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(duì)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(huì)對(duì)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(gè)閾值，損害就會(huì)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?cè)凇短柲茈姵匕迕鎸?duì)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(duì)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(shí)，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(huì)顯著增加。

最小的裂紋(微裂紋)不會(huì)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(huì)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(huì)出現(xiàn)微裂紋。所有的損壞都會(huì)減少太陽能電池板的使用壽命。

研究人員解釋說，屋頂相對(duì)于冰雹的方向會(huì)極大地影響冰雹對(duì)太陽能電池板造成的損壞，這可能比冰雹的直徑大小對(duì)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(huì)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(huì)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(duì)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)