Нещодавні зливи з градом у Європі та Північній Америці пошкодили кілька фотоелектричних установок і розпалили дискусію про те, як сонячні генератори можуть бути захищені від цих непередбачуваних явищ. Дослідження, проведене голландськими вченими в 2019 році, показало, що пошкодження сонячних панелей викликано в першу чергу градиною розміром не менше 3 см.
Нове дослідження, проведене в Індії, стверджує, що типове переднє скло, яке використовується для сонячних панелей, товщиною до 3,2 мм може бути недостатнім для захисту модулів у місцях із градом. За словами вчених, хоча в фотоелектричній промисловості в основному використовуються панелі такої товщини, переднє скло має бути не менше 4 мм.
«Град діаметром від 20 мм до 30 мм дуже критичний для сонячної фотоелектричної енергії», — сказав автор-кореспондент Наллапанені Манодж Кумар. «Пошкодження в основному пов’язані з конструкцією, що призводить до зниження загального виробництва електроенергії, а в деяких випадках також до скорочення терміну експлуатації».
Опубліковано вВідновлювальна енергія,«Аналіз впливу граду на продуктивність комерційно доступних фотоелектричних модулів із різною товщиною переднього скла» свідчить про те, що стандартизованих випробувань на довговічність за градом IEC може бути недостатньо, оскільки тестування крижаних кульок розміром понад 25 мм необов’язкове.
Група порівняла три фотоелектричні модулі з різною товщиною переднього скла – 2,8 мм, 3,2 мм і 4 мм – за різних розмірів, ваги та швидкості граду.
Аналіз показав, що після удару крижаною кулькою діаметром 45 мм модуль із найтоншим склом втратив 21,8 відсотка вихідної потужності, а модуль 3,2 мм втратив 11,74 відсотка. Найтовщий тестований модуль втратив лише 0.81 відсотка після того, як був уражений градом такого ж розміру, а під час тестування проти граду 55 мм втратив 1,13 відсотка. Крижані кулі більшого розміру не тестувалися, кажуть вчені, оскільки вони відносно рідкісні.
Втрата виходу сталася через тріщини. «Тріщини часто непомітні неозброєним оком», - зазначили дослідники. «Вони можуть призвести до електрично роз’єднаних ділянок комірки, що призведе до лінійного падіння струму короткого замикання та збільшення послідовного опору, що зменшить вихідну потужність модуля».
З кулькою 45 мм на панелях 2,8 мм і 3,2 мм було видно дуже сильні тріщини. У випадку з найтовстішою панеллю, однак, були виявлені лише мікротріщини, коли по ній вдарили кулькою такого ж розміру. «Мікротріщини можуть спричинити електричне розділення, що робить частину клітини неактивною», — пояснила дослідницька група.
Вчені також встановили, що всі три панелі зазнали опору струму витоку вологи, тобто зниження їхньої здатності протистояти вологості та вогкості, після того, як потрапили під град 45 мм. Найтовстіша панель втратила 27,23 відсотка опору, середня – 46,81 відсотка, а найтонша – 55,25 відсотка.
«Взаємозв’язок між градом і шкодою для заходів із майже нульовими викидами є захоплюючим, особливо з огляду на ймовірність збільшення граду через зміну клімату в більшості частин Європи», — підкреслили вони. «Оскільки страховики активно компенсують свої ризики, а постачальники модулів не надають гарантії на пошкодження градом, власники проектів та інвестори залишаються нести ризик».
