多大的冰雹会损坏光伏系统?

最近发生在意大利北部的冰雹风暴让人们关注到这些猛烈的突发大气事件可能对光伏系统造成的破坏。一些系统所有者在社交网络上发布了受损设施的照片，清楚地展示了冰雹风暴的猛烈程度，最重要的是，冰雹的大小，有些冰雹的直径甚至达到了20厘米。

那么，多大的冰雹颗粒会对光伏系统造成损坏呢? 多大的冰雹直径可以被认为是临界阈值，一旦超过这个阈值，损害就会变得显著呢?

《意大利光伏》杂志试图通过引用阿姆斯特丹自由大学（VUA）2019年的一份报告来回答这些问题，该报告调查了2016年6月发生在荷兰的历史性冰雹的保险损失数据。

根据荷兰研究人员的结论，太阳能电池板的损坏主要由直径3厘米以上的冰雹产生。他们在《太阳能电池板面对冰雹的脆弱性》一文中解释道：“较大的冰雹（4厘米以上）造成的平均破坏性比较小的冰雹更大，而且它们对太阳能电池板的破坏程度也体现出较大的差异。”

冰雹直径达到3厘米时，隐性和显性损坏均有可能发生，一旦达到4厘米，显性损坏发生的百分比就会显著增加。

最小的裂纹（微裂纹）不会在前玻璃层中出现，而是发生在硅层中，因此，损坏发生初期并不会影响电池板的发电效率。然而，数月之后，受损区域可能出现功率迅速下降，大约一年以后，面板外部也会出现微裂纹。所有的损坏都会减少太阳能电池板的使用寿命。

研究人员解释说，屋顶相对于冰雹的方向会极大地影响冰雹对太阳能电池板造成的损坏，这可能比冰雹的直径大小对太阳能电池板的破坏程度更具决定性。

另一方面，一些经验还表明，甚至太阳能电池板的安装角度也会影响其在冰雹中的损坏程度。根据科学家们的结论，更大的倾斜度将有助于减轻损害。

该研究还表明，欧洲和荷兰的冰雹发生频率正在不断上升，冰雹造成的破坏也在增加。这表明，暴露在外的物品，如太阳能电池板等，在未来可能会变得更加脆弱。

荷兰研究人员总结说：“冰雹风险和太阳能电池板面对冰雹的脆弱性应该纳入风险模型和气候适应战略。”

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

图片来源：阿姆斯特丹自由大学 (VUA)