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2024年全球唯一一次日全食，将于北美时间4月8日下午（北京时间4月9日凌晨）在北美地区上演。届时，“全食带”将从美国南部的德克萨斯州一直延伸到最东北的缅因州，15个州的民众将依次目睹此次日全食景观，靠近全食带的地区则会看到日偏食。不过，根据美国能源信息署（EIA）的预测，日食现象将短暂限制太阳能发电，并导致用电量激增，美国电网将面临巨大压力。而且，此次日全食的威力超过以往任何一次。
无论本次的日全食还是日偏食，其阴影将或多或少覆盖整个美国本土，日食带宽度达到197.5公里，是2017年8月的日全食的两倍。
2017年8月，北美地区日全食景观。| NASA/Aubrey Gemignani
而且，本次日全食最长观测时长达4分钟28秒左右，这是2010年以来最长的一次观测时长，日偏食将持续两个小时。据 NASA 估计，从南到北，日全食在美国境内的移动将在一个小时左右。面积之大，时间之久，都让此次日全食显得格外特殊。在以前，电网运营商通常不太担心日食期间会出现停电或其他重大问题，但现在不同了，太阳能发电量在全美总发电量占比达到历史最高。早在2017 年的日全食期间，美国太阳能发电量就比平均水平下降了 25%。如今，美国太阳能发电能力超过 139 吉瓦（GW，千兆瓦），是2017年的三倍，此次日全食对太阳能发电的影响将远超2017年。此次日食现象中，美国本土太阳能发电量会有不同程度的减少，下降幅度最大的将是全食带所覆盖的地区。
4月8日日食现象将短暂限制美国太阳能发电。| U.S. EIA
比如德州。该州拥有美国第二大的太阳能发电能力，仅次于加利福利亚州。占该州电力负荷 90%的德州电力可靠性委员会（ERCOT）电网，其太阳能发电量可占总发电量的 20%以上。据 ERCOT 预计，日食将导致太阳能发电量在两小时内，减少到最大晴天发电量的约 7.6%，从10多吉瓦降至约 1.3 吉瓦。将被全食带覆盖的纽约州，太阳能发电量近年也在快速增长。气象学家马克·泰勒（Mark Taylor）说：“如今纽约全州的太阳能发电量是去年的五倍。”日全食期间，因为突然的黑暗，全美家庭及企业照明需求增加，用电量将剧增。据 ERCOT 估计，届时德州用电量将在 49 吉瓦和 52 吉瓦之间。日食期间，太阳能并不是唯一会减少发电量的可再生能源。由于日食期间阳光不足，全食带的气温会下降多达 5.5 摄氏度，温度降低导致风速减慢，风力发电量也会减少。
2017 年日食对电力系统的影响不大，因为当时太阳能发电是美国第五大能源。但自2017年以来，美国公用事业规模的太阳能发电能力，与屋顶小型太阳能发电能力都在迅速增长。2023年4月，太阳能发电量首次超过了水电。在春季和夏季，太阳能发电成为美国第三大午间发电来源，仅次于天然气和核能。
美国光伏发电太阳能板。| rawpixel.com / NASA (Source)
除了日食，天气阴晴对太阳能发电的影响更大，也更长久。不过，这并没有减弱太阳能发电在美国的发展速度。美国能源信息署（EIA）的数据显示，2023年美国电网新增40.4吉瓦的公用事业规模发电装机。在新增发电装机容量中，太阳能光伏发电占比最大，仅上半年就占到上线容量的35%。根据EIA预测，2024年，美国将新增62.8吉瓦的新公用事业规模发电装机，和去年相比增幅达到55%。其中，太阳能将占据新增装机的最大份额，达到58%，随后是电池储能，占比23%。在太阳能领域，如果2024年公用事业规模的太阳能计划中的36.4吉瓦并网，将创下新纪录，这一数字几乎是2023年18.4吉瓦的两倍。
美国太阳能发电设备和发电量在快速增长。| Patrick McCully
根据美国太阳能工业协会发布的一份报告预测，未来五年，美国太阳能市场将会有超过一倍的增长。这份报告显示，到2028年底，美国太阳能市场的总装机容量将达到377吉瓦，远高于2022年年底的142吉瓦的水平。美国电力部门正在更多转向依赖可再生能源，而太阳能发电量的增速，远超过包括风电和水电在内的的其他能源。
世界各国都在大力投资提高太阳能发电能力，以支持绿色转型，太阳能或光伏发电量在过去十年中大幅增长。太阳能市场预计将在未来五年内，经历26%的复合年增长率，从 2022 年到 2028 年，全球太阳能发电能力将翻一番。国际能源署（IEA）预计，到2030年，可再生能源预计将贡献约80%的新发电能力，其中太阳能发电将占新增发电能力的一半以上。
光伏发电产业近十年在全球范围内快速发展。GPA Photo Archive
此外，最近的创新和太阳能业务的广泛推广正在压低生产价格，在没有补贴的情况下，公用事业规模的太阳能成本在每兆瓦时24至96美元之间。这比核能和天然气发电便宜56%，比煤炭发电便宜42%。
几十年持续投资和太阳能电池板技术的创新，太阳能制造业近年蓬勃发展，预计未来将以更快速度持续发展。
日全食期间，美国各大电网运营商将调度其他发电资源，来应对太阳能发电的减少。而之前在应对野火、风暴、严寒、酷热天气的考验时，他们所吸取的经验教训将会派上用场。
