美國擁有充滿活力的電力組合，其中 在一天中的不同時間發電的一系列能源。
在任何時候，發電量都必須與需求相匹配，以保持 電網 平衡，其中 導致每日和每週發電的周期性模式.
下圖， 來自 Visual Capitalist 的 Govind Bhutada 和 Sabrina Lam，根據美國能源信息署的數據，跟踪一周內美國發電量每小時的變化（環評).
發電廠的三種類型
在深入研究之前，重要的是要區分美國電力結構中的三種主要發電廠類型：
基本負荷 工廠通常滿負荷或接近滿負荷運行，用於滿足 基本負荷 或始終需要的最低電量。 這些通常是 燃煤的 或核電站。 如果在區域可用，地熱和水力發電廠也可以用作基本負荷來源。
高峰負荷 或調峰發電廠通常是可調度的，並且可以在高需求期間迅速增加。 這些電廠通常每天僅以最大容量運行幾個小時，包括燃氣和抽水蓄能 水電站.
中間負載 在基本負荷和高峰負荷需求之間的過渡時間內使用工廠。 風能和太陽能（無電池存儲）等間歇性可再生能源與其他能源一樣適合中間使用。
放大：美國每小時的電力組合
在此背景下，下表概述了東部時區 2023 年 3 月 7 日至 3 月 14 日這一周按來源分類的平均每小時發電量。
值得注意的是，雖然這是典型的一周發電情況，但這些模式會隨著季節而變化。 例如，與 3 月份不同，6 月份的電力需求通常在下午 5 點左右達到峰值，此時太陽能發電量仍然很高。
天然氣是該國最大的電力來源，燃氣發電廠平均產生 176,000 兆瓦時 上述一周內每小時的電力消耗。 天然氣的可調度性在圖表中顯而易見，燃氣發電量在凌晨下降，而在工作時間上升。
與此同時，在給定的幾天和一周內，核電發電量保持穩定，範圍在 80,000–85,000 兆瓦時 每小時。 核電站設計用於在加油前長時間運行（1.5 至 2 年）並且需要較少的維護，從而使它們能夠提供可靠的基本負荷能量。
另一方面，風能和太陽能發電在一周內往往會出現大幅波動。 例如，在 3 月 7 日至 14 日這一周，風力發電量介於 26,875 兆瓦時和 77,185 兆瓦時 每小時，根據風速。 太陽能發電有更強的極端，經常在夜間達到零或淨負值並上升到超過 40,000 兆瓦時 下午。
由於風能和太陽能通常具有可變性和特定位置，將它們整合到電網中可能會給電網運營商帶來挑戰，他們依賴預測來保持電力供需平衡。 那麼，有哪些方法可以解決這些問題呢？
解決可再生能源間歇性挑戰
隨著部署更多的可再生能源容量，以下三種方法可以使過渡更加順利。
儲能係統 可以與可再生能源相結合以減輕可變性。 電池可以在高發電量期間儲存電力（例如，在下午太陽能發電），並在需求高峰期提供電力。
需求側管理 可用於將靈活的需求轉移到可再生能源發電量高的時期。 例如，公用事業公司可以與其工業客戶合作，確保某些工廠生產線僅在太陽能發電高峰期的下午運行。
擴大傳輸線 可以幫助將偏遠地區的優質太陽能和風能資源連接到需求中心。 事實上，截至 2021 年底，超過 900吉瓦 太陽能和風能容量（明顯超過該國目前的可再生能源容量） 被排隊 用於電網互聯。
