Mưa đá là một trong những hiện tượng thời tiết tự nhiên khó chịu và gây thiệt hại cho cây cối, đồ vật của con người. Hiện tượng này là những khối băng có kích cỡ to nhỏ khác nhau gây thiệt hại cho cây trồng, xe cộ, mái nhà, cửa kính…

Nguyên nhân là do sự bất ổn định trong không khí khí 2 luồn khí nóng và lạnh tiếp xúc với nhau, đặc biệt là ở những nơi có khí hậu nóng nực vào ban ngày nhưng lại rất lạnh vào ban đêm sẽ dễ xảy ra hiện tượng mưa đá.

Mưa đá không chỉ gây thiệt hại về tài sản mà còn làm bị thương và thậm chí là gây chết người nếu kích cỡ khối băng quá lớn. Do đó, ở một số nơi hiện tượng mưa đá đang rất được quan tâm và có biện pháp phòng ngừa rõ ràng.

Năm 2010 tại thành phố Phoenix thuộc tiểu bang Arizona của Mỹ, đã phải hứng chịu một cơn mưa đá gây thiệt hại lớn nhất trong lịch sử của nước này, ước tính con số thiệt hại lên đến 2,8 tỷ USD (~66 nghìn tỷ đồng). Năm 2016 tại San Antonio cũng xảy ra một trận mưa đá khủng khiếp thiệt hại gần 1,4 tỷ USD (~33 nghìn tỷ đồng). Và gần nhất là vào năm 2017 cũng tại nước Mỹ, thành phố Minneapolis bị thiệt hại 2,5 tỷ USD (~59 nghìn tỷ đồng) bởi một cơn bão mưa đá lớn kinh khủng.

Như bạn có thể thấy đó, mưa đá nguy hiểm và gây thiệt hại rất lớn cho con người – Và bạn cũng đang muốn tìm hiểu xem là liệu mưa đá có làm hư hỏng đến các tấm pin năng lượng hay không?

Những cuộc kiểm tra chất lượng các bảng pin mặt trời

Do các bảng pin phải hoạt động ngoài trời và điều kiện ngoài trời thì rất khắc nghiệt nên các nhà sản xuất phải đưa sản phẩm của họ thông qua các cuộc kiểm tra chất lượng để có thể đảm bảo rằng chúng có thể hoạt động tốt xuyên suốt 25 năm tồn tại của chúng, ngay cả khi điều kiện môi trường rất khắc nghiệt.

Các cuộc kiểm tra sẽ có tiêu chuẩn bao gồm các yêu cầu và quy trình thử nghiệm như:

• Tiếp xúc với tia UV bằng việc sử dụng đèn xenon.
• Trải qua các mức nhiệt độ (-40°C đến 50°C).
• Nhiệt độ đóng băng.
• Nhiệt độ cao và độ ẩm cao (85°C với độ ẩm 90%)
• Kiểm tra khả năng chống chịu tuyết, gió và các tác nhân cơ học từ môi trường.
• Thử nghiệm ăn mòn.
• Thử nghiệm tác động của mưa đá
  …

Một bài kiểm tra tương đối thú vị nhưng khá cần thiết đó là bài kiểm tra khả năng chống chịu của tấm pin dưới tác động của mưa đá. Mục đích của cuộc thử nghiệm này là để đảm bảo rằng mặt kính của mảng pin năng lương sẽ không bị nứt do các khối băng có kích thước thông thường.

Kiểm tra với mưa đá

Thử nghiệm sử dụng những khối băng có kích thước khoảng 25 mm ném với tốc độ 23 m/s vào 11 điểm khác nhau trên bề mặt tấm pin theo bất kỳ hướng ngang dọc khác nhau.

Các khối băng được bảo quản bằng cách bỏ vào tủ đông ở -10°C đến 5°C, sau đó đặt tấm pin trong căn phòng có khí hậu tương ứng trong tự nhiên. Mỗi khối băng được kích thước đồng đều có khối lượng tương ứng trong thực tệ với độ tin cậy 2%. Sau đó, những khối đá này được ném vào bề mặt của tấm pin, quay lại bằng camera để tua chậm và xem xét các hiện tượng gì xảy ra.

Quy trình ném này được lặp đi lặp lại vào nhiều vị trí khác nhau của mảng pin như sau:

• Lần 1: Bất kỳ góc nào của mô-đun, cách khung nhôm không quá 50 mm.
• Lần 2: Một cạnh của mô-đun, cách khung nhôm không quá 50 mm.
• Lần 3 và 4: Gần khớp điện và trên cạnh của tế bào quan điện.
• Lần 5 và 6: Vào các điểm giữa 2 tế bào quang điện.
• Lần 7 và 8: Sát góc khung nhồm cách điểm cố định của mô-đun 12 mm.
• Lần 9 và 10: Vào mép của các tế bào quang điện.
• Lần 11: Ngẫu nhiên.

Thử nghiệm với mưa đá cũng có tính đến khối lượng và tốc độ khác nhau của các khối băng để đảm bảo mô-đun có thể bền bỉ hơn trước mưa đá.

Một tấm pin được cho là đã vượt qua bài kiểm tra sẽ không có bất cứ dấu hiệu hư hại nhìn bằng mắt thường nào sau các tác động của khối băng, sự suy giảm công suất tối đa cho phép không được vượt quá 5% so với công suất ban đầu và khả năng cách điện phải đảm bảo vẫn tốt như lúc ban đầu.

Vậy, những tấm pin năng lượng mặt trời trên thực tế có bị hư hỏng bởi các trận mưa đá không?

Câu trả lời là “CÓ” – Trên thực tế, các tấm pin mặt trời có thể bị hỏng do các trận mưa đá, đặc biệt là những khối băng có kích thước 5 cm trở lên. Tuy nhiên, số trận mưa đá có kích thước lớn như vậy rất hiếm xảy ra, cụ thể hơn ở Việt Nam duy nhất có một vụ có kích thước khối đá lớn như vậy là ở Tuyên Quang năm 2016 (khối đá lớn nhất là 8 cm).

Cũng theo các báo cáo thống kê của các nhà máy năng lượng mặt trời lớn trên thế giới, rất hiếm khi có trường hợp tấm pin mặt trời bị hư hỏng mà khách hàng mang đi bảo trì vì lý do mưa đá.