Słońce jest dla całej naszej planety źródłem życiodajnej energii. Odkąd życie na Ziemi istnieje. Dlatego dawniej oddawaliśmy mu cześć, od egipskich faraonów po Majów w Meksyku. Teraz już się nie modlimy do niego, a nauczyliśmy się korzystać z jego zasobów, a energia tak pozyskiwana jest nową technologicznie gałęzią energetyki. Jej zasoby są ogromne, i choć promieniowanie słoneczne dociera do nas jedynie w mikroskopijnej części. Ze 180 bilionów kilowatów (1012), które przechwytuje nasza planeta z odległości 150 milionów kilometrów, jedynie 60% dociera do powierzchni, pozostała część jest odbijana przez warstwy atmosfery. To co dociera, ponad pięć i pół tysiąca razy przekracza dzisiejsze potrzeby człowieka, a nie są one małe (603 Exajouli w 2021 r.). Czyli przechwycenie jednego promila tej energii z efektywnością kilkunastu procent (jaką mamy dzisiaj) zaspokaja potrzeby energetyczne człowieka (czytaj: utrzymuje dzisiejszy jego dobrobyt).

No, ale zatrzymajmy się krótko na pewnym słówku, na amen przybitym do tego nowego źródła: „odnawialne”. Energia słoneczna NIE jest odnawialna. Słońce na skutek reakcji termojądrowej

H + H → He + energia,

traci co sekundę 4 miliony ton masy. Ilość wodoru jet ograniczona, a więc i energia słoneczna jest skończona ilościowo. Nie jest odnawialna, jak głosi nazwa,. Słońce przeżyło już połowę swojego życia, i nie jest odnawialne. Jedyna pociecha to fakt, że starczy jej na pięć miliardów lat. Więc w odpowiedzi na slogan, że nie ma „Planety B” (drugiej Ziemi), nie ma też „Słońca B”. Czy nie czas się już tym zająć?

Wracając do rzeczywistości, energia słoneczna to stosunkowo młoda gałąź technologii energetycznych. Ma swoje wady, o których mało się mówi, ale które są dotkliwe dla dzisiejszego systemu energetycznego. Podstawową jest uzależnienie od nieprzewidywalnych zmian pogody. To sprawa zmienności zachmurzenia, które jest podstawowym czynnikiem niepewności tego źródła energii. Ale dzisiejsze wydarzenie pokazuje, że energia słoneczna zależy od całkowicie od nas niezależnych czynników.

Zaćmienie słońca jest zjawiskiem wyjątkowo rzadkim (pełne w Europie nasze prawnuki będą mogły je oglądać za 111 lat). Dzisiaj doświadcza go Ameryka. Przyjrzyjmy się, co takie zjawisko oznacza dla tego nowego, chimerycznego źródła energii. Dlatego warto się nim zająć, gdyż ilustruje ono jakby w pigułce, kłopoty z tym źródłem, z którymi borykają się energetycy, odrabiając przymusową lekcję zmiany miksu energetycznego.

Przypomnijmy, że 9 lat temu takie pełne zaćmienie miało miejsce w Europie. Wtedy „20 marca o 9 rano sieć utraciła gwałtownie 17 Gigawatów, a później - w miarę postępującego zaciemnienia tarczy słońca przez księżyc - utrata energii słonecznej wyniosła 25 GW”. Jak zareagowały sytemu energetyczne Europy można przeczytać w ówczesnym tekście na łamach KierunekChemia.pl „Zaćmienie”.

Dwa lata później podobne zjawisko wydarzyło się w USA. „Przy całkowitym zaćmieniu instalacje traciły moc na prawie 3 minuty. Takim zjawiskiem było dotknięte zaledwie 17 instalacji, zaś kilkaset doświadczyło 90-procentowego spadku naświetlenia. Całe zjawisko trwało dla instalacji elektrycznych prawie trzy godziny.” Wtedy energia słoneczna stanowiła zaledwie jeden procent generacji, ale zapewniała w szczycie do pięciu procent potrzeb.

Całe zjawisko zostało także opisane na łamach naszego portalu w tekście „Słoneczny blackout”.

Dzisiaj mamy znacznie większą skalę energii z PV – zapewnia ona 6% generacji USA. Ale też trudno o zjawisko pogodowe tak przewidywalne, jak zaćmienie Słońca, które przejdzie przez wschodnią część kraju od Kanady do Teksasu. 8 kwietnia w południe (u nas po 20.00) niebo zaciemni się na chwilę, 6,5 tysiąca megawatów zostanie na chwilę całkowicie wyłączone przez cztery minuty z generacji energii. To trochę więcej niż polski Bełchatów. Znacznie więcej, 85 tysięcy megawatów, będzie wyłączone częściowo w samym szczycie. I to zjawisko będzie trwało powyżej dwóch godzin. Później jeszcze bardziej gwałtownie włączą się. Problem dla systemu energetycznego to utrzymanie stabilność generacji.

W systemach energetycznych (w Stanach nie ma jednego) braki zostaną uzupełnione przez moce dyspozycyjne, natomiast prosumenci i przemysłowe farmy słoneczne przez chwilę zwiększą pobór energii z sieci. Żeby odbiorcy nie zauważyli tego problemu, potrzebne są moce wspierające, czyli gaz i bardzo nieliczne jeszcze magazyny. Energetyka gazowa kwitnie w Stanach, natomiast potencjał magazynów jest jeszcze mikroskopijny. W całych Stanach jest 15 tysięcy megawatów na możliwości wytwórcze 1,3 miliona MW, czyli około procenta. Prawie nic, ale w 2017 r. było jedynie 600 megawatów.

Zaciemnienie w 2017 r. nie miało większych skutków dla energetyki USA. Dzisiaj skala problemu jest znacznie większa, zobaczymy, jak system zareaguje.