I pannelli solari possono essere danneggiati da una forte grandinata, ma non è statisticamente probabile. I produttori utilizzano test di qualità che simulano l’impatto della grandine sui moduli fotovoltaici al fine di garantire che i pannelli solari siano in grado di resistere alle grandinate.
Per affrontare correttamente questo argomento, diamo un’occhiata alla procedura per questi test. Questo ti darà un riferimento al tipo di grandinate che i pannelli solari sono progettati per sopportare e ti racconterà una storia davvero impressionante avvenuta in una delle strutture del National Renewable Energy Laboratory. Ma prima, vediamo alcuni dei luoghi negli Stati Uniti in cui dovresti stare più attento alle grandinate.
Tempeste di grandine: un fenomeno ambientale costoso
Le grandinate sono una delle condizioni meteorologiche più spiacevoli in natura. Grandi blocchi di ghiaccio che cadono dal cielo causando danni ad auto, finestre, tetti e altro. Le tempeste di grandine possono danneggiare la proprietà, ma possono anche ferire o addirittura uccidere persone se la dimensione del blocco è troppo grande. Pertanto, sono una questione e un problema urgenti, specialmente in alcune regioni degli Stati Uniti.
Le città storiche per le grandinate negli Stati Uniti sono Denver, Dallas, Minneapolis, St. Louis, San Antonio, Oklahoma City e Phoenix. Questo fenomeno può essere previsto, ed è importante prestare attenzione alle previsioni del tempo soprattutto se ci si trova nelle città sopra menzionate. Per controllare le previsioni di grandine negli Stati Uniti, puoi andare su hail.org .
La grandinata più costosa nella storia degli Stati Uniti si è verificata a Phoenix, in Arizona, nel 2010, quando dal cielo caddero blocchi di ghiaccio fino a dimensioni di baseball, causando quasi 2,8 miliardi di dollari di perdite attribuite ai danni. Anche San Antonio ha avuto un brutto periodo nel 2016 con chicchi di grandine di pompelmi che sono costati circa 1,4 miliardi di dollari. E recentemente, nel 2017, Minneapolis ha avuto una settimana davvero brutta con una tempesta costante con forti grandinate che sono cadute nella regione metropolitana costando fino a $ 2,5 miliardi.
Come puoi vedere, le grandinate possono essere costose ei pannelli solari situati in queste regioni sono esposti alla caduta di chicchi di grandine che potrebbero colpirli e romperli, giusto?
Test di qualità sui pannelli solari
Poiché le condizioni esterne per i pannelli solari possono essere difficili, i produttori di pannelli solari devono sottoporre i loro moduli a test di qualità che assicurino che i pannelli solari funzionino bene per un periodo di 25 anni , anche in condizioni ambientali difficili.
A seconda della giurisdizione e del centro di test, possono essere applicati più o diversi test. Tuttavia, negli Stati Uniti, i riferimenti generali su questo argomento sono gli standard IEC 61215 e 61730, che specificano gli standard di qualificazione del progetto per la durata del modulo.
Questi standard includono i requisiti e le procedure per diversi test relativi a:
- Esposizione ai raggi ultravioletti utilizzando lampade allo xeno.
- Ciclo termico (da -40 ° C a 50 ° C, 50 cicli) in una camera climatica.
- L’umidità si congela in bicicletta.
- Calore umido (1000 ore a 85 ° C con 90% di umidità relativa).
- Test di torsione per la resistenza alla coppia.
- Prove di pressione considerando neve, vento e altri carichi meccanici.
- Prove di punti caldi.
- Prove di corrosione.
- Prove d’urto con grandine.
- Resistenza PID relativa all’isolamento elettrico.
Uno di questi è particolarmente interessante per il nostro approccio: il test di impatto sulla grandine. Lo scopo di questo test è di garantire con precisione che il vetro del pannello solare non si spezzi contro chicchi di grandine di dimensioni normali o stimate.
Prova di grandine
Il tipico test di grandine prevede l’utilizzo di palline di ghiaccio da 25 mm lanciate a 23 m / s contro il pannello solare in 11 punti diversi. Il percorso dal cannone pneumatico al modulo può essere modificato in orizzontale, verticale o qualsiasi altro angolo.
Generalmente, la procedura prevede la conservazione di queste palline di ghiaccio in un congelatore a -10 ° C 5 ° C, quindi il pannello solare viene posizionato per adattarlo alle condizioni di temperatura fredda della stanza climatica. Una palla di ghiaccio viene misurata in una bilancia per determinare la massa con una precisione del 2% insieme a un altro strumento per misurare la velocità della palla con una precisione di. Quindi, la palla viene lanciata e il modulo viene controllato con una telecamera al rallentatore per verificare se ci fosse qualche distacco del vetro.
Questa stessa procedura viene ripetuta per sparare più palle di ghiaccio allo stesso modulo secondo le seguenti posizioni di impatto:
- Inquadratura 1 : qualsiasi angolo della finestra del modulo, a non più di 50 mm dal telaio in alluminio.
- Inquadratura 2: un bordo del modulo, a non più di 50 mm dal telaio in alluminio.
- Scatti 3 e 4: vicino a un giunto elettrico e sopra i bordi delle celle.
- Scatti 5 e 6: oltre i punti di spaziatura minima tra le celle.
- Foto 7 e 8: Sulla finestra del modulo, a meno di 12 mm da uno dei punti in cui il modulo è fissato alla struttura portante.
- Scatti 9 e 10: nei punti più lontani possibile dai punti sopra indicati.
- Inquadratura 11: qualsiasi altro punto che possa sembrare ragionevole per l’impatto della grandine.
Il test della grandine può anche tenere conto di altre masse e velocità della palla di ghiaccio che possono garantire una maggiore durata del modulo contro le grandinate.
Per superare il test, il modulo non deve mostrare alcuna evidenza di difetti visivi dopo gli urti, il degrado della potenza massima non può superare il 5% del valore misurato prima del test e la resistenza di isolamento deve soddisfare gli stessi requisiti di le misurazioni iniziali.
Se ti piace vedere come vengono eseguiti i test di grandine, puoi dare un’occhiata a un eccezionale test di grandine a 100 mph (il doppio dei requisiti standard internazionali) dal nuovo tetto solare Tesla e ai test di qualità sui pannelli solari di SolarWorld .
L’esperienza NREL contro le grandinate
Abbiamo visto i test che i pannelli solari devono sopportare durante gli esperimenti di test di laboratorio, ma come si comportano contro le condizioni del mondo reale?
Questa domanda è rimasta senza risposta fino al 2017, quando una massiccia grandinata è caduta su Denver, in Colorado, con chicchi di grandine fino a 2,75 pollici (simili alle dimensioni di un grande uovo). Questa grandinata si è rivelata la più costosa nella storia dello Stato e una delle più costose nella storia degli Stati Uniti, raggiungendo 2,3 miliardi di dollari di danni.
Il National Renewable Energy Laboratory (NREL) ha una struttura di supporto alla ricerca a Denver, in Colorado, con un massimo di 3.168 pannelli solari installati tra i tetti della struttura e il terreno della proprietà, raggiungendo una centrale elettrica da 2,5 MW. Sorprendentemente, quando è passata la grandinata, solo un singolo modulo solare è stato danneggiato! Un vero test nel mondo reale della resistenza dei pannelli solari contro i chicchi di grandine!
Si ritiene che l’unico modulo danneggiato dell’impianto sia stato colpito da diversi chicchi di grandine nello stesso identico punto. Ciò ha creato una rete di micro-crepe nel vetro da oltre 36 colpi.
Il mio pannello solare può essere danneggiato dai chicchi di grandine?
Sì, i pannelli solari potrebbero essere danneggiati dai chicchi di grandine, soprattutto se le loro dimensioni sono maggiori di 2 pollici o se sono celle fotovoltaiche molto piccole proprio come quelle che si trovano nei lampioni solari a LED . Tuttavia, i pannelli solari sono progettati e testati per resistere a forti grandinate e altre condizioni meteorologiche che non consentono ai pannelli solari di rompersi facilmente. Questo post contiene ulteriori informazioni sul fatto che i pannelli solari siano impermeabili o meno .
La più grande prova di ciò è la centrale solare NREL, quindi è altamente improbabile che il tuo pannello solare venga danneggiato da una grandinata. In ogni caso, nell’improbabile caso in cui ti svegli la mattina e il vetro di un pannello solare è rotto, non preoccuparti, la tua assicurazione sulla casa lo coprirà.
