พายุลูกเห็บเมื่อเร็วๆ นี้ในยุโรปและอเมริกาเหนือได้สร้างความเสียหายให้กับการติดตั้ง PV หลายแห่ง และทำให้การถกเถียงร้อนแรงขึ้นว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถป้องกันได้อย่างไรจากเหตุการณ์ที่คาดเดาไม่ได้เหล่านี้ การศึกษาที่ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ในปี 2019 แสดงให้เห็นว่าความเสียหายต่อแผงโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่เกิดจากลูกเห็บที่มีขนาดอย่างน้อย 3 ซม.
การศึกษาใหม่จากอินเดียอ้างว่ากระจกด้านหน้าทั่วไปที่ใช้กับแผงโซลาร์เซลล์ที่มีความหนาไม่เกิน 3.2 มม. อาจไม่เพียงพอในการปกป้องโมดูลในบริเวณที่อาจเกิดลูกเห็บตกได้ นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า แม้ว่าอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่จะใช้แผงที่มีความหนาดังกล่าว แต่ควรใช้กระจกหน้าอย่างน้อย 4 มม.
"ลูกเห็บที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. ถึง 30 มม. มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเซลล์แสงอาทิตย์" Nallapaneni Manoj Kumar ผู้เขียนที่เกี่ยวข้องกล่าว "ความเสียหายส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโครงสร้าง ส่งผลให้การผลิตไฟฟ้าโดยรวมลดลง และในบางกรณียังทำให้อายุการใช้งานลดลงด้วย"
ตีพิมพ์ในพลังงานทดแทน"การวิเคราะห์ผลกระทบของลูกเห็บต่อประสิทธิภาพของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดที่มีความหนาของกระจกด้านหน้าแตกต่างกัน" ชี้ให้เห็นว่าการทดสอบความทนทานตามมาตรฐาน IEC สำหรับลูกเห็บอาจไม่เพียงพอ เนื่องจากการทดสอบลูกบอลน้ำแข็งที่มีขนาดมากกว่า 25 มม. เป็นเพียงทางเลือกเท่านั้น
กลุ่มเปรียบเทียบโมดูล PV สามโมดูลที่มีความหนาต่างกันกับกระจกด้านหน้า – 2.8 มม. 3.2 มม. และ 4 มม. – ภายใต้ขนาด น้ำหนัก และความเร็วลูกเห็บที่แตกต่างกัน
การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่า หลังจากถูกกระแทกด้วยลูกบอลน้ำแข็งขนาด 45 มม. โมดูลที่มีกระจกบางที่สุดสูญเสียกำลังขับไป 21.8 เปอร์เซ็นต์ และโมดูล 3.2 มม. สูญเสียพลังงานไป 11.74 เปอร์เซ็นต์ โมดูลที่หนาที่สุดที่ทดสอบสูญเสียเพียง 0.81 เปอร์เซ็นต์หลังจากโดนลูกเห็บขนาดเท่ากัน และเมื่อทดสอบกับลูกเห็บขนาด 55 มม. สูญเสียไป 1.13 เปอร์เซ็นต์ นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าไม่มีการทดสอบลูกบอลน้ำแข็งขนาดใหญ่ เนื่องจากค่อนข้างหายาก
การสูญเสียผลผลิตเกิดจากการแตกร้าว นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่า "รอยแตกมักมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า" "สิ่งเหล่านี้อาจส่งผลให้บริเวณเซลล์ขาดการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า ส่งผลให้กระแสไฟฟ้าลัดวงจรลดลงเป็นเส้นตรงและเพิ่มความต้านทานต่ออนุกรม ส่งผลให้กำลังไฟฟ้าของโมดูลลดลง"
ด้วยลูกปืนขนาด 45 มม. ทำให้เห็นรอยแตกที่รุนแรงมากบนแผงขนาด 2.8 มม. และ 3.2 มม. อย่างไรก็ตาม ในกรณีของแผงที่หนาที่สุด จะพบเพียงรอยแตกขนาดเล็กเมื่อถูกตีด้วยลูกบอลขนาดเดียวกัน ทีมวิจัยอธิบายว่า "ไมโครแคร็กสามารถทำให้เกิดการแยกตัวทางไฟฟ้า ทำให้เซลล์บางส่วนไม่ทำงาน" ทีมวิจัยอธิบาย
นักวิชาการยังยืนยันด้วยว่าแผงทั้งสามมีความต้านทานกระแสไฟฟ้ารั่วไหลแบบเปียก นั่นคือความสามารถในการทนต่อความชื้นและเปียกลดลงหลังจากโดนลูกเห็บขนาด 45 มม. แผงที่หนาที่สุดสูญเสียความต้านทานไป 27.23 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่แผงขนาดกลางสูญเสียไป 46.81 เปอร์เซ็นต์ และแผงที่บางที่สุดสูญเสียไป 55.25 เปอร์เซ็นต์
"ความสัมพันธ์ระหว่างลูกเห็บและความเสียหายต่อมาตรการปล่อยก๊าซเรือนกระจกใกล้ศูนย์นั้นน่าทึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับความเป็นไปได้ที่จะเกิดพายุลูกเห็บเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในพื้นที่ส่วนใหญ่ของยุโรป" พวกเขาเน้นย้ำ "เนื่องจากบริษัทประกันกำลังชดเชยความเสี่ยงอย่างจริงจัง และซัพพลายเออร์โมดูลไม่ได้รับประกันความเสียหายจากลูกเห็บ เจ้าของโครงการและนักลงทุนจึงถูกทิ้งให้รับความเสี่ยง"
