Zmiany klimatyczne niosą nowe ryzyka. Burza, wicher, gradobicie to zły sen dla rolników, właścicieli domów i… prosumentów. Jak się chronić?

Niszczące gradobicie to zły sen dla każdego rolnika czy dla kierowcy (zwłaszcza tego, który właśnie wyjechał nowiutkim autem z salonu). „Na ryzyku” są też nowoczesne technologie takie jak panele fotowoltaiczne. Jak chronić inwestycję w fotowoltaikę przed ryzykiem gradobicia i liczonymi w dziesiątkach tysięcy złotych stratami?

Panele PV – wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej z promieniowania słonecznego – stają się coraz bardziej popularne jako czyste źródło energii, wspierając tym samym cele zrównoważonego rozwoju i redukcji emisji gazów cieplarnianych. Ale, podobnie jak inne elementy narażone na warunki atmosferyczne, są podatne na uszkodzenia.

Ciekawe? Po przeczytaniu wróć tutaj, kliknij i odkryj sprawdzone patenty Samcika na ochronę przed inflacją

Gradobicie – ostatnio w różnej skali widzimy je w Polsce niemal co tydzień – może spowodować zniszczenia paneli takie jak pęknięcia lub uszkodzenia powierzchni dachu, ale i instalacji umieszczonych na tym dachu, co prowadzi do utraty wydajności lub całkowitego unieruchomienia paneli. Ponadto, gradobicie może także wpływać na inne komponenty systemu fotowoltaicznego takie jak inwertery, co dodatkowo zwiększa ryzyko przestoju w produkcji energii.

Tymczasem w Polsce wciąż mało kto rozważa opłacalność inwestycji w panele fotowoltaiczne w kontekście ryzyka związanego z załamaniami pogodowymi, choć gradobicie nie jest rzadkością w naszej strefie klimatycznej. Niektórzy eksperci uważają, że konieczne jest uwzględnienie potencjalnych kosztów związanych z ryzykiem gradobicia w fotowoltaicznym biznesplanie.

Czyli ocena opłacalności inwestycji powinna uwzględniać nie tylko prognozowane oszczędności z tytułu produkcji energii, ale także ryzyko strat spowodowanych zdarzeniami atmosferycznymi takimi jak grad właśnie. Są w Polsce miejsca, w których ryzyko jest większe, niż w innych.

Czytaj też: Strażacy ostrzegają: niefachowy montaż fotowoltaiki to droga do kłopotów. Czy pożar fotowoltaiki jest możliwy? Jak się zabezpieczyć?

Jaki grad może uszkodzić panel słoneczny?

Istnieje szereg czynników wpływających na to, jak grad może potencjalnie wpłynąć na panele słoneczne. Wielkość i gęstość kulek lodu, ich prędkość opadu oraz kąt uderzenia mogą determinować stopień uszkodzeń, jakie mogą powstać. Badania przeprowadzone w ramach testów wytrzymałościowych wykazują, że lekkie gradobicie zazwyczaj nie stanowi bezpośredniego zagrożenia dla paneli fotowoltaicznych.

Kule lodu o średnicy do 15 mm rzadko powodują uszkodzenia strukturalne czy mechaniczne. Każdy wpuszczony na rynek moduł musi spełniać normę IEC 61215, w której to przeprowadza się szereg testów wytrzymałościowych, w tym testy na uderzenie gradu, aby potwierdzić, że panel jest odporny na niekorzystne warunki atmosferyczne i zachowa swoją funkcjonalność nawet w obliczu intensywnych opadów lodu.

Jednakże w przypadku ekstremalnych warunków atmosferycznych, gdzie kule lodu osiągają większe rozmiary i prędkości, ryzyko uszkodzenia paneli słonecznych wzrasta znacząco. Grad o średnicy przekraczającej 25 mm, szczególnie gdy towarzyszą mu intensywne wiatry lub uderzenia z dużą siłą, może spowodować pęknięcia szkła, deformacje strukturalne, a nawet uszkodzenia ogniw fotowoltaicznych. Ponadto, grad o dużych rozmiarach może również prowadzić do obniżenia wydajności paneli poprzez blokowanie światła słonecznego lub utrudnienie przepływu energii.

Dlatego też, mimo że większość paneli fotowoltaicznych przechodzi testy wytrzymałościowe, w tym testy na uderzenie gradu zgodnie z odpowiednimi normami, istnieje potrzeba ciągłego monitorowania i oceny ryzyka uszkodzeń spowodowanych przez grad w konkretnych warunkach lokalnych.

Zmieniający się klimat to nowe ryzyka dla właścicieli paneli PV

Badania sugerują, że obszary w Europie Środkowej, które historycznie odnotowały wyższą częstotliwość występowania gradu, prawdopodobnie doświadczają zmian we wzorcach gradobić ze względu na wzrost temperatur i zmienność atmosferyczną.

Najnowsze dane klimatologiczne ujawniają rosnącą tendencję w częstości występowania zjawisk gradowych, szczególnie w regionach tradycyjnie narażonych na ekstremalne warunki pogodowe. Europejska Baza Danych o Ekstremalnych Zjawiskach Pogodowych (ESWD) dostarcza kompleksowych danych pokazujących, że najintensywniejsze wystąpienia gradu koncentrują się w cieplejszych miesiącach. Ten wzorzec jest kluczowy do zrozumienia sezonowego profilu ryzyka dla instalacji solarnych, które są szczególnie wrażliwe w tym okresie, kiedy to nasłonecznienie jest również na najwyższym poziomie.

Wykres.1 Roczna liczba dni z ciężkim gradem

Analiza wykresu prezentującego roczną liczbę dni z ciężkim gradem rzuca światło na rosnącą tendencję w występowaniu intensywnych zjawisk gradowych na przestrzeni ostatnich dekad. Wykres wyraźnie pokazuje zwiększenie liczby takich dni, począwszy od początku XXI wieku, co może być skorelowane ze wzrostem średnich temperatur globalnych i zmianami klimatycznymi.

Cieplejsza atmosfera jest w stanie zatrzymać więcej pary wodnej, co sprzyja tworzeniu się potężniejszych i bardziej energetycznych burz, a co za tym idzie, powstaje większy i bardziej destrukcyjny grad. Ta obserwacja ma kluczowe znaczenie dla sektorów rolnictwa, budownictwa, a także dla przemysłu energetycznego, w tym fotowoltaiki, wskazując na potrzebę przemyślanej adaptacji i zabezpieczenia przed coraz częstszymi i intensywniejszymi zjawiskami pogodowymi.

Kolejny wykres przedstawiający miesięczną dystrybucję dni z gradem ujawnia, że największe ryzyko wystąpienia ciężkiego gradu przypada na miesiące letnie, z największym szczytem w czerwcu i lipcu. Te miesiące są krytyczne dla produkcji energii słonecznej, co podkreśla potrzebę zastosowania odpowiednich środków ochronnych dla paneli PV.

Wykres.2 Miesięczna dystrybucja dni z gradem

Ostatni wykres dostarcza kluczowych informacji na temat dystrybucji wielkości gradu, która ma bezpośredni wpływ na infrastrukturę fotowoltaiczną. Wykres ten prezentuje rozkład zgłoszonych przypadków dużego gradu według poszczególnych klas wielkości wyrażonych w centymetrach.

Wykres.3 Liczba zgłoszeń dużego gradu według rozmiaru

W analizowanych danych, około 39,8% zgłoszeń dotyczy gradów o średnicy poniżej 25 mm, natomiast około 60,2% zgłoszeń odnosi się do gradów o średnicy powyżej 25 mm. Oznacza to, że znaczna większość zgłoszeń dużego gradu obejmuje kamienie gradowe o średnicy większej niż 2,5 cm. ​

Grad o takiej wielkości może powodować pęknięcia szklanych powierzchni paneli lub nawet uszkodzenia wewnętrznych struktur i ogniw fotowoltaicznych. Nawet jeśli panele przetrwają bezpośrednie uderzenie, długotrwałe skutki takich zdarzeń mogą obejmować obniżenie wydajności. Pęknięcia i rysy na powierzchni paneli mogą zmniejszać ich zdolność do efektywnego zbierania światła słonecznego, co prowadzić może do spadku produkcji energii.

Gradobicie? Jak chronić swoje instalacje?

Zabezpieczanie instalacji fotowoltaicznych (PV) przed uszkodzeniami wywołanymi przez grad jest kluczowym aspektem zarządzania ryzykiem oraz zapewnienia trwałości i efektywności energetycznej tych systemów. Jest to nie tylko środek ostrożności, ale strategiczne podejście do ochrony długoterminowej efektywności operacyjnej i rentowności inwestycji w energię słoneczną.

Jest szereg rekomendacji, jakie można wziąć pod uwagę, minimalizując ryzyko uszkodzeń: wybór odpowiednich materiałów na przykład paneli wykonanych z hartowanego szkła, które są bardziej odporne na uderzenia, czy zastosowanie ochronnych pokryć, które można aplikować na panele.

Dla przeciętnego konsumenta najważniejszy jest jak najszybszy zwrot kosztów, dlatego godnym do polecenia są różnorakie ubezpieczenia oraz regularne przeglądy i konserwacje, które mogą zapewnić skuteczną ochronę przy jednoczesnym minimalizowaniu bezpośrednich kosztów początkowych. Ubezpieczenie może zrekompensować potencjalne straty bez znaczącego obciążania bieżącej rentowności, a regularne przeglądy pomagają utrzymać system w optymalnym stanie, co jest kluczowe dla utrzymania jego wydajności energetycznej i ekonomicznej skuteczności.

Wybór odpowiedniego ubezpieczenia dla instalacji fotowoltaicznych jest kluczowy, zwłaszcza biorąc pod uwagę ryzyko uszkodzeń spowodowanych przez gradobicie. Przykładowa oferta ubezpieczeniowa, jaką brałem pod uwagę i poddałem analizie, pochodzi od największej polskiej firmy ubezpieczeniowej PZU. Zawiera trzy główne opcje, które różnią się maksymalnymi sumami wypłat (20 000 zł, 50 000 zł oraz 150 000 zł).

Lokalizacja instalacji fotowoltaicznej i częstotliwość występowania gradobicia w danym regionie są fundamentalne dla oceny ryzyka. W obszarach, gdzie gradobicie jest zjawiskiem częstym i intensywnym, wyższe ryzyko uszkodzeń uzasadnia wyższe składki ubezpieczeniowe jako formę zabezpieczenia przed potencjalnie wysokimi kosztami napraw.

Kiedy koszt naprawy lub wymiany uszkodzonych paneli fotowoltaicznych może sięgać dziesiątek tysięcy złotych, składka roczna, nawet na poziomie niecałych 1500 zł dla najdroższego wariantu ubezpieczenia, nie jest ekstrawagancją. Dla firm, dla których każda przerwa w produkcji energii może oznaczać znaczne straty finansowe, inwestycja w droższe warianty ubezpieczenia, które pokrywają przerwy w działaniu instalacji i spadki wydajności, może być szczególnie opłacalna.

Ubezpieczenie, które obejmuje nie tylko gradobicie, ale również inne ryzyka takie jak ogień, przepięcia czy kradzież, zwiększa wartość ubezpieczenia, rozszerzając zakres ochrony. Droższe warianty zapewniają np. ochronę przed przerwami w produkcji energii, co może być kluczowe w lokalizacjach narażonych na intensywne zjawiska atmosferyczne.

Finalnie analiza wartości ubezpieczenia względem kosztów potencjalnych uszkodzeń jest kluczowa. W przypadkach, gdy koszt ubezpieczenia stanowi tylko niewielki ułamek potencjalnych strat, zabezpieczenie takie może być wysoce opłacalne. Dlatego zawsze warto przemyśleć wszystkie aspekty przed podjęciem decyzji o wyborze odpowiedniego wariantu ubezpieczenia, biorąc pod uwagę zarówno specyficzne potrzeby, jak i ryzyka związane z konkretną instalacją fotowoltaiczną.

Dane do wykresów pochodzą stąd.

Kilka słów o autorze:

Jestem studentem magisterskich studiów na kierunku „Energetyka” zaangażowanym w dynamicznie rozwijający się obszar transformacji energetycznej. Moje zainteresowania skupiają się na nowatorskich rozwiązaniach w zakresie wykorzystania energii ze szczególnym uwzględnieniem technologii wodorowych.

Aktywnie udzielam się w Instytucie Polityki Energetycznej im. I. Łukasiewicza, gdzie uczestniczę w organizacji międzynarodowej konferencji “Bezpieczeństwo energetyczne – filary i perspektywa rozwoju” oraz różnorodnych projektów. Bywam prelegentem na różnych konferencjach, gdzie dzielę się swoją wiedzą i doświadczeniem. Moja obecność na tych wydarzeniach umożliwia mi nie tylko prezentację najnowszych trendów i innowacji w sektorze energetycznym, ale także wymianę poglądów i budowanie relacji z innymi ekspertami oraz przedstawicielami z branży.

Jako stypendysta Akademii Wodorowej organizowanej przez Orlen mam okazję uczestniczyć w zaawansowanych projektach badawczych oraz zdobywać praktyczne doświadczenie w obszarze wodorowych technologii energetycznych.

Ponadto moja aktywność obejmuje publikacje naukowe i artykuły, które tworzę dla wydawnictwa EPS (Energy Policy Studies). Pragnę przyczyniać się do rozwoju wiedzy i świadomości na temat nowych trendów i wyzwań w sektorze energetycznym. Zapraszam do kontaktu!

źródło zdjęcia: YouTube/Electrical Arcing & Water Conductivity