Telhados Solares que Você Não Pode Ignorar:

Resposta rápida: A energia solar em telhados é o segmento mais importante dentro da fotovoltaica integrada em edifícios, e é aquele que um fabricante de módulos não pode ignorar. A razão é o volume: as instalações em telhados consomem módulos em pequenos lotes em muitos locais, o que é um padrão de procura diferente dos projetos de escala de serviços públicos que encomendam em gigawatts. Essa diferença altera o que uma linha de módulos precisa de oferecer. O trabalho em telhados favorece módulos mais leves, formatos menores que dois instaladores conseguem transportar, e molduras que se montam numa ampla variedade de estruturas de telhado. Também dá prioridade a uma aparência consistente, porque os conjuntos em telhados são visíveis. Para um fabricante a planear capacidade, o segmento de telhados é aquele em que a variedade de produtos importa mais do que o débito unitário, o que tem implicações na flexibilidade necessária para a mudança de formato da linha.

Fabricação de Módulos Fotovoltaicos · por Jerry, Ooitech

Introdução do Produto

Dentro da fotovoltaica integrada em edifícios (BIPV), o solar em telhado destaca-se como a forma de aplicação mais importante. Os telhados beneficiam de excelentes condições de luz solar, não são afetados pela orientação do edifício, são menos propensos ao sombreamento e podem absorver plenamente a radiação solar. Estas vantagens fazem do telhado o principal espaço para captar energia solar. O PV em telhado geralmente divide-se em duas categorias principais: PV em telhado inclinado e PV em telhado plano.

Parâmetros Técnicos

PV em Telhado Inclinado

Montagem Direta em Telhados Inclinados: Os módulos PV são normalmente colocados planos seguindo a direção da superfície inclinada do telhado. É deixada uma folga entre os módulos e o telhado para permitir a passagem de cabos e ventilação para dissipação de calor, como mostrado acima.

Para novos telhados inclinados de betão ou telhados inclinados de betão tipo villa (cobertos com telhas), os parafusos podem geralmente ser pré-embutidos durante a fase de projeto, e a impermeabilização do telhado tratada através da prática convencional. Ao instalar a base do módulo, a camada impermeabilizante deve ser estendida sobre a base e as peças metálicas embutidas, com tratamento de vedação em torno dos parafusos de ancoragem. Onde a camada impermeabilizante é penetrada, deve ser usado vedante impermeabilizante para preencher a folga e bloquear qualquer caminho para infiltração de água da chuva. Uma camada impermeabilizante adicional também deve ser adicionada sob a base, para que mesmo que ocorra fuga no topo da base, a água da chuva não atinja a camada estrutural.

Para telhados de chapa de aço colorido de grande área de fábricas e armazéns, a inclinação é geralmente de 5% a 10%. Os módulos podem ser colocados paralelamente à inclinação do telhado, ou dispostos num determinado ângulo de inclinação. Os suportes superiores ligam-se à estrutura de suporte de carga do telhado através de vários conectores e fixadores. Diferentes estruturas de painéis de aço colorido requerem diferentes grampos de suporte — quanto melhor o grampo se adequar à telha de aço colorido, maior a fiabilidade do sistema de montagem.

Para projetos de retrofit que adicionam PV a telhados de chapa de aço colorido existentes, o método de fixação deve ser escolhido de acordo com a estrutura do painel do telhado — ligações adequadas com grampos, ligações com parafusos perfurados ou colagem com adesivo químico são usadas para montar os suportes PV no painel do telhado. Deve ser dada especial atenção ao reforço da impermeabilização do telhado após a adição do equipamento PV, especialmente para conectores que penetram no painel do telhado. Juntas impermeáveis ou outros adesivos estruturais de vedação podem ser aplicados para garantir o desempenho de impermeabilização. Além disso, a carga estrutural da estrutura de aço original do telhado, treliças, terças e painéis do telhado deve ser reverificada através de análise de tensões nos elementos de suporte de carga para garantir a segurança estrutural.

Construção e Instalação de Telhas Solares: Para novos telhados inclinados de betão ou telhados inclinados de betão tipo villa (cobertos com telhas), além do tipo comum de montagem direta, muitos projetos adotam a forma de telhas solares. Um telhado de telhas é um tipo de telhado inclinado cuja forma distintiva exige um elevado padrão de aparência dos módulos. As telhas solares são, portanto, frequentemente usadas para se integrarem com o telhado do edifício, como mostrado acima.

As telhas solares preservam o estilo arquitetónico geral, fornecem energia ao edifício e reduzem a temperatura interior ao mesmo tempo. As telhas solares devem corresponder às dimensões modulares das telhas comuns do telhado e não devem interferir com a função normal de drenagem do telhado. A construção das telhas solares é mostrada acima.

PV em Telhado Plano

Colocação Direta: Para os telhados planos de betão mais comuns dos edifícios, é adotado um painel PV de inclinação fixa, usando suportes de aço fixados em pilares de betão no telhado. Os suportes dos módulos são dispostos com apoios transversais ao longo da direção do comprimento da unidade estrutural. São usadas ligações aparafusadas entre os suportes e as fundações, entre os elementos dos suportes e entre os suportes e as terças.

Este método de montagem suporta uma carga estrutural relativamente pequena, é fácil de instalar, geralmente não afeta a segurança da estrutura do telhado do edifício, não danifica o sistema de impermeabilização original do telhado e tem um custo económico relativamente baixo. Para edifícios novos, os pilares de betão podem ser reservados durante a fase de projeto de acordo com as dimensões específicas de instalação dos suportes, tornando a instalação conveniente. O ângulo de inclinação dos suportes dos módulos pode ser calculado usando software relevante de PV solar com base na latitude local e na disposição do telhado, selecionando a orientação solar e o ângulo de inclinação ideais.

Quando os módulos são colocados com inclinação, o espaçamento entre filas do painel PV deve ser considerado para evitar que a fila da frente sombreie a fila de trás. A escolha do ângulo de inclinação e do espaçamento entre filas deve ser coordenada com as dimensões específicas do espaço disponível no telhado. Na premissa de satisfazer as condições de luz solar, a inclinação e a configuração ideais devem ser selecionadas ponderando todos os fatores, de modo a aumentar a capacidade instalada por área de telhado e melhorar a eficiência de geração de energia. Com base na experiência de projeto anterior, os sistemas PV instalados desta forma têm uma capacidade instalada de cerca de 120–160 Wp/m² por unidade de área, e recomenda-se estimar em 150 Wp/m² durante o projeto do esquema.

Os telhados dos edifícios albergam muitas instalações eletromecânicas, como torres de arrefecimento, ventiladores de ventilação e combate a incêndios, equipamentos de abastecimento e drenagem de água e tubagens, bem como caixas de escada, salas de máquinas de elevadores e tanques de água de incêndio no telhado que se elevam acima da cobertura. Todos estes afetam significativamente a colocação dos painéis PV. A área de telhado disponível e contínua para os módulos pode ser pequena ou dispersa, o que é desfavorável para a disposição do sistema e a combinação de cabos. A comunicação e coordenação com as disciplinas de arquitetura e várias disciplinas eletromecânicas deve ser realizada precocemente na fase de projeto para garantir melhor área e condições de instalação.

Instalação Elevada: Para fazer uso eficaz do espaço e superar as desvantagens da montagem direta no telhado, pode ser utilizada uma disposição elevada. Uma estrutura de dossel de aço é adicionada numa posição elevada no telhado para suportar os módulos fotovoltaicos sem afetar a disposição e a utilização dos equipamentos do telhado. Os suportes dos módulos são aparafusados às terças da estrutura do dossel de aço, adotando uma inclinação horizontal global em que os módulos são assentados planos sobre a estrutura de aço do dossel, como mostrado acima.

Este método maximiza o uso da área do telhado e evita a interferência da disposição dos equipamentos do telhado, mas várias questões precisam ser consideradas. Primeiro, a segurança. Uma vez que o dossel de aço excede a altura da platibanda, condições meteorológicas extremas (como tufões fortes) podem levantar os módulos e fazê-los cair, representando perigo abaixo. O ângulo de inclinação da instalação não deve, portanto, ser demasiado grande, e a resistência da ligação dos conectores de montagem deve ser reverificada. Segundo, o impacto do dossel de aço na altura do edifício e no índice de área de piso. Embora o dossel seja aberto em todos os lados, os proprietários podem posteriormente fechá-lo para utilização, pelo que é necessário confirmar com as autoridades locais de construção e planeamento se a estrutura pode ser isenta de cálculos de altura e de índice de área de piso. Terceiro, se os equipamentos eletromecânicos do telhado como torres de arrefecimento, ventiladores de extração e tubos de ventilação podem ser cobertos por cima deve ser negociado e confirmado com as disciplinas relevantes.

Para edifícios novos com telhado de chapa de aço colorido, pode ser selecionado um painel de cobertura fotovoltaica integrado para assentar módulos em todo o telhado — sem suportes, de instalação rápida, transitável e sem necessidade de canais reservados de manutenção ou limpeza. Em comparação com a adição de módulos comuns sobre painéis metálicos tradicionais de telhado, esta solução integrada tem melhor desempenho em resistência ao vento, impermeabilização, proteção contra incêndio e aproveitamento total da área disponível do telhado, como mostrado acima.

Vantagens Técnicas

• Os telhados oferecem exposição solar superior, liberdade de restrições de orientação e sombreamento mínimo

• Múltiplas estratégias de montagem adaptam-se a tipos de telhado de betão, chapa de aço colorido, telha e integrado

• As telhas solares preservam a estética arquitetónica enquanto reduzem a temperatura interior

• Impermeabilização reforçada e reverificação estrutural garantem a segurança do telhado a longo prazo

• Ângulo de inclinação e espaçamento entre filas otimizados maximizam a capacidade instalada e a eficiência de geração

• Painéis de cobertura fotovoltaica integrados proporcionam telhados sem suportes, transitáveis e resistentes às intempéries

Aplicação do Produto

As soluções fotovoltaicas de telhado aplicam-se a uma ampla variedade de tipos de edifícios: vivendas residenciais com telhados inclinados de betão ou telha, fábricas e armazéns industriais com grandes telhados de chapa de aço colorido, estruturas existentes em processo de retrofit fotovoltaico e edifícios comerciais com telhados planos de betão repletos de equipamentos eletromecânicos. Quer através de montagem direta, telhas solares, conjuntos de inclinação fixa, estruturas de dossel elevadas ou painéis de cobertura fotovoltaica totalmente integrados, cada abordagem pode ser adaptada às condições do local para equilibrar o rendimento energético, a impermeabilização, a segurança estrutural e a aparência arquitetónica.

Visão da Ooitech

Como fornecedor global de linhas de produção de painéis solares, a Ooitech acredita que a diversidade de cenários de telhado aqui descritos — desde vivendas com telha até dosséis elevados de fábricas — é exatamente a razão pela qual a qualidade dos módulos e a consistência dimensional são tão importantes na origem. As telhas solares devem corresponder à modularidade das telhas, e os conjuntos elevados devem resistir a cargas de nível de tufão, pelo que as etapas de enquadramento, laminação e teste EL da produção de módulos determinam diretamente se estes telhados permanecem estanques e seguros durante décadas. Para engenheiros que querem ver como os módulos fiáveis são realmente construídos, seguir o canal Ooitech no YouTube em www.youtube.com/ooitech oferece uma visão mais próxima da linha de produção por trás de cada instalação de telhado fiável.