Integración solar en la azotea: las cargas, el montaje y las reglas de diseño que deciden el diseño

Publicado por Equipo Editorial de OSD, ingenieros de fábrica con 15 años de experiencia en producción y servicio de campo en Más populares, Noticias de la industria

Un sistema fotovoltaico en la azotea es un proyecto estructural con un alcance eléctrico adjunto. Los paneles son la parte más barata de hacerlo bien. La parte costosa es descubrir, después de la instalación, que el techo no puede soportar la elevación, o que el montaje era incompatible con la membrana.

Carga muerta y viento: los dos números que cierran el proyecto

Un conjunto fotovoltaico cristalino enmarcado agrega aproximadamente 12 - 20 kg/m ² de carga muerta, módulo más estanterías. La mayoría de los techos toleran eso sin drama. El viento es el número que realmente compuerta los proyectos. Un conjunto de techo plano es una vela: Las fuerzas de elevación y deslizamiento se escalan con la velocidad del viento y la altura del edificio, y alcanzan su punto máximo en las esquinas y bordes del techo. Es por eso que los sistemas de lastre en edificios altos necesitan revisión de ingeniería, Ejecute una primera pasada con nuestra calculadora de carga de viento, luego haga que el ingeniero estructural firme el programa de carga antes de que comience la fabricación.

Los techos inclinados tienen la misma física con diferentes detalles. La matriz se encuentra por encima del plano del techo, atrapa el viento directamente y transfiere la carga a través de los puntos de montaje en vigas o cerchas. La distribución de la carga a través de las cerchas importa más que el peso total, por lo que el espaciado de los accesorios es una decisión estructural, no una carpintería. como peso añadido y como masa deslizante cuando se suelta.

Montaje: pitched versus plano

Techos inclinados. Los sistemas basados en rieles dominan porque establecen la inclinación de la fila al paso del techo y las vigas de la envergadura de manera predecible; los sistemas sin rieles ahorran altura y material en diseños simples. El destellamiento hermético en cada penetración no es opcional, y los productos de destellamiento integrados superan a los sellos fabricados en el sitio. El montaje personalizado por material de techo es rutinario, y la especificación de accesorio sigue el material: Los techos de teja, metal y tejas toman diferentes sujetadores y diferentes rutas de carga.

Techos planos. Los bastidores con lastrado evitan las penetraciones por completo, lo que protege la membrana y acelera la eliminación cuando se vuelve a cubrir el techo. La compensación es el peso y el rendimiento del viento, por lo que los diseños con lastrado están más espaciados y, a menudo, asegurados mecánicamente en el perímetro. Los mecanismos de inclinación ajustables recuperan parte del ángulo que un techo plano regala. La compatibilidad de la membrana es una restricción real: Algunos pies de bastidor y almohadillas de protección son incompatibles con ciertas membranas, y la garantía del techo puede exigir una capa de protección específica.

Layout: lo que va a dónde

Obstáculos primero. Ventilaciones, chimeneas, unidades de HVAC y drenajes mapean las zonas prohibidas antes de que lo haga la matriz. Sombrear un parapeto o una chimenea es una decisión a nivel de fila, no a nivel de panel, y es más barato resolverlo en el dibujo.
Acceso al fuego. Mantenga los caminos y los retrocesos que requiere el código de incendios. no son negociables, y comen área, así que planee filas alrededor de ellos.
Los sistemas que no se pueden limpiar pierden del orden del 5 - 15% de la producción en climas polvorientos, y la persona en el techo es parte del diseño.
Selección de paneles. Donde el área es estrecha, los módulos de alta eficiencia compran kW por m ². Donde la estructura es el límite, los módulos ligeros y los bastidores de bajo perfil reducen tanto la carga muerta como la elevación. Las clasificaciones de resistencia al viento en el módulo y el bastidor son un par emparejado; especifíquelos juntos.

Almacenamiento y el alcance eléctrico

El almacenamiento de la batería cambia la economía del techo solo cuando hay una razón: asignación de energía de respaldo, arbitraje de tiempo de uso o autoconsumo. Tamaño de la batería de las cargas que realmente desea atravesar, no del tamaño de la matriz, y colóquela donde la temperatura se mantenga moderada, porque la vida útil de la batería es una historia de temperatura. La colocación del inversor necesita ventilación y sombra. Los inversores de cadena se adaptan a las matrices sin sombra; Los microinversores o optimizadores de potencia ganan su costo donde el sombreado o las orientaciones mixtas arrastrarían toda una cadena hacia abajo. Los límites de conexión y exportación de red provienen de la empresa de servicios públicos, y el papeleo de interconexión suele ser el elemento más lento en el cronograma, así que comience primero. La administración de cables no es cosmética: las carreras necesitan soporte, protección UV y espacio para el movimiento térmico.

Protección y monitoreo del clima

Resistente al agua cada penetración, acomode la expansión térmica en los tramos de cable, porque los techos pasan por amplios rangos de temperatura, y gestiona el desprendimiento de hielo y nieve para que un tobogán no se lleve la matriz con él. Integre la protección contra rayos donde los códigos locales lo requieran. En el lado de la supervisión, el seguimiento de la producción en tiempo real y los datos a nivel de panel convierten "el sistema parece bajo" en un hallazgo específico, El análisis correlacionado con el clima separa una falla de un mes nublado.

Cuando la energía solar en la azotea es la herramienta equivocada

Diga no al techo cuando la estructura no se puede verificar para la carga, cuando el sombreado elimina un tercio de la salida, cuando el techo necesita volver a techar dentro de unos años, porque debe volver a techar primero y montar después, o cuando el patrón de consumo deja la mayor parte de la generación exportada a un ritmo pobre.

Alcance: esta página cubre la fotovoltaica montada en edificios y su integración estructural. No cubre los productos BIPV (fotovoltaica integrada en edificios), la energía solar térmica o los sistemas de iluminación de CC fuera de la red. Las calculadoras de viento y carga anteriores son para la detección de primer paso; el programa de carga firmado proviene de su ingeniero estructural. Para el extremo fuera de la red de la misma fábrica, nuestras farolas solares todo en uno llevan los paneles, batería y control de carga MPPT en una unidad.