Mặt Trời Rơi Xuống Trái Đất - Sự Kiện Thiên Thạch Với Năng Lượng Mặt Trời

Buffet Sáng Ngày Mai tại Texas sẽ diễn ra dưới ánh mắt của Sauron. Từ khoảng 10:20 sáng giờ địa phương tại San Antonio, bầu trời sẽ bắt đầu tối dần với một sự kiện thiên thạch mặt trời rơi, trong đó mặt trăng đi qua trực tiếp trước mặt mặt trời vào một thời điểm mà vệ tinh này đặc biệt xa cách từ Trái Đất. Từ góc nhìn của người sống trên Trái Đất, mặt trăng sẽ quá nhỏ để che khuất mặt trời hoàn toàn, để lại những tia lửa đỏ rực ở mép của một đĩa đen sâu thẳm. Khoảng 10% của mặt trời sẽ xuất hiện qua.

Đối với những người đảm nhận việc chuyển đổi bức xạ mặt trời thành điện, phần còn lại đó cung cấp ít lo lắng. Từ California đến Texas, ước tính của người điều hành lưới cho thấy hơn một phần ba công suất mặt trời của quốc gia - đủ để cung cấp điện cho khoảng 20 triệu ngôi nhà - sẽ không khả dụng ở một số điểm nào đó trong suốt sự kiện thiên thạch ba giờ vào ngày mai, đặt ra một thách thức cho các lưới điện.

Thách thức này là đôi. Năng lượng mặt trời hiện nay đã trở nên quan trọng hơn nhiều so với năm 2017, lần cuối cùng một sự kiện thiên thạch mặt trời đi qua lục địa Hoa Kỳ. (Đó là lần mà tổng thống lúc bấy giờ, Trump, nhìn thẳng vào mặt trời.) Ở California, công suất phát điện từ năng lượng mặt trời, bao gồm các bảng trên mái nhà tư nhân, đã tăng gấp đôi kể từ đó, và mặt trời hiện đang thường xuyên cung cấp hơn một nửa nhu cầu trưa của tiểu bang. Ở những nơi khác, tăng trưởng còn mạnh mẽ hơn, mặc dù từ một điểm xuất phát thấp hơn.

Thiên Thạch Mặt Trời Nguồn Năng Lượng Mặt Trời của Mỹ - Điểm Đen Cho Hệ Thống Điện Quốc Gia

Bất chấp ảnh hưởng dự kiến của sự kiện thiên thạch ngày mai, các quan chức lưới điện ở những tiểu bang đó cho biết bất kỳ ánh sáng môi trường nào vào ngày mai cũng nên đến từ hiện tượng tự nhiên, không phải từ tình trạng cắt điện. Scott Aaronson, Phó Chủ tịch an ninh và sẵn sàng của Viện Điện năng Edison, một tổ chức đại diện cho các công ty điện sở hữu của nhà đầu tư, viết trong một email rằng các thành viên của nó nhận thức rằng năng lượng mặt trời "là không đều và không phải lúc nào cũng có thể tin tưởng," và lưới điện đã chuẩn bị tốt cho sự kiện cuối tuần. Những lo ngại cũng đã được giảm bớt bởi không khí mát mẻ của tháng 10 - đủ mát để giảm nhu cầu sử dụng cả hai máy lạnh và sưởi ấm - và sự xuất hiện của thiên thạch vào một ngày thứ Bảy, khi hoạt động của con người giảm đi một cách tương đối nheo nhóc. Nhưng người điều hành lưới và các công ty điện đã dành nhiều tháng để quietly chuẩn bị cho sự kiện.

Dĩ nhiên, mặt trời luôn cháy sáng, nhưng thời tiết và những bất tiện khác biệt biến nó thành một nguồn năng lượng khá chói lọi. Khói cháy có thể xâm nhập, hoặc một cơn bão, như đã xảy ra ở California vào tháng 8. Hoàng hôn cung cấp một buổi tập luyện hàng ngày để mất ánh sáng. Nhưng một sự kiện thiên thạch khiến mặt trời tối đi nhanh chóng hơn và có thể làm điều đó vào một thời điểm không thuận lợi trong ngày. Quản lý đóng góp của nguồn tái tạo vào lưới điện là một sân khấu cân bằng tinh tế. Năng lượng dư thừa từ sự tăng trưởng trưa từ năng lượng mặt trời giúp sạc pin để chuẩn bị cho những khoảng thời gian tối leaner vào buổi tối - và hiện nay thường trở thành sự cứu rỗi của lưới điện trong những đợt nhiệt đới. Nhà máy điện tự nhiên sẽ được sử dụng để giữ cho điện luôn chảy qua đêm.

Để đối phó với thiên thạch, người điều hành lưới cần sắp xếp đủ nguồn năng lượng thay thế để điền vào khoảng trống của ngày mai. Đội hình sẽ được quyết định vào ngày sự kiện, nhưng có thể bao gồm việc kích hoạt nhà máy khí tự nhiên sớm hơn trong ngày, cũng như sử dụng pin lưới đã được sạc qua đêm.

Có lẽ thậm chí còn khó khăn hơn là việc mượt mà đưa tất cả công suất phát điện từ năng lượng mặt trời trở lại trực tuyến vài giờ sau đó, khi mặt trời ở độ cao hơn trong bầu trời, mà không làm rối tung lưới. Tại thời điểm đó, lưới sẽ trải qua tỷ lệ ramp - tỷ lệ tăng công suất đang trực tuyến - vượt quá bất kỳ điều gì mà lưới thường trải qua, theo Amber Motley, giám đốc dự báo ngắn hạn tại Caiso. Tại thời điểm đó, tỷ lệ ramp sẽ là 120 megawatt mỗi phút, gấp 10 lần so với bình thường cho thời điểm đó trong ngày.

Chỉ đạo tăng tốc đó là một kịch nói dây cao: Quá chậm và nguồn cung có thể giảm dưới nhu cầu, có nghĩa là mất điện; quá nhanh và lưới trở nên quá tải, làm cho việc duy trì tần số đúng trở nên khó khăn. Caiso tin rằng họ có thể xử lý nó, Motley nói. Nhưng để làm điều đó đòi hỏi sự phối hợp cẩn thận giữa hàng trăm nhà máy điện.

Sự mất sudden của ánh sáng mặt trời cũng gây ra những ảnh hưởng có thứ hai và thứ ba. Tháng trước, các nhà dự báo tại Cơ quan Quốc gia về Đại dương và Khí tượng Hoa Kỳ dự báo nhiệt độ có thể giảm tới 10 độ Fahrenheit (5.5 Celsius) ở các khu vực dưới bóng đầy đủ của sự kiện thiên thạch mặt trời. Bức xạ mặt trời giảm vào buổi sáng có nghĩa là ít dòng không khí, có thể làm dịu đi gió tới 6 dặm mỗi giờ. Điều đó có thể giảm công suất từ các quạt gió khoảng 10 phần trăm.

Đối với phần lớn miền Tây Hoa Kỳ, lưới điện hiện nay có nhiều kết nối giữa các tiểu bang khác nhau hơn so với lần tập luyện thiên thạch cuối cùng vào năm 2017, Motley nói. Điều này cho phép các tiểu bang giúp đỡ lẫn nhau, tận dụng nguồn lực rẻ hơn và định tuyến điện dọc theo các đường truyền dẫn ít tắc nghẽn hơn. Tính linh hoạt này có giá trị trong các sự kiện hiếm, như cơn bão hoặc thiên thạch ngày mai. “Có rất nhiều lợi ích từ sự đa dạng của những nguồn lực đó và cũng là thời điểm,” cô nói. “Ảnh hưởng của sự che phủ của thiên thạch không ảnh hưởng đồng thời đến tất cả chúng ta.”

Một tiểu bang không thể tận dụng những lợi ích cộng đồng đó là Texas, nơi điều hành lưới của mình. Tại đó, Hội đồng Điện độc lập Texas, hoặc ERCOT, đã giám sát một làn sóng tương tự của nguồn tái tạo và pin trong những năm gần đây, nhưng vấn đề cân bằng - đặc biệt là vào năm 2021, khi hàng triệu người ở tiểu bang này mất điện trong một cơn bão mùa đông - vẫn tiếp tục. Tháng trước, giữa một đợt nhiệt đới cuối mùa hè, lưới điện đã báo động cao khi dự trữ năng lượng giảm đáng kể, và tiểu bang đang vùng lên để mua thêm công suất phát điện đúng lúc cho mùa đông.

Một tuyên bố từ ERCOT cho biết nó sẽ có đủ năng lượng dự trữ trong suốt sự kiện thiên thạch, trích dẫn thời tiết mát mẻ tháng 10 vào cuối tuần này, với dự kiến nhiệt độ sẽ giảm đúng lúc ở các thành phố như Houston. Đối với người Texas, sự kiện này sẽ là một buổi diễn tập cho một thử nghiệm lớn hơn vào ngày 8 tháng 4 năm 2024, khi một sự kiện thiên thạch khác sẽ đi qua trực tiếp trên tiểu bang này và hướng về phía miền Đông Bắc Hoa Kỳ. Lần này, mặt trăng sẽ gần đến đủ để sự kiện thiên thạch trở thành hoàn toàn, che phủ mặt trời đến 100 phần trăm.