Primeiramente, com base nas especificações e modelos dos módulos fotovoltaicos, na quantidade de módulos e na configuração em série do arranjo, as dimensões estruturais do conjunto podem ser determinadas. Em segundo lugar, considerando a latitude do local do projeto e o princípio de maximização da geração anual de energia do sistema fotovoltaico, o ângulo de inclinação ideal e o espaçamento entre os painéis podem ser definidos. Em terceiro lugar, com base nos recursos eólicos e na intensidade máxima do vento no local do projeto, a carga máxima de vento que o conjunto suportará pode ser determinada. Consequentemente, a fundação e a estrutura de suporte do conjunto são analisadas quanto à resistência e projetadas seguindo princípios de projeto mecânico. Além disso, ao projetar o conjunto fotovoltaico, a borda inferior do conjunto deve manter uma altura de 30 a 50 cm acima do solo ou do telhado para evitar obstrução por vegetação e soterramento por neve durante o inverno.
Fundação (ou Base) da Matriz
A fundação é geralmente construída com concreto moldado no solo ou na camada estrutural do telhado, e em coberturas, também são utilizadas estruturas em grelha (com blocos de lastro). A estrutura de suporte do conjunto de painéis solares é normalmente fixada à fundação por meio de flanges e componentes embutidos ou perfurando-se furos na fundação de concreto e fixando-a com parafusos de expansão. Para coberturas de edifícios, a fundação deve ser posicionada em locais como paredes ou vigas da estrutura principal, conforme exigido pelo projeto, garantindo uma fixação segura à estrutura principal. Ao mesmo tempo, deve-se observar que posições de instalação incorretas da estrutura de suporte do conjunto de painéis solares sobre a fundação podem causar desvios, afetando a tensão na estrutura principal.
Requisitos de projeto para fundação e estrutura de suporte
Ao projetar a fundação e a estrutura de suporte do conjunto de painéis solares, deve-se considerar integralmente a capacidade de carga, a resistência ao vento e os fatores sísmicos. Em áreas costeiras, é necessário considerar também a resistência a tufões, a impermeabilização e a resistência à corrosão por névoa salina. Antes da instalação da estrutura de suporte, devem ser aplicados revestimentos anticorrosivos e os componentes metálicos expostos devem passar por tratamento anticorrosivo e antiferrugem para evitar danos e perda de resistência. Os fixadores utilizados para conectar a estrutura de suporte do conjunto de painéis solares devem ser de aço inoxidável. Caso sejam utilizados fixadores galvanizados, estes devem estar em conformidade com as normas nacionais para garantir sua vida útil e resistência à corrosão. Os parafusos, porcas, arruelas planas e arruelas de pressão devem atender aos requisitos de projeto quanto à quantidade, especificações e modelos. Após o aperto dos parafusos, a parte exposta deve ser de dois terços do diâmetro do parafuso.
Etapas específicas para usinas fotovoltaicas instaladas no solo
De acordo com as condições reais do local:
1. Marque as posições e escave os poços de fundação no terreno nivelado.
2. Posicione os componentes embutidos, coloque a fôrma no lugar e despeje o concreto. Após 48 horas de cura, instale a estrutura de suporte do conjunto.
3. Instale os módulos fotovoltaicos, passe a fiação, configure o aterramento e a proteção contra raios e abra as valas para os cabos.
Sensibilidade dos módulos fotovoltaicos à deformação
É sabido que os módulos fotovoltaicos, por serem componentes que contêm vidro, são altamente sensíveis à deformação. Isso ocorre principalmente porque o vidro é um material frágil, que pode ser facilmente danificado pelo assentamento irregular dos suportes e pela expansão e contração térmica no plano do módulo.
Devido à diferença nos coeficientes de expansão entre o aço e o vidro, quando a rigidez da estrutura de suporte no componente de vidro é elevada, podem surgir forças de expansão entre o componente de vidro e a estrutura de aço, afetando negativamente o vidro. Portanto, a utilização de perfis de paredes finas conformados a frio como estrutura de suporte para módulos fotovoltaicos supera os efeitos adversos da rigidez das estruturas de aço. Isso ajuda a mitigar a deformação estrutural, o assentamento da fundação e a deformação por expansão, tornando-se uma estrutura de suporte ideal para módulos fotovoltaicos. A otimização do projeto estrutural do suporte e da fundação não só atende aos requisitos de instalação e operação dos módulos, como também reduz significativamente o investimento em suportes e fundações.
