Trong những năm gần đây, các khu vực ven biển phía đông nam Trung Quốc thường xuyên phải hứng chịu ảnh hưởng của bão, với điều kiện thời tiết khắc nghiệt gây thiệt hại kinh tế đáng kể cho sản xuất và đời sống hàng ngày của người dân địa phương. Biến đổi khí hậu đã dẫn đến sự gia tăng tần suất các cơn bão mạnh và các hiện tượng thời tiết đối lưu mạnh, dẫn đến nhiều sự cố hư hỏng cấu trúc, lật đổ mô-đun và suy giảm chất lượng linh kiện tại các trạm điện mặt trời (PV) do “vết nứt ẩn”. Cùng với các xu hướng như tăng kích thước mô-đun và áp lực tối ưu hóa chi phí, khả năng chịu tải cơ học và độ tin cậy lâu dài của các mô-đun PV đang phải đối mặt với những thách thức ngày càng lớn. Do đó, việc tuân thủ các tiêu chuẩn tải động đã trở nên rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất lâu dài của các hệ thống năng lượng mặt trời.
Hiện nay, môi trường vận hành của các nhà máy điện mặt trời ở những vùng gió mạnh ngày càng đa dạng và phức tạp, từ các khu vực ven biển dễ bị bão đến các hành lang gió nội địa, mỗi nơi đều có điều kiện khí hậu riêng biệt. Theo tiêu chuẩn IEC 61215 hiện hành—quy định điều kiện thử nghiệm ±1000 Pa trong 1.000 chu kỳ—khả năng chịu gió của các mô-đun PV tương ứng với tốc độ gió khoảng 130 km/h (36,1 m/s), tương đương với bão cấp 12 trên thang Saffir-Simpson. Tuy nhiên, trong các trận bão thực tế, tốc độ gió duy trì tối đa gần tâm bão có thể đạt cấp 14-15. Do đó, các quy trình thử nghiệm hiện tại không thể mô phỏng được hiện tượng mỏi do gió động và hiệu ứng ghép nối rung động do gió trong điều kiện thực tế. Ngay cả các mô-đun đạt chứng nhận IEC vẫn có thể bị hư hại trong điều kiện gió cực đoan.
Hơn nữa, các thử nghiệm tĩnh và động thông thường được quy định trong tiêu chuẩn IEC chỉ đóng vai trò là cơ chế sàng lọc sơ bộ cơ bản và không mô phỏng đầy đủ các tác động mỏi tích lũy do tiếp xúc lâu dài với gió mạnh trong suốt vòng đời hoạt động của mô-đun. Các thử nghiệm này liên quan đến mức độ ứng suất tương đối thấp và số chu kỳ hạn chế, không tính đến tải trọng gió cực đoan và các yêu cầu về độ bền lâu dài trong suốt vòng đời hoạt động 25 năm hoặc lâu hơn. Khoảng trống này tạo ra các rủi ro tiềm tàng về chất lượng có thể ảnh hưởng đến hoạt động an toàn và đáng tin cậy của hệ thống PV trong suốt vòng đời của chúng, cuối cùng ảnh hưởng đến giá trị người dùng cuối và lợi tức đầu tư.
Do điều kiện gió thay đổi thất thường ở các vùng địa lý khác nhau, việc nâng cao khả năng chịu tải của các mô-đun quang điện trở nên cấp thiết. Khái niệm truyền thống về một “tiêu chuẩn chịu gió” duy nhất không còn đủ để đảm bảo triển khai an toàn trong nhiều kịch bản ứng dụng khác nhau. Thay vào đó, định mức tải của mô-đun cần được phân biệt rõ hơn dựa trên các điều kiện môi trường cụ thể và hồ sơ rủi ro của từng khu vực.
Trên phạm vi quốc tế, các quốc gia bao gồm Hoa Kỳ, các nước châu Âu và Nhật Bản đã áp dụng các yêu cầu tải trọng động nghiêm ngặt hơn cho các khu vực có gió mạnh. Ví dụ, hệ thống chứng nhận UL tại Hoa Kỳ khuyến nghị các thông số thử nghiệm bổ sung là ±1500 Pa trong 10.000 chu kỳ đối với các khu vực như Florida và vùng Vịnh Mexico, nơi thường xuyên xảy ra gió mạnh cấp bão. Tương tự, chương trình Thử nghiệm Độ tin cậy Mở rộng (ERT) của TÜV Rheinland bao gồm các thử nghiệm tải trọng động nâng cao—chẳng hạn như ±1600 Pa trong 12.000 chu kỳ—được thiết kế để sử dụng trong các khu vực dễ bị bão và gió mạnh như bờ biển Biển Bắc và Biển Baltic ở châu Âu. Bằng chứng thực nghiệm cho thấy việc áp dụng các tiêu chuẩn tải trọng động nâng cao—thường là ±1500 Pa trong 10.000 chu kỳ—ở những khu vực này đã làm giảm đáng kể tỷ lệ hỏng hóc và hư hại tại hiện trường, từ đó cải thiện an toàn vận hành tổng thể và tuổi thọ của các hệ thống điện mặt trời.
Trong bối cảnh khí hậu toàn cầu biến đổi thất thường hiện nay, khả năng chịu tải động của các mô-đun PV không còn là một thuộc tính kỹ thuật tùy chọn mà là yếu tố quyết định cơ bản đến sự an toàn của nhà máy và hiệu quả tài chính trọn đời. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của ngành, việc liên tục đổi mới công nghệ và nâng cao các tiêu chuẩn quốc tế là điều thiết yếu. Chỉ thông qua việc cải tiến toàn diện chất lượng sản phẩm và tăng cường độ nghiêm ngặt trong thử nghiệm, các nhà máy điện mặt trời mới có thể duy trì tính toàn vẹn cấu trúc và độ tin cậy vận hành trong môi trường khó lường, từ đó mang lại giá trị lâu dài và ổn định cho khách hàng cuối cùng.
Thời gian đăng bài: 28/10/2025