Cuando diseñamos un sistema de montaje solar, la disposición de los paneles solares generalmente se decide antes de lo que muchos compradores esperan. La razón es sencilla: la estructura de montaje debe seguir la disposición de los módulos.
Cambiar el diseño del panel puede cambiar la dirección del riel, las posiciones de soporte, las ubicaciones de las abrazaderas, el espacio entre filas, los puntos de montaje e incluso la cantidad de componentes estructurales necesarios.
Por este motivo, un sistema de montaje no debe diseñarse únicamente a partir de la cantidad de módulos. Necesitamos saber cómo se dispondrán realmente esos módulos en el techo o en el suelo.
Vertical u horizontal cambia la estructura de montaje
La primera decisión de diseño suele ser si los paneles solares se instalarán en orientación vertical u horizontal.
En la instalación vertical, el lado largo del módulo generalmente es vertical. En la instalación paisajística, el lado largo se vuelve horizontal.
Este simple cambio afecta dónde deben pasar los rieles de montaje solar y dónde se pueden colocar las abrazaderas del módulo.
Por ejemplo, un techo puede tener suficiente espacio para 20 módulos en cualquier orientación, pero la disposición de rieles requerida puede ser completamente diferente. Los soportes estructurales deben estar alineados con el marco del módulo y las zonas de sujeción aprobadas.
Esto es particularmente importante para los módulos sin marco porque su método de montaje puede diferir del de los paneles con marco convencionales.
Por lo tanto, una estructura de montaje de paneles solares debe diseñarse teniendo en cuenta las dimensiones reales del módulo y los requisitos de montaje, en lugar de asumir que cada módulo fotovoltaico puede utilizar la misma disposición de rieles.
Las dimensiones del módulo determinan la posición del riel
Los paneles solares no son todos del mismo tamaño.
Los módulos de gran-formato pueden ser considerablemente más largos y anchos que los módulos más antiguos de 60-celdas. Los módulos de medio-corte y los módulos más nuevos de alta potencia también pueden tener diferentes dimensiones y configuraciones de marco.
Cuando cambia el tamaño del módulo, el sistema de montaje puede necesitar diferentes posiciones de soporte.
Para el diseño de un sistema de montaje solar, normalmente verificamos la hoja de datos del módulo para ver:
Largo y ancho del módulo
Grosor del módulo
Peso del módulo
Altura del marco
Zonas de sujeción aprobadas
Posiciones de los orificios de montaje, si corresponde
Requisitos de instalación vertical u horizontal
A continuación, el carril se posiciona según la geometría real del módulo.
Esta es una de las razones por las que un proveedor de montaje debe recibir la hoja de datos exacta del módulo antes de finalizar la estructura. Decir "módulo de 72 celdas" no suele ser suficiente para un diseño detallado.
El diseño del panel determina la longitud y cantidad del riel
El número de módulos es sólo una parte del cálculo.
Supongamos que una fila contiene diez módulos. La longitud requerida del riel depende del ancho del módulo, la distancia entre abrazaderas, los espacios térmicos, el saliente del riel y la disposición estructural real.
Si los mismos diez módulos se dividen en dos filas de cinco, la configuración del carril vuelve a cambiar.
Por lo tanto, la longitud del riel de montaje solar debe calcularse a partir del diseño final del panel en lugar de estimarse a partir del recuento total de módulos.
El mismo principio se aplica a los conectores de carril, soportes, abrazaderas y otros componentes de montaje.
Un diseño que parece eficiente desde la perspectiva del recuento de paneles-puede no ser la estructura de montaje más eficiente una vez que se calcula el sistema completo.
El espacio entre hileras afecta la estructura y el área disponible del techo
En tejados planos y sistemas{0}}montados en el suelo, el espacio entre hileras adquiere especial importancia.
Las filas no pueden simplemente colocarse lo más juntas posible. El diseñador debe considerar el sombreado entre las filas, el ángulo de inclinación del módulo, el acceso para mantenimiento, los obstáculos del techo y el área de instalación disponible.
Aumentar el ángulo de inclinación puede requerir un mayor espacio entre filas para reducir el sombreado entre-filas.
Al mismo tiempo, un mayor espaciado significa que pueden caber menos módulos dentro de un área fija.
Esto crea un equilibrio práctico entre la disposición de los paneles solares, los requisitos de producción de energía y la eficiencia del sistema de montaje.
Para un techo plano comercial, por ejemplo, el área teórica del techo puede ser mucho mayor que el área fotovoltaica utilizable real debido a las rutas de drenaje, el equipo HVAC, el acceso contra incendios, los bordes del techo y los caminos de mantenimiento.
Los obstáculos del techo pueden cambiar todo el diseño
Un buen diseño de paneles solares rara vez es solo un rectángulo lleno de módulos.
Los techos comerciales e industriales reales suelen contener:
unidades de climatización
claraboyas
Extractores de aire
Desagües de techo
Puertas de acceso
Equipos de ventilación
Pasarelas de mantenimiento existentes
Zonas del borde del tejado
Estos obstáculos pueden interrumpir las filas de módulos y crear secciones irregulares.
La estructura de montaje debe entonces adaptarse a esos huecos.
Aquí es donde un sistema de montaje solar en tejado necesita más que una configuración de fila estándar. Las longitudes de los rieles pueden cambiar, es posible que se requieran soportes adicionales y es posible que sea necesario dejar algunas áreas completamente despejadas.
En los tejados industriales, este problema puede ser aún más importante porque es posible que los equipos necesiten acceso regular durante el funcionamiento de la fábrica.
El diseño afecta la carga de viento
La disposición de los paneles también influye en cómo actúa el viento sobre la estructura de montaje.
El viento no afecta por igual a todas las posiciones de un panel solar. Los bordes y esquinas del tejado pueden sufrir diferentes condiciones de viento que la zona central, mientras que la altura y la inclinación de los módulos también influyen en las fuerzas que actúan sobre la estructura.
Por lo tanto, una matriz densa, una matriz separada y una matriz colocada cerca del borde del techo pueden producir requisitos estructurales diferentes.
Esta es la razón por la que la carga de viento del sistema de montaje solar debe compararse con el diseño real del módulo.
Para los sistemas-montados en el suelo, se aplica el mismo principio. La orientación de las filas, la inclinación de los paneles, la altura del conjunto y el espaciado pueden afectar el diseño estructural y los requisitos de los cimientos.
La posición de la abrazadera no se puede ignorar
La disposición del panel también determina dónde se unen los módulos con los rieles de montaje.
Esto es importante porque los módulos solares normalmente tienen zonas de sujeción especificadas. Las abrazaderas deben colocarse dentro del rango aprobado por el fabricante.
Si se cambia la disposición del riel sin verificar la hoja de datos del módulo, el instalador puede encontrar que la posición prevista de la abrazadera no coincide con la zona de montaje permitida.
Por lo tanto, para un sistema de montaje de paneles solares, la secuencia correcta es:
dimensiones del módulo → orientación del panel → posición del riel → posición de la abrazadera → ubicación del soporte
No al revés.
Esto resulta especialmente importante cuando el proyecto utiliza varios tipos de módulos o cuando una estructura de montaje existente se adapta a una nueva generación de paneles más grandes.
El diseño del panel afecta la cantidad de soportes de montaje
Los puntos de apoyo debajo de los carriles deben soportar el peso de los módulos y resistir las cargas ambientales.
Si una fila se vuelve más larga, es posible que sea necesario cambiar el tramo del riel y la disposición de soporte.
Si se reorganizan los módulos, las posiciones de los soportes y abrazaderas también pueden cambiar.
Por esta razón, el diseño de la estructura de montaje solar debe verificarse después de establecer el diseño final.
El objetivo no es simplemente utilizar el número mínimo de corchetes. El espaciado excesivo puede aumentar la deflexión del riel o las cargas de conexión, mientras que los soportes innecesarios aumentan el material y el trabajo de instalación.
El espaciado correcto depende de la sección del riel, la configuración del módulo, las cargas de diseño y las condiciones del techo o del suelo.
El diseño es diferente para los sistemas montados en el tejado, en el garaje y en el suelo-
La misma orientación del panel no necesariamente produce el mismo diseño de montaje en diferentes aplicaciones.
Para un sistema de montaje solar en techo, los límites del techo y el equipo existente a menudo controlan el diseño.
Para una cochera solar, las columnas estructurales y las dimensiones del estacionamiento-pueden convertirse en las principales limitaciones. La disposición del módulo debe funcionar con el marco del garaje en lugar de simplemente llenar el área del techo disponible.
Para un sistema solar-montado en el suelo, el terreno, la posición de los cimientos, el espacio entre hileras, las vías de acceso y los requisitos de mantenimiento se vuelven mucho más importantes.
Por este motivo, la frase "instalación vertical" o "instalación paisajística" no es suficiente para definir una solución de montaje. Las condiciones del entorno del proyecto son igualmente importantes.
¿Qué deben proporcionar los compradores antes de montar el diseño?
Para un diseño de estructura de montaje preciso, los compradores normalmente deben proporcionar más paneles solares de los requeridos.
La información útil incluye:
Ficha técnica del módulo solar
Dimensiones y peso del módulo.
Orientación vertical u horizontal preferida
Disposición del techo o del suelo
Área de instalación disponible
Obstáculos del techo
Rutas de acceso requeridas
Ubicación del proyecto
Condiciones de viento y nieve.
Información estructural del techo
Ángulo de inclinación deseado
Luego, un fabricante de sistemas de montaje solar puede determinar los rieles, abrazaderas, soportes, conectores y espaciado de soporte adecuados según el diseño real del proyecto.
Un buen diseño hace que el sistema de montaje sea más fácil de construir
El diseño del panel solar no es simplemente un dibujo arquitectónico colocado antes del diseño de montaje. Es una de las entradas que define la propia estructura de montaje.
Cambie la orientación del módulo y la dirección del riel puede cambiar.
Cambie la longitud de la fila y los tramos y soportes de los rieles pueden cambiar.
Cambie el espaciado y el área utilizable del techo y las cargas estructurales pueden cambiar.
Acerque el conjunto al borde del techo y las condiciones de carga de viento-pueden cambiar.
Es por eso que el diseño experimentado de montaje solar comienza con el módulo real y el área de instalación real, no con un kit de montaje genérico.
Una vez que se fija la disposición del panel, se puede diseñar la estructura de montaje a su alrededor-lo que hace que el sistema final sea más fácil de fabricar, instalar y mantener.
