Những trận mưa đá gần đây ở Châu Âu và Bắc Mỹ đã làm hỏng một số hệ thống lắp đặt PV và làm nóng cuộc tranh luận về cách bảo vệ các máy phát điện mặt trời trước những sự kiện không thể đoán trước này. Một nghiên cứu do các nhà khoa học Hà Lan thực hiện vào năm 2019 cho thấy thiệt hại đối với các tấm pin mặt trời chủ yếu là do mưa đá có kích thước ít nhất 3 cm.
Một nghiên cứu mới từ Ấn Độ hiện tuyên bố rằng kính phía trước điển hình được sử dụng cho các tấm pin mặt trời, với độ dày lên tới 3,2 mm, có thể không đủ để bảo vệ các mô-đun ở những khu vực dễ bị mưa đá. Theo các nhà khoa học, mặc dù ngành công nghiệp PV chủ yếu sử dụng các tấm có độ dày như vậy, nhưng nên sử dụng kính phía trước ít nhất 4 mm.
"Mưa đá có đường kính từ 20 mm đến 30 mm rất quan trọng đối với năng lượng mặt trời," tác giả tương ứng Nallapaneni Manoj Kumar nói. "Hư hỏng chủ yếu liên quan đến cấu trúc, dẫn đến giảm tổng công suất phát điện và trong một số trường hợp còn làm giảm tuổi thọ hoạt động."
Xuất bản nămNăng lượng tái tạo,"Phân tích tác động của mưa đá đối với hiệu suất của các mô-đun quang điện có sẵn trên thị trường với độ dày kính phía trước khác nhau" cho thấy rằng các thử nghiệm độ bền theo tiêu chuẩn IEC đối với mưa đá có thể không đủ, vì thử nghiệm các quả cầu băng lớn hơn 25 mm chỉ là tùy chọn.
Nhóm đã so sánh ba mô-đun PV có độ dày khác nhau với kính trước của chúng – 2,8 mm, 3,2 mm và 4 mm – dưới các kích cỡ, trọng lượng và vận tốc mưa đá khác nhau.
Phân tích cho thấy, sau khi bị một quả cầu băng 45 mm va vào, mô-đun có lớp kính mỏng nhất đã mất 21,8% sản lượng điện và mô-đun 3,2 mm mất 11,74%. Mô-đun dày nhất được thử nghiệm chỉ mất 0.81 phần trăm sau khi bị mưa đá có cùng kích thước tấn công và khi được thử nghiệm với mưa đá 55 mm thì mất 1,13 phần trăm . Các nhà khoa học cho biết những quả bóng băng có kích thước lớn hơn không được thử nghiệm vì chúng tương đối hiếm.
Việc mất sản lượng là do các vết nứt. Các nhà nghiên cứu lưu ý: “Các vết nứt thường không thể nhận thấy bằng mắt thường. "Chúng có thể dẫn đến các vùng tế bào bị ngắt kết nối điện, dẫn đến dòng điện ngắn mạch giảm tuyến tính và tăng điện trở nối tiếp, làm giảm công suất đầu ra của mô-đun."
Với quả bóng 45 mm, các vết nứt rất nghiêm trọng có thể nhìn thấy trên các tấm 2,8 mm và 3,2 mm. Tuy nhiên, trong trường hợp của tấm dày nhất, chỉ có các vết nứt nhỏ được tìm thấy khi nó bị quả bóng cùng kích cỡ đập vào. Nhóm nghiên cứu giải thích: “Các vết nứt nhỏ có thể gây ra sự phân tách điện, khiến một phần của tế bào không hoạt động.
Các học giả cũng xác định chắc chắn rằng cả ba tấm pin đều có khả năng chống dòng điện rò rỉ ướt – nghĩa là giảm khả năng chịu ẩm và ướt – sau khi bị mưa đá 45 mm tấn công. Tấm dày nhất mất 27,23% điện trở, trong khi tấm trung bình mất 46,81% và tấm mỏng nhất mất 55,25%.
Họ nhấn mạnh: “Mối quan hệ giữa mưa đá và thiệt hại đối với các biện pháp giảm phát thải gần như bằng không rất hấp dẫn, đặc biệt là với khả năng mưa đá gia tăng do biến đổi khí hậu ở hầu hết các khu vực của Châu Âu”. "Bởi vì các công ty bảo hiểm đang bù đắp mạnh mẽ rủi ro của họ và các nhà cung cấp mô-đun không cung cấp bảo hành đối với thiệt hại do mưa đá, chủ sở hữu dự án và nhà đầu tư phải chịu rủi ro."
