L'estructura ideal per a la instal·lació de panells solars en diversos tipus de teulades
La necessitat d'energia neta està impulsant que cada cop més llars, edificis comercials i instal·lacions industrials instal·lin plantes d'energia solar a les teulades (PLTS). Tanmateix, el rendiment i la seguretat dels panells solars no només estan determinats per la qualitat dels mòduls i inversors, sinó també per l'estructura de muntatge que els suporta. Un marc ideal garanteix que els panells estiguin muntats de manera segura, en l'angle correcte, amb una circulació d'aire adequada per mantenir la temperatura del panell i protecció contra vents forts i pluges intenses. Aquest article tracta les característiques de les estructures de marc ideals per a diversos tipus de teulades i els aspectes clau a tenir en compte per a una instal·lació duradora i eficient.
Per què és tan important l'estructura del marc?
Els panells solars funcionen de manera òptima quan reben la màxima radiació solar i no s'escalfen massa. Aquí és on el marc juga un paper crucial. Un bon marc farà el següent:
1. Suporten càrregues estàtiques i dinàmiques: incloent-hi el pes del panell, les càrregues del vent i les possibles càrregues de pluja intensa.
2. Mantenir el pendent i l'orientació: perquè la producció d'electricitat sigui més alta durant tot l'any.
3. Prevenir les fuites a la teulada: especialment en sistemes que requereixen la penetració de perns o ancoratges.
4. Garanteix la resistència a la corrosió: perquè el marc està exposat a la calor, l'aigua i la contaminació a llarg termini.
5. Facilita el manteniment: l'accés per a la neteja i la inspecció de cables i connectors és més segur.
L'estructura de gelosia ideal no és "única", sinó que s'adapta al tipus de teulada, a les condicions del lloc i a les necessitats de disseny del sistema.
Principis generals d'un marc ideal de panells solars
Abans d'entrar en els tipus de cobertes, hi ha diversos principis universals que serveixen de referència per seleccionar una estructura:
– Materials resistents a la corrosió: generalment alumini anoditzat i acer galvanitzat en calent. Per a zones costaneres amb un alt contingut de sal, la protecció contra la corrosió ha de ser més estricta, inclosa la selecció de cargols d'acer inoxidable adequats.
– Sistema de fixació de qualitat: les brides, els rails i els connectors han de ser compatibles i estar certificats. Una fixació deficient pot fer que el mòdul es mogui o vibri amb vents forts.
– Ventilació i distància dels panells a la teulada: Hi ha una certa distància (normalment uns quants centímetres) perquè l'aire flueixi per sota dels panells, cosa que ajuda a refrigerar i a augmentar l'eficiència.
– Distribució uniforme de la càrrega: la càrrega del marc s'ha de transferir als elements estructurals de la teulada (corretes, encavallades o bigues) no només a la coberta de la teulada.
– Disseny estàndard: els càlculs de càrrega segueixen les normes de construcció locals, especialment per a les càrregues de vent. Les ubicacions en terres altes, zones costaneres o zones obertes requereixen una atenció especial.
1. Teules (ceràmica/formigó/argila)
Les teulades de teules es troben habitualment en cases residencials. El principal repte és que les teules són fràgils i no estan dissenyades per suportar càrregues puntuals directament dels cargols. Per tant, l'estructura ideal per a una teulada de teules sol utilitzar:
– Els ganxos de teulada o els suports especials per a teules es fixen a l'estructura subjacent (llistons/bigues). A continuació, les teules superiors s'ajusten o es retallen lleugerament perquè els suports no pressionin contra les teules.
– Rails d'alumini (sistema de carrils) com a línies de suport del mòdul, de manera que la instal·lació sigui ordenada i la distribució de la càrrega sigui més uniforme.
– Revestiment de tapajunts i segellador en els punts de penetració per evitar les filtracions d'aigua.
La clau per instal·lar una teulada de teules és assegurar-se que la instal·lació no causi esquerdes o buits que puguin provocar fuites. Els instal·ladors sovint han de reorganitzar algunes de les teules per evitar que els suports aixequin la superfície de la teulada.
2. Sostre metàl·lic (Spandek, Zincalume, costura de peu)
Les cobertes metàl·liques són populars per a edificis i magatzems moderns a causa del seu disseny lleuger. Hi ha dos escenaris principals: cobertes metàl·liques corrugades (spandek) i cobertes amb junta vertical. L'estructura ideal és:
– Per a cobertes de spandek/corrugades: utilitzeu suports o brides amb peu en L fixats a la corretja amb cargols metàl·lics especials per a cobertes equipats amb volanderes de goma EPDM. Els rails d'alumini s'instal·len per sobre dels suports.
– Per a juntes verticals: idealment, utilitzeu una brida de junta no penetrant. Això redueix el risc de fuites i allarga la vida útil de la teulada.
Les teulades metàl·liques són susceptibles a l'expansió i la contracció a causa dels canvis de temperatura. Per tant, l'estructura ha de tenir una petita tolerància de moviment i punts de suport adequats per evitar sorolls, deformacions o cargols solts.
3. Teulada de formigó (teulada plana)
Les cobertes planes o les lloses de formigó s'escoleixen sovint per a edificis de diversos pisos i cases modernes. El seu avantatge és que els panells es poden inclinar mitjançant un marc inclinable per aconseguir una producció òptima. Tanmateix, els principals reptes són la impermeabilització i la càrrega addicional. El marc ideal per a una coberta plana sol consistir en:
– Sistema de muntatge amb llast (marc amb peses): el marc es pesa (per exemple, blocs de formigó) sense perforar la teulada, minimitzant així el risc de fuites.
– Marc inclinable amb un angle d'inclinació determinat (per exemple, de 10 a 15 graus) que equilibra la producció d'energia, la càrrega del vent i el risc d'ombra entre les files de panells.
– Organitzeu la distància entre fileres (espai entre fileres) per evitar ombra, sobretot quan el sol és baix.
Si cal penetrar, cal utilitzar un mètode segur amb un sistema d'impermeabilització transparent. També s'ha de comprovar la capacitat estructural de la teulada de formigó per garantir que la càrrega addicional dels panells i el marc no superi els límits.
4. Teulada d'asbest/fibrociment (edifici antic)
En alguns edificis antics, encara es troben teulades d'amiant o de fibrociment. Aquest tipus de teulada és fràgil i té risc d'esquerdar-se si es perfora o es sotmet a càrregues puntuals. Per tant, l'enfocament ideal sol ser evitar dependre de làmines d'amiant i, en canvi:
– Ancoratge a l'estructura de bigues de la teulada inferior (bigues o corretges) amb suports que penetren a la xapa de la teulada de manera controlada.
– Feu servir un distribuidor de càrrega (placa base o suport més ample) per reduir la pressió en un punt.
– En molts casos, substituir la teulada per un material més segur i resistent és la solució més ideal abans d'instal·lar els panells.
Les consideracions sobre seguretat laboral també són importants, ja que els materials d'amiant presenten riscos per a la salut si es fan malbé i produeixen pols.
5. Teulada de teules de fusta o teulada de fusta tradicional
En algunes zones, encara s'utilitzen teulades de fusta o teules. Les característiques dels materials orgànics els fan més sensibles a la humitat, els tèrmits i la deformació. L'estructura ideal:
– Utilitzeu elements de fixació d'acer inoxidable o materials antioxidants per evitar reaccions i taques.
– Assegureu-vos que la penetració estigui equipada amb un bon tapajunts, ja que la fusta és propensa a fuites si les juntes no estan ben ajustades.
– Col·loqueu el fulcre sobre elements estructurals de fusta realment resistents, no sobre les teules de coberta.
La instal·lació en una teulada de fusta requereix una inspecció prèvia de l'estat de la fusta. Si l'estructura de la teulada ja està podrida, la instal·lació de panells augmentarà el risc de danys.
Factors addicionals: vent, llamps i manteniment
A més del tipus de teulada, hi ha diversos factors que influeixen en el disseny de l'estructura:
– Càrregues de vent: Les zones costaneres o obertes requereixen un sistema de subjecció i punts de fixació més ajustats. El marc ha d'estar dissenyat per evitar un aixecament excessiu.
– Connexió a terra i protecció contra llamps: els marcs dels panells generalment requereixen connexió a terra per seguretat elèctrica. En alguns edificis, també pot ser necessari ajustar els sistemes de protecció contra llamps.
– Accés per a manteniment: Deixeu camins d'inspecció per tal que la neteja dels panells, la comprovació dels cargols i la supervisió dels cables es puguin dur a terme sense posar en perill els ocupants.
Conclusió
L'estructura ideal per a la instal·lació de panells solars s'ha d'adaptar al tipus de teulada i a les condicions de l'edifici, no només a les preferències del producte. Les teulades de teules requereixen ganxos i una manipulació especial per evitar fuites; les teulades metàl·liques són compatibles amb suports o brides de costura; les teulades de formigó excel·leixen amb sistemes de llast o bastidor; mentre que les teulades d'amiant i fusta requereixen una cura addicional en la distribució de la càrrega i la impermeabilització. Amb el marc adequat (fort, resistent a la corrosió, a prova de fuites i segons els càlculs de càrrega), les plantes d'energia solar a les teulades poden funcionar de manera estable durant dècades i proporcionar els màxims beneficis d'energia neta.
Si vols, et puc ajudar a crear una versió més tècnica d'aquest article (per exemple, incloent-hi els angles d'inclinació recomanats per a Indonèsia, l'espaiat entre els rails o una llista de comprovació per a la inspecció de l'estructura de la teulada prèvia a la instal·lació).
