在7月23日襲擊意大利北部的冰雹風(fēng)暴中受損的光伏系統(tǒng)。圖片來源：Leonardo Setti

最近發(fā)生在意大利北部的冰雹風(fēng)暴讓人們關(guān)注到這些猛烈的突發(fā)大氣事件可能對光伏系統(tǒng)造成的破壞。一些系統(tǒng)所有者在社交網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布了受損設(shè)施的照片，清楚地展示了冰雹風(fēng)暴的猛烈程度，最重要的是，冰雹的大小，有些冰雹的直徑甚至達(dá)到了20厘米。

那么，多大的冰雹顆粒會對光伏系統(tǒng)造成損壞呢? 多大的冰雹直徑可以被認(rèn)為是臨界閾值，一旦超過這個閾值，損害就會變得顯著呢?

《意大利光伏》雜志試圖通過引用阿姆斯特丹自由大學(xué)(VUA)2019年的一份報(bào)告來回答這些問題，該報(bào)告調(diào)查了2016年6月發(fā)生在荷蘭的歷史性冰雹的保險(xiǎn)損失數(shù)據(jù)。

根據(jù)荷蘭研究人員的結(jié)論，太陽能電池板的損壞主要由直徑3厘米以上的冰雹產(chǎn)生。他們在《太陽能電池板面對冰雹的脆弱性》一文中解釋道：“較大的冰雹(4厘米以上)造成的平均破壞性比較小的冰雹更大，而且它們對太陽能電池板的破壞程度也體現(xiàn)出較大的差異。”

冰雹直徑達(dá)到3厘米時，隱性和顯性損壞均有可能發(fā)生，一旦達(dá)到4厘米，顯性損壞發(fā)生的百分比就會顯著增加。

最小的裂紋(微裂紋)不會在前玻璃層中出現(xiàn)，而是發(fā)生在硅層中，因此，損壞發(fā)生初期并不會影響電池板的發(fā)電效率。然而，數(shù)月之后，受損區(qū)域可能出現(xiàn)功率迅速下降，大約一年以后，面板外部也會出現(xiàn)微裂紋。所有的損壞都會減少太陽能電池板的使用壽命。

研究人員解釋說，屋頂相對于冰雹的方向會極大地影響冰雹對太陽能電池板造成的損壞，這可能比冰雹的直徑大小對太陽能電池板的破壞程度更具決定性。

另一方面，一些經(jīng)驗(yàn)還表明，甚至太陽能電池板的安裝角度也會影響其在冰雹中的損壞程度。根據(jù)科學(xué)家們的結(jié)論，更大的傾斜度將有助于減輕損害。

該研究還表明，歐洲和荷蘭的冰雹發(fā)生頻率正在不斷上升，冰雹造成的破壞也在增加。這表明，暴露在外的物品，如太陽能電池板等，在未來可能會變得更加脆弱。

荷蘭研究人員總結(jié)說：“冰雹風(fēng)險(xiǎn)和太陽能電池板面對冰雹的脆弱性應(yīng)該納入風(fēng)險(xiǎn)模型和氣候適應(yīng)戰(zhàn)略。”

(a)大冰雹和(b)特大冰雹的年平均日數(shù)(Pucik et al.，2019)

圖片來源：阿姆斯特丹自由大學(xué) (VUA)