日的一个更大考验的排练，届时又一场日食将直接经过该州，向美国东北部方向前进。这一次，月球将更加接近，使得日食完全遮蔽太阳，达到100%的遮蔽率。
