مع اقتراب كسوف "حلقة النار"، يستعد مشغلو الشبكات في الولايات المتحدة لأكبر تجربة خاضعة للرقابة حتى الآن في إدارة التقلبات في الطاقة المتجددة. وفي 14 أكتوبر، ستظلم السماء، مما قد يتسبب في خسارة مؤقتة تصل إلى 28300 جيجاوات من توليد الطاقة الشمسية. ولوضع هذا الرقم في الاعتبار، فهو يساوي تقريبًا واحدًا من كل تسعة منازل أمريكية يعاني من انقطاع التيار الكهربائي لفترة وجيزة. وفي حين أن مشغلي الشبكات لا يتوقعون نقصًا في الطاقة، فإن هذا الكسوف يمثل فرصة لجمع رؤى قيمة للحوادث المستقبلية، مثل كسوف الشمس الأكبر في العام المقبل، وكذلك لإدارة التدفق المتزايد لمصادر الطاقة المتجددة.
سيمنع الكسوف الحلقي القادم جزءًا من توليد الطاقة الشمسية على طول مساره من ولاية أوريغون إلى تكساس. وفي حين لن يتأثر كل توليد الطاقة الشمسية، إلا أن التأثير سيكون متدرجًا عبر مناطق زمنية مختلفة. في كاليفورنيا، قد يكون ما يقدر بنحو 14500 ميجاوات من الطاقة الشمسية متوقفًا عن العمل حوالي الساعة 9:30 صباحًا. م. ، بالتوقيت المحلي، مقارنة بظروف السماء الصافية. وبعد حوالي 20 دقيقة في ولاية تكساس، قد يتوقف ما يقرب من 11900 ميجاوات من توليد الطاقة الشمسية عن العمل. سيأتي هذا الانخفاض في إنتاج الطاقة الشمسية في المقام الأول من مزارع الطاقة الشمسية على نطاق الشبكة، على الرغم من أن حوالي خمس فقدان الطاقة سيأتي من الألواح المثبتة على المنازل والشركات.
يتوقع مجلس الاعتمادية الكهربائية في تكساس (ERCOT) تحديًا كبيرًا في إدارة الانخفاض السريع في الطاقة الشمسية مع تحرك الكسوف عبر مزارع الطاقة الشمسية بالولاية. مع توقع المزيد من السحب مقارنة بكسوف 2017، قد تشهد كاليفورنيا ومناطق أخرى انخفاضًا في توليد الطاقة الشمسية حتى بدون الكسوف. علاوة على ذلك، فإن انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية سوف يتزامن مع انخفاض الطلب على الكهرباء الذي يحدث عادة خلال فصل الخريف. ومع ذلك، فإن هذه التوقعات أولية، ولا يزال يتعين رؤية التأثير الكامل للكسوف.
عادةً ما يتزايد توليد الطاقة الشمسية بمجرد سقوط أشعة الشمس الأولى على الألواح، ويتزايد بشكل مطرد على مدار عدة ساعات. ويقدر مشغل النظام المستقل في كاليفورنيا (CAISO) أن إنتاج الطاقة الشمسية أثناء الكسوف سينخفض بمعدل 85 ميجاوات في الدقيقة مع اقترابه من ذروته ثم يرتفع بمعدل 120 ميجاوات في الدقيقة مع مرور الكسوف. وبالمقارنة، في يوم عادي، يبلغ الحد الأقصى لزيادة الطاقة في كاليفورنيا 24 ميجاوات في الدقيقة فقط.
تمتلك كل من ولايتي كاليفورنيا وتكساس كمية كبيرة من محطات توليد الطاقة الشمسية المثبتة، كما تتمتعان بالخبرة في إدارة انقطاع مصادر الطاقة المتجددة. يستخدم مشغلو الشبكات موارد مختلفة مثل الفحم ووحدات الغاز الطبيعي وتخزين البطاريات والاستجابة للطلب لمواجهة هذه التحديات. بالنسبة للكسوف القادم، تخطط CAISO لاستخدام موارد البطارية والطاقة المائية والغاز لضمان إمدادات كافية. ومع ذلك، لن يؤثر الكسوف على منشآت الطاقة الشمسية واسعة النطاق فحسب، بل سيؤثر أيضًا على منشآت الطاقة الشمسية على الأسطح، مما قد يزيد الطلب على الكهرباء في كلتا الولايتين.
بالإضافة إلى كاليفورنيا وتكساس، ستواجه ولايات أخرى على طول مسار الكسوف، بما في ذلك نيفادا ويوتا وأريزونا وكولورادو ونيو مكسيكو، تحديات مماثلة. وستشهد المنطقة الغربية الأوسع، والتي تنتج 16700 ميجاوات من الطاقة الشمسية، انخفاضًا بنسبة 65٪ إلى 90٪ في توليد الطاقة الشمسية. علاوة على ذلك، حتى الدول التي تقع خارج المسار المباشر للكسوف ستشعر بتأثيره. على سبيل المثال، قد يشهد مشغل النظام المستقل في القارة الوسطى انقطاع ما يصل إلى 1000 ميجاوات من الطاقة الشمسية، بينما تتوقع نيويورك عدم توفر 730 ميجاوات من الطاقة الشمسية خلال الحدث.
ويعد هذا الكسوف الحلقي بمثابة اختبار تجريبي لكسوف الشمس الكلي المقرر حدوثه في إبريل المقبل، حيث ستحجب الشمس تماما. ومرة أخرى، ستكون ولاية تكساس مباشرة في مسار الكسوف، مما سيؤثر بشكل أكبر على توليد الطاقة الشمسية المتزايد. وعلى الرغم من إمكانية التنبؤ بهذه الأحداث، فإن الاختراق العالي للطاقة الشمسية على شبكات كاليفورنيا وتكساس مقارنة بالكسوفات السابقة قد يؤدي إلى بعض تقلب الأسعار. انخفضت أسعار الطاقة خلال الكسوف الكامل لعام 2017، ولكن في كاليفورنيا، انخفضت أسعار الطاقة الفورية إلى مستويات سلبية مع ارتفاع توليد الطاقة الشمسية بعد ذلك. قد تحدث ارتفاعات في الأسعار إذا كان هناك ارتفاع مفاجئ في الطلب وكان من الضروري توفير العرض الأكثر تكلفة عبر الإنترنت بسرعة.
علاوة على ذلك، يوفر الكسوف فرصة لاختبار استجابة الطلب وقدرة المستهلكين على الحد من استخدامهم للطاقة لفترات قصيرة، مما يقلل الضغط على الشبكة. تقدم إدارة الملايين من منظمات الحرارة أثناء الكسوف نهجًا مباشرًا لإدارة الطلب المرنة. ومع استمرار التحول إلى الطاقة النظيفة، ستصبح إدارة الشبكة ذات أهمية متزايدة، خاصة خلال فترات انخفاض التوليد. يوفر هذا الكسوف لمحة عن التحديات المستقبلية التي سيواجهها مشغلو الشبكات مع نمو انتشار الطاقة المتجددة.