Нове дослідження, проведене в Індії, стверджує, що сонячні модулі, які мають товщину переднього скла 3,2 мм, недостатньо міцні для того, щоб витримувати урагани з великим градом. Вчені дійшли висновку, що для уникнення значних пошкоджень необхідно використовувати переднє скло завтовшки не менше 4 мм.
Після недавніх злив із градом у Європі та Північній Америці, які пошкодили фотоелектричні установки, відновилася дискусія про те, як можна захистити сонячні електростанції від цих непередбачуваних явищ. Дослідження, проведене голландськими вченими у 2019 році, показало, що пошкодження сонячних панелей здебільшого спричиняють градини розміром не менше 3 см.
У новому дослідженні, проведеному в Індії, стверджується, що товщина звичайного переднього скла - до 3,2 мм може виявитися недостатньою для захисту модулів. На думку вчених, хоча у фотоелектричній промисловості переважно використовуються панелі саме такої товщини, необхідно використовувати переднє скло завтовшки не менше 4 мм.
"Град діаметром від 20 до 30 мм критичний для сонячних фотоелектричних систем", - вважає автор дослідження Наллапанені Манодж Кумар. "Зазвичай ушкоджуються конструкції, що призводить до зниження загального вироблення електроенергії, а в деяких випадках і скорочення терміну експлуатації".
Опубліковане в журналі Renewable Energy дослідження "Аналіз впливу граду на продуктивність комерційно доступних фотоелектричних модулів з різною товщиною переднього скла" передбачає, що стандартних випробувань на міцність градом за стандартом IEC недостатньо, оскільки випробування з крижаними кульками розміром більше 25 мм. є обов'язковими.
Команда дослідників порівняла три фотоелектричні модулі з різною товщиною переднього скла - 2,8 мм., 3,2 мм. та 4 мм. - після впливу граду різного розміру, ваги та швидкості.
Аналіз показав, що після влучення 45-міліметрової крижаної кулі модуль із найтоншим склом втратив 21,8% своєї вихідної потужності, а модуль із товщиною скла 3,2 мм - 11,74%. Найтовстіший модуль після влучення граду такого ж розміру втратив всього 0,81%, а при діаметрі 55 мм. – 1,13%. За словами вчених, "град більшого розміру не тестувався, оскільки такі явища трапляються дуже рідко".
Втрата продуктивності відбувається через появу тріщин, які зазвичай непомітні. Тріщини можуть призводити до утворення розривів у різних ділянках осередків, що у свою чергу викликає лінійне падіння струму короткого замикання та збільшення послідовного опору, що знижує вихідну потужність модуля.
"Після влучення 45-мм. граду на панелях товщиною 2,8 мм і 3,2 мм були видні дуже серйозні тріщини, а на панелях з самими товстими передніми стеклами були виявлені лише мікротріщини. Мікротріщини можуть викликати електричний поділ, в результаті чого частина комірки стає неактивною”.
Вчені також встановили, що після влучення граду розміром 45 мм. у панелей всіх трьох розмірів знизилося опір струму витоку, тобто. зменшилася здатність витримувати вологу та вологість. Найтовстіша панель втратила 27,23% свого опору, середня – 46,81%, а найтонша – 55,25%.
"Взаємозв'язок між градом та збитком від заходів щодо зниження викидів дуже цікавий, особливо з урахуванням ймовірності посилення граду у зв'язку зі зміною клімату в більшості регіонів Європи", - підкреслили дослідники. "Оскільки страховики зменшують свої ризики, а постачальники модулів не надають гарантії при пошкодженні градом, ці ризики доводиться нести власникам проектів та інвесторам".