当冰雹来袭,超大组件为何"不堪一击"?

近期,气象环境复杂多变，先是河南遭遇了“千年一遇”的特大暴雨灾害，紧接着建国以来浙江最强台风“烟花”登陆，这些极端气候现象的发生给人们的生产生活带来极大影响。

光伏组件作为一款需要服役25年甚至30年的产品，其设计应充分考量抵御极端气候下的各种应力的能力。冰雹天气作为自然灾害的一种，其发生的频率往往更高，多数集中在春夏季。据了解，欧洲、中国和美国是冰雹灾害频繁发生的国家，冰雹每年都给人民生命财产带来巨大损失。

当冰雹突袭面积超过3平米的超大组件时，其风险相比常规尺寸组件将成指数级的提升。为了让大家更清楚的看到冰雹天气对超大组件的破坏性影响，本文将从组件玻璃的材料特性出发，模拟不同直径冰雹下的撞击测试结果，从而揭示超大组件与常规组件在防冰雹撞击上的性能差异。

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图1.冰雹对光伏组件造成的灾难性后果

1、光伏玻璃的材料特性

众所周知，玻璃的边缘往往更容易破碎，在现实生活中玻璃也经常会从边缘开裂。对于光伏玻璃而言，其钢化强度主要靠急冷段的温度梯度实现，超大组件的1.3米宽度增幅明显，急冷段风栅冷却均匀度难度增加。因此随着超大尺寸组件玻璃宽度的增加，整体钢化度(尤其是边缘区域)将下降，抵抗冲击能力更加薄弱，其遇上冰雹袭击时玻璃爆裂的风险将提升几十倍。

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图2.不同宽度玻璃钢化性能

2、不同尺寸组件抗冰雹性能分析

为了验证以上光伏玻璃的材料特性，我们针对25mm和35mm直径的冰雹分别进行了模拟实验，结果显示：在冰雹直径为25mm时，常规组件(1.1米宽玻璃)和超大组件(1.3米宽玻璃)均能通过冰雹测试；而当冰雹直径扩大到35mm时，超大组件开始呈现边缘开裂的趋势，而常规组件仍然能够正常工作。该实验结果进一步证明了，随着超大组件尺寸的明显增大，其玻璃钢化性能同步下降，尤其是玻璃边缘抵抗冰雹的性能急速下降。

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常规组件25mm冰雹模拟

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超大组件25mm冰雹模拟

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常规组件35mm冰雹模拟

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超大组件35mm冰雹模拟

图3.不同尺寸组件抗冰雹模拟分析

综上所述，超大尺寸组件因为面积增幅明显，遭遇冰雹袭击时相比常规尺寸组件会承受更大的冲击动能，同时其本身钢化强度也在下降，所以抗撞击能力变得异常脆弱。一旦冰雹天气发生，巨大的撞击力将给组件安全带来极大风险，给业主造成经济损失的概率也将提升数十倍。事实上，冰雹危害的风险并非无法规避，一个理性的光伏投资者会谨慎考量潜在风险，得出最适合自己项目的最优解，即在保证自己投资安全可靠的前提下，选择合理尺寸的组件而非一味盲从所谓的“超大尺寸”。