California Power Load "Duck Curve" เด่นขึ้นเรื่อยๆ!

จากข้อมูลของสำนักงานสารสนเทศด้านพลังงานของสหรัฐ ขณะที่การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นในแคลิฟอร์เนีย ผู้ดำเนินการกริดของ California Independent System Operator (CAISO) ได้เห็นภาระสุทธิ (ความต้องการที่เหลืออยู่หลังจากหักการสร้างพลังงานหมุนเวียนแบบแปรผัน) ลดลงในวันที่การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์มีแนวโน้ม ให้อยู่ในระดับสูงสุด เมื่อสร้างแผนภูมิโหลดสำหรับวันทั่วไป จะเห็นได้ว่ากราฟโหลดสุทธิลดลงอย่างรวดเร็วในตอนกลางวัน และเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในตอนเย็นเมื่อการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ลดลง ดังนั้นเส้นโค้งที่เกิดขึ้นจึงดูเหมือนโครงร่างของ เป็ด จึงมักเรียกรูปแบบนี้ว่า "เส้นโค้งเป็ด" ในขณะที่การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในแคลิฟอร์เนียยังคงเติบโต การลดลงของปริมาณสุทธิในตอนเที่ยงก็เพิ่มมากขึ้น สร้างความท้าทายให้กับผู้ให้บริการกริด

ผู้ให้บริการโครงข่ายไฟฟ้าจำเป็นต้องสร้างความสมดุลระหว่างการผลิตไฟฟ้าและความต้องการใช้ไฟฟ้าของภูมิภาคตลอดเวลา ความต้องการจะต่ำที่สุดในชั่วข้ามคืน ซึ่งเป็นช่วงที่ผู้บริโภคส่วนใหญ่กำลังนอนหลับ และธุรกิจหลายแห่งปิดทำการ ในตอนเช้า เมื่อผู้คนตื่นขึ้นและธุรกิจต่างๆ เปิดทำการ ความต้องการก็เริ่มเพิ่มขึ้น ความต้องการยังคงเพิ่มขึ้นตลอดทั้งวัน โดยเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในตอนเย็นเนื่องจากผู้คนกลับบ้านหลังเลิกงานและการใช้ไฟฟ้าในที่พักอาศัยเพิ่มขึ้น จากนั้นก็ลดลงอีกครั้งในตอนดึก

อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับโรงไฟฟ้าทั่วไป เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ ไม่สามารถใช้ทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมได้ตามต้องการเพื่อตอบสนองความต้องการ และในบางครั้งระบบสาธารณูปโภคต้องลดทรัพยากรเหล่านี้ลงเพื่อปกป้องการทำงานของกริด พลังงานแสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นเฉพาะในตอนกลางวัน โดยสูงสุดในตอนเที่ยงเมื่อดวงอาทิตย์มีกำลังแรงที่สุดและลดลงเมื่อพระอาทิตย์ตกดิน เนื่องจากกำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ออนไลน์มากขึ้นและโรงไฟฟ้าแบบเดิมมีการใช้งานน้อยลงในช่วงกลางวัน เส้นโค้งเป็ดจะเด่นชัดมากขึ้น

เส้นโค้งเป็ดแสดงถึงความท้าทายสองประการที่เกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่เพิ่มขึ้น ความท้าทายประการแรกคือความตึงเครียดบนโครงข่ายไฟฟ้า ความต้องการใช้ไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าแบบเดิมจะผันผวนอย่างมากตั้งแต่ช่วงเที่ยงวันไปจนถึงช่วงดึก ซึ่งเป็นช่วงที่ความต้องการพลังงานยังคงสูง แต่การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์กลับลดลง หมายความว่าโรงไฟฟ้าแบบเดิม (เช่น โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติ) จะต้องเพิ่มการผลิตไฟฟ้าอย่างรวดเร็วเพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภค . การเติบโตอย่างรวดเร็วนี้ทำให้ผู้ให้บริการกริดจับคู่อุปทานกริดและความต้องการกริดแบบเรียลไทม์ได้ยากขึ้น นอกจากนี้ หากปริมาณการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เกินกว่าปริมาณที่โครงข่ายไฟฟ้าใช้ ผู้ประกอบการอาจต้องลดการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อป้องกันการผลิตไฟฟ้าเกิน

ความท้าทายอื่น ๆ คือเศรษฐกิจ ลักษณะไดนามิกของเส้นโค้งรูปเป็ดสามารถท้าทายเศรษฐศาสตร์แบบดั้งเดิมของโรงไฟฟ้าแบบจ่ายไฟได้ เนื่องจากปัจจัยที่นำไปสู่เส้นโค้งลดเวลาเดินเครื่องของโรงไฟฟ้าแบบเดิม ส่งผลให้รายได้ค่าไฟฟ้าลดลง หากการสูญเสียรายได้ทำให้การบำรุงรักษาโรงงานไม่คุ้มค่า โรงงานอาจถูกปลดประจำการโดยไม่มีการเปลี่ยนทดแทน ในระบบที่อุปสงค์สุทธิผันผวนอย่างมาก การลดลงของพลังงานที่จ่ายได้ทำให้ผู้จัดการกริดสร้างสมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทานไฟฟ้าได้ยากขึ้น

อย่างไรก็ตามเส้นโค้งของเป็ดยังสร้างโอกาสในการกักเก็บพลังงาน การติดตั้งระบบจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ เช่น แบตเตอรี่ สามารถจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์บางส่วนที่สร้างขึ้นในระหว่างวันและปล่อยหลังจากพระอาทิตย์ตกดิน การเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ตอนเที่ยงจะทำให้ส่วนโค้งของเป็ดแบนราบ และการจ่ายพลังงานแสงอาทิตย์ที่เก็บไว้ตอนกลางคืนจะทำให้ "คอ" ของเป็ดสั้นลง แคลิฟอร์เนียกำลังสร้างที่เก็บแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว การเติบโตจาก 0.2 GW ในปี 2018 เป็น 4.9 GW ในเดือนเมษายน 2023 ผู้ให้บริการในแคลิฟอร์เนียคาดว่าจะสร้างความจุแบตเตอรี่เพิ่มอีก 4.5 GW ในรัฐภายในสิ้นปีนี้

Duck Curve ไม่ได้มีเฉพาะในแคลิฟอร์เนียเท่านั้น แต่เกิดขึ้นมากขึ้นในส่วนอื่นๆ ของสหรัฐอเมริกาและทั่วโลก เนื่องจากส่วนแบ่งการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ในสถานที่เหล่านี้เพิ่มมากขึ้น