Com triar un sistema de muntatge solar?

Ajusteu el tipus de sistema de muntatge solar al lloc i als objectius empresarials

Sistemes de muntatge solar per a sostres, sistemes de muntatge solar per a terra i sistemes especials de muntatge solar (aparcaments coberts, muntatges sobre pals)

Quan es tracta d'instal·lacions solars comercials, bàsicament hi ha tres maneres principals de muntar els panells. Per als edificis amb sostres plans, els instal·ladors col·loquen pesos al voltant dels panells o foraden la superfície per fixar-los. Els sostres inclinats funcionen de manera diferent, ja que es poden fixar directament als materials existents, com ara les juntes metàl·liques, les teules o les lloses d’asfalt. Els suports a terra són adequats per a grans espais oberts on operen les granges solars, i permeten als tècnics ajustar amb precisió l’angle dels panells i fins i tot incorporar sistemes de seguiment que segueixen el Sol al llarg del dia. També hi ha solucions creatives, com ara transformar aparcaments en generadors d’energia mitjançant cobertes solars per a vehicles, o utilitzar suports sobre pals quan l’espai és limitat però no és possible excavar fonaments. Cada enfocament presenta un conjunt propi de reptes que cal tenir en compte abans d’iniciar la instal·lació. Els sistemes muntats sobre sostre estalvien diners en terreny, però cal que els enginyers comprovin primer l’estructura de l’edifici. Els camps solars a terra requereixen una preparació adequada del lloc, incloent-hi el nivellat del terreny i l’obtenció de tots els permisos necessaris. Les instal·lacions de cobertes solars exigeixen una planificació cuidadosa respecte a les restriccions d’alçada i a com es distribuirà el pes sobre les estructures.

Compromisos entre cost, rendiment energètic, escalabilitat i ROI segons el tipus de sistema de muntatge solar

La selecció d’un sistema de muntatge solar implica compromisos financers i operatives fonamentals:

• Cost : Els sistemes a terra tenen, de mitjana, un 15 % menys de despeses en maquinari que els aparcaments solars, però comporten costos per a la preparació del terreny i les obres civils. Les instal·lacions sobre cobertes eviten l’adquisició de terreny, però poden requerir reforços estructurals.
• Rendiment energètic : Els sistemes a terra amb seguidor augmenten la producció un 20–25 % respecte als sistemes fixos sobre cobertes; els aparcaments solars, en canvi, es veuen afectats per la variabilitat de l’ombra causada pels vehicles i les estructures adjacents.
• Escalabilitat : Els suports a terra permeten una ampliació modular en parcel·les contigües, mentre que els sistemes sobre cobertes i aparcaments solars estan limitats per les dimensions i la capacitat de càrrega de les infraestructures existents.
• ROI : Els sistemes a terra en zones d’alta irradiació solen assolir la recuperació de la inversió en 5–7 anys; no obstant això, els sistemes sobre cobertes s’hi beneficien d’un procés de permisos més àgil i de terminis nuls per a l’adquisició de drets sobre el terreny.

Les projeccions del ROI han d’avaluar els incentius locals, el tipus de terreny i l’estructura de tarifes elèctriques; els sistemes a terra en emplaçaments òptims solen oferir taxes de rendiment internes del 12–15 %, superant en 3–5 punts percentuals les muntures especialitzades.

Verifiqueu la compatibilitat estructural i ambiental del sistema de muntatge solar

Avaluació del tipus i l’estat del sostre: integració amb perfil elevat, teula, pla i teules asfàltiques

Diferents tipus de cobertes requereixen solucions de muntatge específiques que mantinguin tant la resistència estructural com l’estanquitat allà on no hi hauria d’entrar aigua. Per a les cobertes metàl·liques amb costura vertical, els sistemes de fixació basats en grampols funcionen bé, ja que no perforen la superfície. Les cobertes de teules normalment necessiten gancs especials fixats a les bigues, que distribueixen la càrrega sobre diverses capes de teules. Les cobertes planes solen utilitzar sistemes de balast pesats, calculats per resistir vents forts segons normatives edilícies com l’ASCE 7-22. En el cas de les cobertes d’asfalt o teules bituminoses, els suports han d’integrar-se amb les xapes de protecció (flashing) i disposar de fixacions estanques per evitar que l’aigua penetri per darrere. Qualsevol persona que planegi una instal·lació hauria de verificar l’antiguitat de la coberta, l’estat dels materials i la seva vida útil restant. Les cobertes amb més de 10 a 15 anys solen necessitar una avaluació professional abans d’afegir-hi cap element addicional. Segons informes del sector, aproximadament dos terços dels problemes amb les instal·lacions solars sobre cobertes es deuen a una mala integració, cosa que acaba suposant un cost de manteniment anual un 40 % superior.

Càrrega de vent, càrrega de neu i resistència a la corrosió: selecció de materials (alumini respecte a l'acer galvanitzat) i requisits del terreny local

Les forces ambientals dicten la selecció de materials i els paràmetres de disseny. L'alumini ofereix una resistència a la corrosió superior en zones costaneres, amb una resistència a la boira salina de 30 anys segons les proves ASTM B117. L'acer galvanitzat proporciona una capacitat de càrrega estàtica més elevada, essencial en àrees propenses a la neu que requereixen classificacions de càrrega de neu de 60 psf. L'exposició al vent varia significativament segons el tipus de terreny:

Quan treballen en projectes d'edificació, els enginyers es basen en les normes ASCE 7-22 per fer aquests càlculs complicats de forces de succió, desplaçament estructural i càrregues de torsió. A continuació, ajusten la densitat necessària dels elements de suport i la profunditat a què han d’arribar les ancoratges segons aquests valors. Per als edificis situats en zones muntanyoses, cal prestar especial atenció a dissenyar estructures capaces de resistir ràfegues de vent sobtades, que generen una gran quantitat de parell torsor. En les zones de plana inundable, els equips de construcció solen optar per estructures d’acer elevades, fabricades amb material galvanitzat i recobertes amb revestiments especialment gruixuts per millorar la protecció contra la corrosió. Les avantatges de l’alumini es fan particularment evidents també en àrees sísmiques. Com que l’alumini pesa aproximadament un 35 % menys que l’acer, exerceix una càrrega significativament menor sobre l’estructura de suport durant els esdeveniments sísmics, cosa que fa que les estructures siguin més segures en conjunt.

Validar la factibilitat de la instal·lació i la integritat a llarg termini

Anàlisi de la capacitat de càrrega: separació de les correies, necessitats d’arrencades i mètodes d’acoblament sense perforació respecte a amb perforació

Una anàlisi exhaustiva de la capacitat de càrrega assegura un rendiment a llarg termini sota esforços ambientals. Comproveu que la separació entre correies coincideixi amb la disposició dels panells i les llums estructurals: intervals inferiors a 1,5 metres milloren la distribució de càrregues en zones amb forta acumulació de neu. Les necessitats d’arrencades s’intensifiquen en zones de vents forts; les arrencades en creu o les arrencades en genoll redueixen el desplaçament lateral durant esdeveniments extrems.

Quan es treballa amb materials per a cobertes antics o delicats, els sistemes no perforants funcionen bé, tot i que requereixen càlculs cuidadosos respecte al pes del ballast. Això inclou tenir en compte factors com la força amb què el vent podria aixecar els panells i què passa quan les temperatures canvien al llarg del temps. Els suports perforants solen oferir una millor protecció contra les forces d’arrancament, cosa que els converteix en l’opció preferida quan no hi ha espai per a pesos de ballast elevats. No obstant això, aquestes instal·lacions comporten els seus propis inconvenients durant el muntatge i necessitaran revisions periòdiques en el futur. Les zones costaneres presenten reptes especials també. Qualsevol persona que treballi en projectes a prop de l’aigua salada hauria de considerar, sense cap dubte, l’ús d’alumini resistent a la corrosió en lloc de l’acer galvanitzat estàndard. Els números ho mostren prou clarament: l’acer galvanitzat tendeix a perdre uns 15 per cent de la seva resistència després de només dues dècades d’exposició a l’aire salí. I no oblidem tampoc totes aquelles normatives: cada disseny ha de complir tant els requisits locals de construcció com les directrius ASCE 7 sobre càrregues de vent i neu.

Maximitzeu el valor del cicle de vida amb la garantia, l’estètica i la capacitat d’adaptació al futur

Alineació de la garantia entre l’equipament del sistema de muntatge solar i els mòduls FV

Ajustar el període de garantia dels suports per a panells solars al període estàndard de 25 anys de cobertura dels mòduls fotovoltaics té sentit des del punt de vista financer i permet estalviar diners a llarg termini. Quan aquestes garanties no coincideixen adequadament, els propietaris del sistema es poden trobar amb despeses inesperades si els components fallen abans del seu temps previst. Per exemple, els bastidors d’alumini solen durar molt més de 25 anys, fins i tot en entorns costaners severos on l’aire salat deteriora l’equipament. En canvi, les alternatives d’acer galvanitzat podrien necessitar atenció abans, i de vegades caldrà reparar-les o substituir-les a la meitat de la seva vida útil esperada. Els compradors avançats haurien de buscar empreses que ofereixin garanties completes recolzades per organismes independents d’assaig. Aquestes garanties haurien de cobrir no només el temps durant el qual l’estructura roman en peu, sinó també protegir contra la corrosió i la degradació, problemes que poden comprometre silenciosament el rendiment al llarg del temps.

Integració estètica i escalabilitat modular per a desplegaments escalonats de sistemes comercials de muntatge solar

Quan els panells solars s’integren en el seu entorn mitjançant dissenys de perfil baix i colors que coincideixen, les comunitats tendeixen a acceptar-los molt millor, especialment quan es muntin en llocs visibles per a la gent. Segons un estudi recent de SolarTech realitzat el 2023, gairebé dos terços (és a dir, el 68 %) de tots els projectes solars comercials van patir retards durant el procés de permisos perquè els veïns no aprovaven la seva aparença. La bona notícia és que les solucions de muntatge modulars permeten que les empreses comencin petit. Potser inicien amb una capacitat d’uns 100 kW abans d’expandir-se posteriorment fins a l’operació completa de 1 MW. El millor? No cal reconstruir completament les estructures de suport ni tornar a fer les obres de fonamentació a mesura que el sistema creix. Aquest tipus d’estratègia de creixement progressiu protegeix les inversions financeres al llarg del temps a mesura que canvien les necessitats energètiques, manté una coherència visual uniforme en totes les fases i estalvia diners des del principi, ja que les empreses no han d’assumir des del començament despeses massives.

FAQ

Quins són els principals tipus de sistemes de muntatge solar?

Els principals tipus de sistemes de muntatge solar són els muntats sobre sostre, els muntats a terra i els sistemes especialitzats, com ara les estructures per a aparcaments solars i els suports sobre pals.

Quins factors influeixen en la selecció d’un sistema de muntatge solar?

Els factors inclouen el cost, el rendiment energètic, l’escalabilitat, la rendibilitat de la inversió, la compatibilitat estructural i ambiental, així com les condicions específiques del lloc d’instal·lació.

Per què és important tenir en compte l’estat estructural d’un sostre abans d’instal·lar panells solars?

L’estat estructural d’un sostre és crucial perquè ha de ser capaç de suportar el pes addicional i les càrregues dels panells solars sense comprometre la integritat de l’edifici.

Com afecten els factors ambientals la selecció de materials per als sistemes de muntatge solar?

Els factors ambientals, com ara la càrrega de vent, la càrrega de neu i el risc de corrosió, determinen si materials com l’alumini o l’acer galvanitzat són més adequats per a una ubicació concreta.