Tetti solari che non puoi permetterti di ignorare:

Risposta rapida: Il solare su tetto è il segmento più importante nell'ambito del fotovoltaico integrato negli edifici, ed è quello che un produttore di moduli non può permettersi di ignorare. Il motivo è il volume: le installazioni su tetto consumano moduli in piccoli lotti su molti siti, un modello di domanda diverso dai progetti su scala utility che ordinano in gigawatt. Questa differenza cambia ciò che una linea di produzione di moduli deve offrire. Il lavoro su tetto favorisce moduli più leggeri, formati più piccoli che due installatori possono trasportare e telai che si montano su un'ampia gamma di strutture di copertura. Dà inoltre grande importanza a un aspetto uniforme, perché gli array su tetto sono visibili. Per un produttore che pianifica la capacità, il segmento su tetto è quello in cui la varietà di prodotto conta più della produttività unitaria, il che ha implicazioni su quanto debba essere flessibile il cambio di formato della linea.

Produzione di moduli fotovoltaici · di Jerry, Ooitech

Introduzione al prodotto

Nel fotovoltaico integrato negli edifici (BIPV), il solare su tetto si distingue come la forma applicativa più importante. I tetti godono di eccellenti condizioni di irraggiamento solare, non sono influenzati dall'orientamento dell'edificio, sono meno soggetti a ombreggiamento e possono assorbire completamente la radiazione solare. Questi vantaggi rendono il tetto la posizione privilegiata per catturare l'energia solare. Il fotovoltaico su tetto rientra generalmente in due categorie principali: fotovoltaico su tetto spiovente e sistemi servo fotovoltaico su tetto piano.

Parametri tecnici

Fotovoltaico su Tetto Spiovente

Montaggio Diretto su Tetti Spioventi: I moduli fotovoltaici sono tipicamente posati in piano seguendo la direzione della superficie del tetto inclinato. Viene lasciato uno spazio tra i moduli e il tetto per consentire il passaggio dei cavi e la ventilazione per la dissipazione del calore, come mostrato sopra.

Per nuovi tetti spioventi in cemento o tetti spioventi in cemento tipo villa (coperti con tegole), di solito è possibile pre-inserire i bulloni durante la fase di progettazione e gestire l'impermeabilizzazione del tetto con la pratica convenzionale. Quando si installa la base del modulo, lo strato impermeabile deve essere esteso sopra la base e le parti metalliche incorporate, con trattamento di sigillatura attorno ai bulloni di ancoraggio. Dove lo strato impermeabile viene perforato, è necessario utilizzare sigillante impermeabile per riempire lo spazio e bloccare qualsiasi percorso di infiltrazione dell'acqua piovana. Uno strato impermeabile aggiuntivo deve essere aggiunto anche sotto la base, così che anche se si verifica una perdita nella parte superiore della base, l'acqua piovana non raggiungerà lo strato strutturale.

Per tetti in acciaio colorato di grandi dimensioni di fabbriche e magazzini, la pendenza è generalmente dal 5% al 10%. I moduli possono essere posati parallelamente alla pendenza del tetto o disposti con un certo angolo di inclinazione. I supporti superiori si collegano alla struttura portante del tetto tramite vari connettori e fissaggi. Diverse strutture di pannelli in acciaio colorato richiedono diversi morsetti di supporto: migliore è la corrispondenza tra il morsetto e la tegola in acciaio colorato, maggiore è l'affidabilità del sistema di montaggio.

Per progetti di retrofit che aggiungono fotovoltaico a tetti esistenti in acciaio colorato, il metodo di fissaggio deve essere scelto in base alla struttura del pannello di copertura — si utilizzano morsetti adatti, connessioni bullonate o incollaggio con adesivi chimici per montare i supporti fotovoltaici sul pannello di copertura. Particolare attenzione deve essere prestata al rinforzo dell'impermeabilizzazione del tetto dopo l'aggiunta dell'impianto fotovoltaico, specialmente per i connettori che penetrano il pannello di copertura. Si possono applicare guarnizioni impermeabili o altri adesivi strutturali sigillanti per garantire le prestazioni di impermeabilità. Inoltre, il carico strutturale della struttura in acciaio originale del tetto, delle capriate, degli arcarecci e dei pannelli di copertura deve essere ricontrollato tramite analisi delle sollecitazioni sugli elementi portanti per garantire la sicurezza strutturale.

Costruzione e installazione di tegole solari: Per i nuovi tetti inclinati in cemento o i tetti inclinati in cemento tipo villa (coperti con tegole), oltre al comune tipo a montaggio diretto, molti progetti adottano la forma di tegole solari. Un tetto con tegole è un tipo di tetto inclinato la cui forma distintiva richiede un alto standard di aspetto dei moduli. Le tegole solari sono quindi spesso utilizzate per integrarsi con il tetto dell'edificio, come mostrato sopra.

Le tegole solari preservano lo stile architettonico complessivo, forniscono energia all'edificio e riducono allo stesso tempo la temperatura interna. Le tegole solari devono corrispondere alle dimensioni modulari delle tegole ordinarie e non devono interferire con la normale funzione di drenaggio del tetto. La costruzione delle tegole solari è mostrata sopra.

Fotovoltaico su tetto piano

Posizionamento diretto: Per i tetti piani in cemento più comuni degli edifici, si adotta un array fotovoltaico a inclinazione fissa, utilizzando supporti in acciaio fissati su basamenti in cemento sul tetto. I supporti dei moduli sono disposti con supporti trasversali lungo la direzione della lunghezza dell'unità strutturale. Si utilizzano connessioni bullonate tra i supporti e le fondazioni, tra gli elementi dei supporti e tra i supporti e gli arcarecci.

Questo metodo di montaggio comporta un carico strutturale relativamente piccolo, è facile da installare, generalmente non influisce sulla sicurezza della struttura del tetto dell'edificio, non danneggia il sistema di impermeabilizzazione originale del tetto e ha un costo economico relativamente basso. Per i nuovi edifici, i basamenti in cemento possono essere riservati durante la fase di progettazione secondo le dimensioni specifiche di installazione dei supporti, rendendo l'installazione conveniente. L'angolo di inclinazione dei supporti dei moduli può essere calcolato utilizzando software solare fotovoltaico pertinente in base alla latitudine locale e alla disposizione del tetto, selezionando l'angolo ottimale di esposizione solare e di inclinazione.

Quando i moduli sono posizionati inclinati, è necessario considerare la spaziatura tra le file dell'array fotovoltaico per evitare che la fila anteriore faccia ombra a quella posteriore. La scelta dell'angolo di inclinazione e della spaziatura tra le file deve essere coordinata con le dimensioni specifiche dello spazio disponibile sul tetto. A condizione di soddisfare le condizioni di luce solare, è necessario selezionare l'inclinazione e la configurazione ottimali valutando tutti i fattori, al fine di aumentare la capacità installata per area di tetto e migliorare l'efficienza di generazione di energia. Sulla base dell'esperienza di progettazione passata, i sistemi fotovoltaici installati in questo modo hanno una capacità installata di circa 120–160 Wp/m² per unità di area, e si consiglia di stimare a 150 Wp/m² durante la progettazione dello schema.

I tetti degli edifici ospitano molte strutture elettromeccaniche come torri di raffreddamento, ventilatori di ventilazione e antincendio, apparecchiature di approvvigionamento idrico e drenaggio, e tubazioni, oltre a vani scala, sale macchine per ascensori e serbatoi antincendio sul tetto che si innalzano sopra il tetto. Tutti questi influenzano significativamente il posizionamento degli array fotovoltaici. L'area disponibile e continua del tetto per i moduli può essere piccola o frammentata, il che è sfavorevole per la disposizione del sistema e la combinazione dei cavi. La comunicazione e il coordinamento con le discipline architettoniche e delle varie strutture elettromeccaniche devono essere effettuati nelle prime fasi della progettazione per garantire una migliore area di installazione e condizioni.

Installazione Elevata: Per utilizzare efficacemente lo spazio e superare gli svantaggi del montaggio diretto sul tetto, si può utilizzare una disposizione elevata. Una struttura a baldacchino in acciaio viene aggiunta in posizione elevata sul tetto per sostenere i moduli fotovoltaici senza influenzare la disposizione e l'uso delle apparecchiature sul tetto. I supporti dei moduli sono imbullonati alle travi secondarie della struttura a baldacchino in acciaio, adottando un'inclinazione orizzontale complessiva in cui i moduli sono posizionati piatti sulla struttura in acciaio del baldacchino, come mostrato sopra.

Questo metodo massimizza l'uso dell'area del tetto ed evita interferenze con la disposizione delle apparecchiature sul tetto, ma è necessario considerare diversi problemi. Primo, la sicurezza. Poiché il baldacchino in acciaio supera l'altezza del parapetto, condizioni meteorologiche estreme (come forti tifoni) possono sollevare i moduli e farli cadere, rappresentando un pericolo sottostante. L'angolo di inclinazione di installazione non dovrebbe quindi essere troppo grande, e la resistenza di connessione dei connettori di montaggio deve essere ricontrollata. In secondo luogo, l'impatto della pensilina in acciaio sull'altezza dell'edificio e sul rapporto di superficie lorda. Sebbene la pensilina sia aperta su tutti i lati, i proprietari potrebbero in seguito chiuderla per utilizzarla, quindi è necessario confermare con le autorità locali di costruzione e pianificazione se la struttura può essere esentata dal calcolo dell'altezza e del rapporto di superficie lorda. Terzo, se le apparecchiature elettromeccaniche sul tetto come torri di raffreddamento, ventilatori di scarico e tubi di ventilazione possono essere coperte dall'alto, deve essere negoziato e confermato con le discipline pertinenti.

Per gli edifici di nuova costruzione con tetto in acciaio colorato, è possibile selezionare un pannello fotovoltaico integrato per il tetto, posando i moduli su tutta la superficie — senza staffe, installazione rapida, calpestabile e senza necessità di riservare canali di manutenzione o pulizia. Rispetto all'aggiunta di moduli ordinari su pannelli metallici tradizionali, questa soluzione integrata offre prestazioni migliori in termini di resistenza al vento, impermeabilizzazione, protezione antincendio e pieno utilizzo dell'area disponibile del tetto, come mostrato sopra.

Vantaggi Tecnici

• I tetti offrono un'esposizione solare superiore, libertà dai vincoli di orientamento e un'ombreggiatura minima

• Molteplici strategie di montaggio si adattano a tetti in cemento, acciaio colorato, tegole e tetti integrati

• Le tegole solari preservano l'estetica architettonica abbassando la temperatura interna

• Impermeabilizzazione rinforzata e ricontrollo strutturale garantiscono la sicurezza a lungo termine del tetto

• Angolo di inclinazione e distanza tra le file ottimizzati massimizzano la capacità installata e l'efficienza di generazione

• I pannelli fotovoltaici integrati per tetti offrono tetti senza staffe, calpestabili e resistenti alle intemperie

Applicazione del prodotto

Le soluzioni fotovoltaiche per tetti si applicano a un'ampia gamma di tipi di edifici: ville residenziali con tetti in cemento inclinati o in tegole, fabbriche industriali e magazzini con grandi tetti in acciaio colorato, strutture esistenti sottoposte a retrofit fotovoltaico ed edifici commerciali con tetti piani in cemento affollati di apparecchiature elettromeccaniche. Sia tramite montaggio diretto, tegole solari, array a inclinazione fissa, strutture a pensilina elevata o pannelli fotovoltaici completamente integrati, ogni approccio può essere adattato alle condizioni del sito per bilanciare resa energetica, impermeabilizzazione, sicurezza strutturale e aspetto architettonico.

Il Punto di Vista di Ooitech

Come fornitore globale di linee di produzione di pannelli solari, Ooitech ritiene che la diversità degli scenari di tetto qui descritti — dalle ville con tegole alle pensiline industriali elevate — sia esattamente il motivo per cui la qualità dei moduli e la coerenza dimensionale contano così tanto alla fonte. Le tegole solari devono corrispondere alla modularità delle tegole, e gli impianti elevati devono resistere a carichi da tifone, quindi le fasi di intelaiatura, laminazione e test EL nella produzione dei moduli determinano direttamente se questi tetti rimangono impermeabili e sicuri per decenni. Per gli ingegneri che vogliono vedere come vengono realmente costruiti i moduli affidabili, seguire il canale YouTube di Ooitech all'indirizzo www.youtube.com/ooitech offre uno sguardo più ravvicinato alla linea di produzione dietro ogni installazione affidabile sul tetto.