TS 13891 Construções Metálicas - Para Uso em Sistemas de Energia Solar Fotovoltaica em Terrenos

A norma "TS 13891 Construções metálicas - Para uso em sistemas de energia solar fotovoltaica terrestres", publicada pelo Instituto Turco de Normas (TSE), descreve os requisitos de projeto estrutural, produção, inspeção, métodos de ensaio e comercialização para construções metálicas a serem utilizadas em sistemas de energia solar fotovoltaica terrestres. Esta norma também abrange sistemas de suporte de carga com sistemas de rastreamento solar. O sistema de rastreamento solar a ser instalado em sistemas de rastreamento solar deve estar dentro do escopo da norma "EN 62817 Sistemas fotovoltaicos - Adequação do projeto de rastreadores solares". Além disso, construções de madeira a serem utilizadas em sistemas de energia solar não estão dentro do escopo desta norma.

Os sistemas solares fotovoltaicos montados no solo dependem de estruturas de suporte metálicas (sistemas de montagem solar ou sistemas de rack) para fixar os painéis solares no lugar, garantindo orientação correta, durabilidade e resistência às cargas ambientais.

As principais funções desses sistemas são:

• Suporte estrutural: mantém os módulos fotovoltaicos (FV) firmemente acima do solo. Oferece ângulo de inclinação ideal para máxima exposição à luz solar.
• Resistência de carga: Projetado para suportar cargas de vento, neve e sísmicas de acordo com padrões internacionais (por exemplo, Eurocode, ASCE 7, IEC 61215).
• Proteção contra corrosão: como os sistemas operam ao ar livre por mais de 25 anos, os metais devem ser resistentes à corrosão (por exemplo, aço galvanizado a quente, ligas de alumínio, aço inoxidável).
• Segurança elétrica: garante o aterramento dos módulos fotovoltaicos.

Os materiais comumente utilizados na produção desses sistemas são:

• Aço galvanizado (revestimento de zinco por imersão a quente): forte, econômico e amplamente utilizado.
• Ligas de alumínio: leves, resistentes à corrosão e mais fáceis de instalar.
• Aço inoxidável (fixadores/peças críticas): Para durabilidade em áreas de alta corrosão.

Os tipos de projeto de sistemas de energia solar fotovoltaica incluem:

• Sistemas de inclinação fixa: os painéis são instalados em um ângulo fixo. São de baixo custo e exigem pouca manutenção.
• Rastreadores de eixo único: os painéis giram de leste a oeste para acompanhar o sol. Isso aumenta a eficiência energética em aproximadamente 15% a 25%.
• Rastreadores de eixo duplo: rastreiam o Sol nas direções leste-oeste e norte-sul. Máxima eficiência, porém mais caro e complexo.

As construções metálicas para instalação de energia fotovoltaica devem estar em conformidade com vários padrões além do padrão TS 13891:

• A norma "IEC 61215 Módulos fotovoltaicos terrestres (PV) - Qualificação de projeto e aprovação de tipo". Esta norma é importante para a qualificação de módulos PV (testes de carga mecânica).
• ISO 12944 Tintas e vernizes - Proteção contra corrosão de estruturas de aço por meio de sistemas de pintura de proteção. Esta norma é importante para a proteção contra corrosão de estruturas de aço.
• UL 2703 Sistemas de montagem, dispositivos de montagem, dispositivos de fixação/fixação e terminais de aterramento para uso com módulos e painéis fotovoltaicos de placa plana. Esta norma é importante para sistemas de montagem, aterramento e requisitos de ligação.
• "ASCE 7 Cargas mínimas de projeto e critérios relacionados para edifícios e outras estruturas". Esta norma é importante para determinar cargas mínimas de projeto.
• A norma "EN 1991 Eurocódigo 1: Ações em estruturas". Esta norma é importante para determinar os efeitos (vento, neve) em estruturas.

Estruturas metálicas para sistemas de energia solar fotovoltaica (FV) montados no solo são essenciais para estabilidade, durabilidade e eficiência. Normalmente construídas com materiais como aço galvanizado ou alumínio, essas estruturas fixam os painéis solares ao solo e otimizam sua orientação para máxima exposição solar. Elas são cruciais para garantir estabilidade estrutural, durabilidade a longo prazo e produção ideal de energia, atendendo aos padrões de segurança e proteção contra corrosão.

As instalações terrestres padrão para sistemas fotovoltaicos montados no solo utilizam estruturas metálicas (geralmente de aço ou alumínio) fixadas ao solo por pilares de concreto, estacas helicoidais ou postes cravados. Os painéis são montados em um ângulo de inclinação fixo, otimizado para a latitude e a exposição solar do local. São adequados para projetos residenciais, comerciais ou de grande porte com grandes extensões de terra, como parques solares ou propriedades rurais. São econômicos, fáceis de instalar e robustos. Proporcionam orientação precisa para maximizar a produção de energia. No entanto, exigem área de terra suficiente e podem ser suscetíveis a vandalismo ou acúmulo de detritos em alguns ambientes.

Considerações de projeto para sistemas fotovoltaicos montados no solo:

• Análise de carga: As estruturas devem suportar cargas mortas (peso dos painéis e da estrutura) e cargas vivas (vento, neve, forças sísmicas).
• Otimização do ângulo de inclinação: O ângulo de inclinação é calculado com base na localização geográfica, sazonalidade e necessidades energéticas para maximizar a exposição à luz solar. Por exemplo, em regiões tropicais, uma inclinação quase horizontal pode ser suficiente, enquanto latitudes mais altas exigem ângulos mais inclinados.
• Tipo de fundação: A escolha depende das condições do solo e da escala do projeto:
  • Fundações de concreto: Alta capacidade de carga, adequadas para uma variedade de solos, mas exigem escavação.
  • Estacas helicoidais: ideais para solos fracos ou granulares, oferecendo forte capacidade de carga com menos perturbação do solo.
  • Pilares cravados: econômicos para projetos de grande porte, mas exigem equipamentos especializados, como um bate-estacas.
  • Sistemas de lastro: Não requer penetração, ideal para espaços confinados, mas requer solo estável e nivelado.
• Fatores ambientais: As estruturas devem ser capazes de suportar ventos (até 240 km/h em alguns projetos), neve, granizo e forças sísmicas. Os códigos e normas de construção locais garantem a conformidade.
• Permissões e regulamentações de zoneamento: sistemas montados no solo geralmente enfrentam requisitos de zoneamento e permissão mais rigorosos do que sistemas de telhado porque são considerados estruturas independentes.

Os materiais utilizados em sistemas fotovoltaicos montados no solo são:

• Aço galvanizado: amplamente utilizado devido à sua resistência, durabilidade e resistência à corrosão (graças ao revestimento de zinco). É adequado para condições climáticas adversas e tem uma longa vida útil (25 a 30 anos).
• Alumínio: Leve, resistente à corrosão e ideal para instalações pequenas ou residenciais, embora mais caro que o aço.
• Aço inoxidável: Usado em componentes como suportes, braçadeiras e parafusos para garantir resistência à corrosão e fixação segura de painéis.
• Revestimentos: A galvanização a quente ou a tinta externa durável aumentam a resistência aos raios UV, à umidade e às temperaturas extremas.

Como resultado, as construções metálicas para sistemas fotovoltaicos montados no solo, geralmente feitas de aço galvanizado ou alumínio, oferecem durabilidade, flexibilidade e eficiência para a produção de energia solar. Embora ofereçam maior produção de energia e facilidade de manutenção em comparação com sistemas de telhado, custos e requisitos de espaço mais elevados são considerações significativas.

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