Szkody gradowe bardziej realne niż przypuszczano – czy fotowoltaika to wytrzyma?

Pogoda ostatnich dni nie rozpieszczała nas za bardzo. Po wczesnowiosennym okresie suszy, do Polski napłynęło wilgotne powietrze z terenu Niemiec. W ciągu zaledwie kilku godzin burze połączone z intensywnymi porywami wiatru i silnymi opadami deszczu przetoczyły się przez Polskę. To jednak nie koniec. Wystąpiły również gradobicia, które w Gnieźnie doprowadziły do paraliżu miasta. 

Zdjęcie autora: Wojciech Słomka

Wojciech Słomka

Redaktor GLOBENERGIA

Podziel się

Grad nie jest nowością, ale nie tak mocny 

Tego rodzaju zjawisko atmosferyczne jest silnie związane z obecnością chmur nazywanych Cumulonimbusami, czyli chmurami kłębiasto-deszczowymi. Ich wielkość, masa i duży potencjał elektryczny nigdy nie zapowiadają spokojnej i stabilnej pogody. Grad i towarzyszące temu szkody, nie są zjawiskiem obcym dla terenu Polski. Jednak od kilku lat obserwujemy coraz intensywniejsze zjawiska pogodowe tego rodzaju bez znacznego wzrostu ich częstotliwości. W ciągu minionych pięciu lat dwukrotnie został pobity rekord wielkości gradziny notowanej na terenie naszego kraju. 11 czerwca 2019 roku w Gorzowie Wielkopolskim spadł grad, którego maksymalna średnica wynosiła 12 cm, a 24 czerwca 2021 roku, w Tomaszowie Mazowieckim aż 13,5 cm. Warto dodać, że gradziny większe od 7 cm stwarzają realne zagrożenie dla życia człowieka. 

Czy fotowoltaika to wytrzyma?

Jednym z podstawowych testów technologicznych dopuszczających panele fotowoltaiczne do użytkowania jest tak zwany test odporności na grad (hail impact test). Tego rodzaju badania prowadzone są zgodnie z międzynarodowymi standardami w tym, między z normą IEC 61215. Zgodnie z wytycznymi, panele w fazie testowania wystawiane są na próby uderzeniowe kul o średnicy 25 milimetrów, rozpędzonymi do prędkości 23 m/s (82,8 km/h). Testy prowadzone są w 11 cyklach. Należy jednak poinformować, że wartości testowe mogą się różnić w zależności od producenta i modelu panelu. Biorąc pod uwagę nieprzewidywalność warunków pogodowych i pojawianie się coraz większych wartości czynników atmosferycznych, zwracanie uwagi na parametry wytrzymałościowe paneli fotowoltaicznych będzie stanowiło o ich bezawaryjności i niezawodności w dostarczaniu energii. Jednym z elementów zapewniającym większą odporność na uderzenia ciężkich gradzin jest wprowadzanie na rynek asortymentu z grubszą warstwą wierzchnią szkła hartowanego.   

Grad o masie 0,5 kg? Tak, to możliwe 

Grad jest zjawiskiem charakterystycznym dla wiosny i lata. Jego kształt nie zawsze jest owalny i nie zawsze wyglądem przypomina kulę. Nierzadko pojawia się w postaci wielokątnych brył, dysków lub kul z kolcami. Bywa również nieregularny z nieupostaciowioną strukturą. Wpływ opadu gradu silnie związany jest z jego ilością, masą i prędkością opadania. Wielkość wymienionych parametrów zależna jest od gęstości powietrza, oddziaływania z innymi elementami składowymi chmury oraz od potencjału wstępujących i zstępujących prądów powietrza. Zgodnie z danymi opublikowanymi 3 września 2014 roku na portalu Polscy Łowcy Burz gradzina o średnicy 1 centymetra ma masę 0,5 grama, energię 0,05 J i spada z prędkością 52 km/h. Przy średnicy 3 cm, masa wzrasta do 13 g, energia wzrasta 80-krotnie, a prędkość wynosi 90 km/h. Nie są to jednak wartości maksymalne, które były notowane na terenie Polski. Pojawianie się superkomórek burzowych zapowiada obecność rotujących prądów wstępujących z prędkościami przekraczającymi nawet 180 km/h co może być przyczyną opadu gradu o średnicy ponad 10 centymetrów i masie bliskiej pół kilograma. Widać więc, że są to wartości mocno przekraczające te, odpowiadające warunkom, w którym badana jest wytrzymałość modułów, które trafiają na rynek. 

Zgodnie z wytycznymi, panele PV w fazie testowania wystawiane są na próby uderzeniowe kul o średnicy 25 milimetrów, rozpędzonymi do prędkości 23 m/s (82,8 km/h).

Co się stało w Gnieźnie?

„Czegoś takiego nie widziałem” –  powiedział Grzegorz Walijewski, rzecznik prasowym Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej w wywiadzie udzielonym dla serwisu Onet komentując to, co stało się w Gnieźnie. Dodał również, że opadające gradziny miały średnicę ponad 3 centymetrów.  Przypominamy – moduły testowane są kulami gradowymi o mniejszej średnicy niż ten z Gniezna.  Pobieżny obraz szkód wyrządzonych przez tego rodzaju zjawisko atmosferyczne to przede wszystkim podtopienia, przerwy w dostępie prądu, zniszczenia zieleni oraz uszkodzenia powierzchniowe aut. Warto jednak przeprowadzić dokładną i szczegółową ocenę ewentualnych uszkodzeń paneli fotowoltaicznych. Zebrane dane w połączeniu z symulacjami pogodowymi dostarczą informacji na temat zagrożeń, z którymi będziemy musieli się zmierzyć w przyszłości. Różnego rodzaju zjawiska ekstremalne związane ze zmianą klimatu staną się coraz częstsze i w zdecydowany sposób będą utrudniały funkcjonowanie oraz rozwój projektów związanych z pozyskiwaniem energii z odnawialnych źródeł. 

A Wy jakie macie doświadczenia z gradem i modułami fotowoltaicznymi? Podzielcie się z nami swoimi obserwacjami w komentarzach!

Zdjęcie autora: Wojciech Słomka

Wojciech Słomka

Redaktor GLOBENERGIA