30/09/2019
Wraz z postępującymi zmianami klimatycznymi i coraz częstszymi ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi, właściciele instalacji fotowoltaicznych coraz częściej zastanawiają się nad trwałością i odpornością swoich systemów. Jednym z głównych zagrożeń, które budzi szczególny niepokój, jest gradobicie. Kule lodowe spadające z dużą prędkością mogą potencjalnie uszkodzić panele, obniżając ich wydajność, a nawet całkowicie je niszcząc. Ale co dokładnie niszczy panele fotowoltaiczne? Czy tylko grad jest zagrożeniem? I jak możemy chronić nasze inwestycje?
Grad jako poważne zagrożenie dla paneli PV
Badania naukowe potwierdzają, że grad jest realnym zagrożeniem dla paneli fotowoltaicznych. Naukowcy z Instytutu Badań nad Środowiskiem z Vrije Universiteit w Amsterdamie przeprowadzili analizę wpływu burzy gradowej, która nawiedziła Holandię w 2016 roku, na instalacje fotowoltaiczne. Ich opracowanie, zatytułowane „The vulnerability of solar panels to hail” (Wrażliwość paneli fotowoltaicznych na grad), rzuca światło na kluczowe czynniki wpływające na odporność paneli na gradobicie.
Z badań wynika, że nie tylko średnica gradu ma znaczenie. Orientacja dachu względem kierunku spadania gradu oraz kąt nachylenia dachu (a w konsekwencji paneli) są równie istotne. Im mniejszy kąt nachylenia, tym większe prawdopodobieństwo uszkodzenia. Wyobraźmy sobie panel ustawiony poziomo – jest on znacznie bardziej narażony na bezpośrednie uderzenie gradu niż panel ustawiony pod dużym kątem, gdzie część energii uderzenia może zostać rozproszona.
Jeśli chodzi o samą wielkość gradu, badania wskazują, że uszkodzenia paneli fotowoltaicznych zaczynają się pojawiać przy gradzie o średnicy około 30 mm. Przy tej wielkości uszkodzenia mogą być jeszcze trudne do zauważenia gołym okiem. Jednak ryzyko i widoczność uszkodzeń drastycznie wzrastają, gdy średnica gradu przekracza 40 mm. Wyobraźmy sobie kulę gradową wielkości piłki golfowej uderzającą z impetem w szklaną powierzchnię panelu – potencjalne szkody są oczywiste.
Niewidoczne uszkodzenia: mikropęknięcia
Bardzo ważne jest, aby pamiętać, że brak widocznych uszkodzeń po gradobiciu nie oznacza, że panel jest całkowicie bezpieczny. Uderzenie gradu, nawet niewielkiego, może spowodować mikropęknięcia ogniw krzemowych. Te mikroskopijne uszkodzenia są często niewidoczne gołym okiem, ale mają poważny wpływ na długoterminową wydajność paneli.
Mikropęknięcia działają jak bariery dla przepływu prądu elektrycznego w panelu. Z czasem, pod wpływem naprężeń termicznych i mechanicznych, mikropęknięcia mogą się powiększać, prowadząc do stopniowego spadku wydajności panelu, a w konsekwencji do skrócenia jego żywotności. Może się okazać, że instalacja, która na początku generowała oczekiwaną moc, po kilku latach od gradobicia pracuje znacznie mniej efektywnie, a inwestycja nie przynosi oczekiwanych zysków.
Odporność na grad w specyfikacjach producentów
Producenci paneli fotowoltaicznych zdają sobie sprawę z zagrożenia gradem i testują swoje produkty pod kątem odporności na gradobicie. Informacje o odporności na grad powinny być zawarte w kartach katalogowych modułów PV, choć nie wszyscy producenci (nawet ci renomowani) udostępniają te dane w sposób jednolity.
Na przykład, producent REC w specyfikacji modułu Alpha Pure deklaruje odporność na gradzinę o średnicy 35 mm, zgodnie z normą IEC 61215-2:2016. Z kolei SunPower dla modułu Maxeon 6 AC podaje wytrzymałość na grad o średnicy 25 mm spadający z prędkością 23 m/s. Podobne parametry, dotyczące gradu o średnicy 25 mm, deklaruje Longi dla modułów serii Hi-Mo 7.
Norma IEC 61215-2:2016 jest standardem branżowym, który określa minimalne wymagania dotyczące odporności modułów fotowoltaicznych na grad. Warto jednak zwrócić uwagę na konkretne parametry deklarowane przez producenta – niektórzy mogą oferować panele o wyższej odporności niż minimalna wymagana norma. Przy wyborze paneli, szczególnie w regionach narażonych na gradobicia, warto zwrócić szczególną uwagę na te parametry.
Inne czynniki niszczące panele fotowoltaiczne
Oprócz gradu, panele fotowoltaiczne narażone są na działanie innych czynników środowiskowych, które mogą negatywnie wpływać na ich trwałość i wydajność. Należą do nich:
- Silne nasłonecznienie i promieniowanie UV: Długotrwała ekspozycja na intensywne promieniowanie słoneczne, w tym promieniowanie ultrafioletowe (UV), może powodować degradację materiałów, z których wykonane są panele, w tym folii ochronnej i żywic enkapsulujących. To z kolei może prowadzić do żółknięcia paneli, powstawania mikropęknięć i spadku wydajności.
- Ekstremalne temperatury: Panele fotowoltaiczne pracują w szerokim zakresie temperatur, ale ekstremalne temperatury, zarówno wysokie, jak i niskie, mogą powodować naprężenia termiczne i uszkodzenia mechaniczne. Wysokie temperatury mogą również obniżać wydajność paneli.
- Wiatr: Silne wiatry, szczególnie porywiste, mogą stanowić zagrożenie dla paneli, szczególnie jeśli instalacja nie jest odpowiednio zamocowana. Mogą one powodować uszkodzenia konstrukcji montażowej, a nawet oderwanie paneli.
- Zanieczyszczenia: Osadzający się na panelach kurz, pył, liście, ptasie odchody i inne zanieczyszczenia mogą ograniczać dostęp światła słonecznego do ogniw fotowoltaicznych, obniżając ich wydajność. Regularne czyszczenie paneli jest ważne dla utrzymania optymalnej produkcji energii.
Jak chronić panele fotowoltaiczne?
Chociaż całkowite wyeliminowanie ryzyka uszkodzeń jest niemożliwe, istnieje kilka sposobów na zminimalizowanie potencjalnych szkód i ochronę inwestycji w fotowoltaikę:
- Wybór paneli o wysokiej odporności na grad: Przy wyborze paneli warto zwrócić uwagę na deklarowaną przez producenta odporność na gradobicie i wybrać modele, które spełniają lub przekraczają normy branżowe.
- Prawidłowy montaż: Profesjonalny montaż instalacji fotowoltaicznej, zgodny z zaleceniami producenta i obowiązującymi normami, jest kluczowy dla zapewnienia stabilności i odporności na warunki atmosferyczne, w tym na wiatr i grad.
- Ubezpieczenie instalacji: Rozważenie ubezpieczenia instalacji fotowoltaicznej od zdarzeń losowych, w tym od uszkodzeń spowodowanych gradobiciem, jest rozsądnym krokiem, który może uchronić przed kosztownymi naprawami w przypadku wystąpienia szkód.
- Regularne przeglądy i konserwacja: Regularne przeglądy instalacji, w tym kontrola stanu paneli i konstrukcji montażowej, oraz usuwanie zanieczyszczeń, pomogą w utrzymaniu optymalnej wydajności i wykryciu potencjalnych problemów na wczesnym etapie.
FAQ - Najczęściej zadawane pytania
Nie, nie każdy grad uszkadza panele fotowoltaiczne. Ryzyko uszkodzeń wzrasta wraz ze średnicą gradu, a szczególnie przy gradzie o średnicy powyżej 30-40 mm. Mniejsze gradziny zazwyczaj nie powodują poważnych uszkodzeń. Ważny jest również kąt padania gradu.
Grad o średnicy powyżej 30 mm staje się potencjalnie niebezpieczny, a grad powyżej 40 mm znacznie zwiększa ryzyko widocznych i niewidocznych uszkodzeń, w tym mikropęknięć.
Tak, mikropęknięcia, choć często niewidoczne, mogą prowadzić do stopniowego spadku wydajności paneli fotowoltaicznych i skrócenia ich żywotności. Są to poważne uszkodzenia, które mogą obniżyć rentowność inwestycji.
Większość standardowych polis ubezpieczenia nieruchomości obejmuje szkody spowodowane gradobiciem, w tym uszkodzenia instalacji fotowoltaicznych. Warto jednak dokładnie sprawdzić warunki polisy i upewnić się, że ochrona obejmuje panele fotowoltaiczne. Można również rozważyć dodatkowe ubezpieczenie specjalnie dedykowane instalacjom fotowoltaicznym.
Podsumowując, panele fotowoltaiczne, choć generalnie wytrzymałe, są narażone na różne zagrożenia, w tym na gradobicie, silne nasłonecznienie, ekstremalne temperatury i wiatr. Świadomość tych zagrożeń, wybór odpowiednich paneli, prawidłowy montaż, regularna konserwacja i ubezpieczenie to kluczowe elementy ochrony inwestycji w energię słoneczną i zapewnienia długotrwałej i efektywnej pracy instalacji fotowoltaicznej.
Jeśli chcesz poznać inne artykuły podobne do Co niszczy panele fotowoltaiczne?, możesz odwiedzić kategorię HVAC.