當光伏發(fā)電遭遇十年一遇“金邊日環(huán)食” 挑戰(zhàn)來了！

6月21日，我國多地出現(xiàn)“日環(huán)食”現(xiàn)象，這次日環(huán)食太陽超過99%被遮住，只剩下一圈金邊兒，所以也被叫做“金邊日環(huán)食”。據(jù)媒體報道，此次日環(huán)食是十年來最具觀賞性的天文盛宴，下一次預計要等到2030年。

此次日環(huán)食在我國境內(nèi)可以觀測到的地區(qū)有西藏、四川、重慶、貴州、湖南、江西、福建、臺灣等。環(huán)食帶寬度僅有20千米左右，只有正好處于環(huán)食帶所經(jīng)過地區(qū)才能看到最完美的日環(huán)食景觀，其他地區(qū)只能看到不同程度的日偏食。西藏阿里是日環(huán)食進入我國的第一個最佳觀測地區(qū)，福建廈門也是最佳觀測地之一。

對于天文愛好者來說，金邊日環(huán)食是難得一見的奇觀，但對于太陽能光伏發(fā)電站來說，這卻是一大煩惱。

2015年3月20日，整個北半球日食景觀引發(fā)德國電網(wǎng)危機。日食開始后，德國境內(nèi)光伏發(fā)電功率瞬間減少1200萬千瓦，影響相當于10座核電站同時退出運行。一退一進，瞬時發(fā)生，對電網(wǎng)造成嚴重的沖擊。

2016年3月9日，包括印度尼西亞在內(nèi)的東南亞和太平洋地區(qū)觀測到日全食。當?shù)?span>光伏電站被厚厚的云層覆蓋，造成巨大損失。

2017年8月21日，日食阻礙了美國許多地區(qū)太陽能發(fā)電站和太陽能電池的正常運行。據(jù)統(tǒng)計，受影響的光伏電站發(fā)電量減少了250兆瓦，這些電量足夠約700萬戶家庭使用。

2019年7月2日，日食現(xiàn)象在南太平洋和南美洲上空出現(xiàn)。日食發(fā)生時，智利全國的光伏輸出功率由當日最高的145萬千瓦降至20萬千瓦以下，電力系統(tǒng)的靈活性遭受考驗。

2019年12月26日，我國出現(xiàn)各類日偏食，其中海南日偏食得分最大，為0.499；漠河日偏食得分最小，為0.021。15點37分之后，月亮的半影從海南離開了中國。對中國來說，日食持續(xù)了4個多小時。全國光伏電站遭受到了不同程度的發(fā)電損失。

在日全食發(fā)生當天，被全食帶掃過的地帶將在數(shù)分鐘內(nèi)經(jīng)歷天亮→天黑→再天亮的過程，這意味著太陽能光伏電站也會在食甚階段停止發(fā)電，然后再重新恢復發(fā)電，對于與其連接的電網(wǎng)而言，短時間內(nèi)輸電負荷的急劇波動對于設施的穩(wěn)定性將是極大的考驗。

從能源結構上來說，如果光伏發(fā)電占據(jù)的比例較大，在日食期間可能會造成發(fā)電量大幅度下降；由于光線變暗，很多家庭將打開照明，用電負荷還會增加。這將導致原有的光伏發(fā)電功率曲線呈現(xiàn)明顯的懸崖式下降，所造成的功率缺口需要其它電力的功率調(diào)節(jié)，以保障電網(wǎng)平衡，避免電網(wǎng)崩潰。

電網(wǎng)的正常運行需要保持發(fā)電量和用電量之間的實時平衡。從便于電網(wǎng)控制和調(diào)節(jié)的角度考慮，電源輸出最好能相對穩(wěn)定。在日食期間，受影響區(qū)域可啟用備用發(fā)電來源以滿足電能需求。通常來說，為確保電網(wǎng)運行正常，一般都會配備額外的備用發(fā)電機組，在需求高峰期間緊急投入運行，避免停電事故發(fā)生，同時降低發(fā)電機組受損風險。

正常情況下，日食的時間是可以預測的，電網(wǎng)可以根據(jù)日食從開始到結束的時間進行調(diào)整。由于大型機組的慣性，不可能說停就停，需要預留時間進行調(diào)整，因此做好能源調(diào)節(jié)是電網(wǎng)企業(yè)需要面對的重要課題。從天氣預報、功率及負荷預測、機組調(diào)節(jié)、電網(wǎng)調(diào)度、是否需要跨區(qū)域甚至跨國購電，還需要制定一系列應對方案和應急措施。在負荷側，可以提倡裝有分布式光伏的家庭配置用戶側儲能單元，提前將多余電力儲存起來，在日全食時能夠快速填補電網(wǎng)供電負荷空擋。

日食為全球不斷擴張的太陽能發(fā)電提供了很好的檢驗。未來，光伏發(fā)電在電力系統(tǒng)中的份額將繼續(xù)增長，為了使供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的波動能夠得以及時的控制，應該擴大蓄電設備的存儲量，即便沒有日食的發(fā)生，用以應對極端惡劣天氣等情況也是非常必要的。此外，通過能源互聯(lián)網(wǎng)、跨區(qū)域大電網(wǎng)的建設，也可以有效應對日食對電網(wǎng)造成的沖擊。