據(jù)美國能源信息署的數(shù)據(jù)，隨著加州太陽能發(fā)電量的增加，加州獨立系統(tǒng)運營商（CAISO）的電網(wǎng)運營商發(fā)現(xiàn)，在太陽能發(fā)電量趨于最高的一天中，凈負荷（減去可變可再生能源發(fā)電量后的剩余需求）有所下降。當(dāng)為典型的一天繪制負荷圖表時，可以看到凈負荷曲線在中午大幅下降，然后在晚上太陽能發(fā)電量下降時急劇上升，如此形成的曲線看起來像鴨子的輪廓，因此這種模式通常被稱為“鴨子曲線”。隨著加州太陽能發(fā)電量的持續(xù)增長，中午凈負荷的下降幅度越來越大，給電網(wǎng)運營商帶來了挑戰(zhàn)。



電網(wǎng)運營商需要隨時平衡一個地區(qū)的發(fā)電量和電力需求。在大多數(shù)消費者睡覺和許多企業(yè)關(guān)門的時候，需求在一夜之間是最低的。早上，隨著人們醒來，企業(yè)開始營業(yè)，需求開始增加。需求全天保持上升，晚上隨著人們下班回家和居民用電量的增加而略有上升，然后在深夜再次下降。

但是，與傳統(tǒng)發(fā)電廠（例如核能、燃煤和天然氣發(fā)電廠）不同，太陽能和風(fēng)能資源不能隨意充分調(diào)度以滿足需求，公用事業(yè)公司在一些時刻不得不削減這些資源以保護電網(wǎng)運營。太陽能只在白天產(chǎn)生，中午太陽最強時達到峰值，日落時減弱。隨著更多的太陽能發(fā)電量上線，傳統(tǒng)發(fā)電廠在中午的使用頻率降低，鴨子曲線愈加明顯。

鴨子曲線意味著兩個與太陽能應(yīng)用增加有關(guān)的挑戰(zhàn)。第一個挑戰(zhàn)是對電網(wǎng)壓力。從中午到深夜，傳統(tǒng)發(fā)電廠對電力的需求急劇波動，此時能源需求仍然很高，但太陽能發(fā)電量已經(jīng)下降，這意味著傳統(tǒng)發(fā)電廠（如天然氣發(fā)電廠）必須迅速增加電力生產(chǎn)，以滿足消費者需求。這種快速增長使電網(wǎng)運營商更難實時匹配電網(wǎng)供應(yīng)和電網(wǎng)需求。此外，如果生產(chǎn)的太陽能超過了電網(wǎng)的使用量，運營商可能不得不減少太陽能發(fā)電，以防止過度發(fā)電。

另一個挑戰(zhàn)是經(jīng)濟方面的。鴨子曲線的動態(tài)性會挑戰(zhàn)可調(diào)度發(fā)電廠的傳統(tǒng)經(jīng)濟性，因為導(dǎo)致該曲線的因素減少了傳統(tǒng)發(fā)電廠的運行時間，從而導(dǎo)致電費收入減少。如果收入的減少使發(fā)電廠的維護變得不經(jīng)濟，電廠可能會在沒有可調(diào)度的替代品的情況下退役。在凈需求波動很大的系統(tǒng)中，可調(diào)度電力的減少使電網(wǎng)管理者更難平衡電力供需。

然而，鴨子曲線也為能源儲存創(chuàng)造了機會。大規(guī)模部署電池等儲能系統(tǒng)，可以將白天產(chǎn)生的一些太陽能儲存起來，并在日落后釋放出來。中午儲存太陽能發(fā)電會使鴨子的曲線變平，晚上調(diào)度儲存的太陽能發(fā)電會縮短鴨子的“脖子”。加利福尼亞州正在迅速建設(shè)電池存儲；從2018年的0.2吉瓦增長到2023年4月的4.9吉瓦，預(yù)計加州運營商在今年年底前在該州再建造4.5吉瓦的電池存儲容量。

鴨子曲線并不是加州獨有的，它越來越多地發(fā)生在美國其他地區(qū)和世界各地，因為這些地方的太陽能發(fā)電份額正在增加。