Estrutura de fixação dos painéis solares: trilhos, ganchos e cargas

Em poucas palavras

Entre o módulo e o telhado (ou o chão) há uma estrutura que segura tudo no lugar. O Departamento de Energia dos Estados Unidos descreve que a montagem em trilhos (rack mounting) é o método mais comum e que o conjunto precisa resistir a vento, chuva, granizo e corrosão por décadas. É uma peça pouco vista e que não pode falhar: um módulo mal fixado é risco de queda e de dano à cobertura.

O que a estrutura precisa fazer

O Manual de Engenharia do CEPEL/CRESESB lista as funções:

• Posicionar com estabilidade os módulos, na orientação e inclinação previstas no projeto, que podem ser fixas ou ajustáveis. O DOE lembra que a inclinação fixa depende da latitude, da orientação da estrutura e da carga elétrica.
• Suportar o peso dos módulos e os ventos fortes, com rigidez e geometria adequadas.
• Garantir ventilação, porque a eficiência do módulo diminui quando a temperatura sobe.
• Respeitar o espaço entre módulos indicado pelo fabricante, para que a dilatação não cause dano mecânico.
• Ser eletricamente aterrada, ligada à equipotencialização da instalação.
• Resistir à corrosão, com materiais pouco suscetíveis a ela, principalmente em ambientes agressivos.

Peças comuns

Em geral, a estrutura combina perfis (trilhos) que recebem os módulos, grampos que prendem cada módulo ao trilho e elementos de ancoragem ao apoio: ganchos ou suportes na cobertura, ou fundações no solo. O que muda de uma obra para outra são essas peças de ancoragem, tratadas em telhados, solo e garagens solares.

Carga de vento e peso

O manual explica, ao tratar das fundações no solo, que o carregamento do gerador inclui a força do vento empurrando ou arrancando o conjunto dos apoios, além do peso próprio dos módulos, e a neve, onde ela se acumula. A estrutura é projetada para a pior condição. Os cálculos estruturais dos suportes fazem parte do projeto executivo. O portal não publica velocidade de vento, carga admissível ou número de fixações sem fonte: esses valores dependem do local, da cobertura e do cálculo do projeto.

Formas de instalação

O manual compara as montagens usuais:

• Solo: instalação e manutenção mais fáceis, estrutura robusta, indicada para qualquer porte; fica mais sujeita a sombreamento, acúmulo de poeira e contato de pessoas, objetos e animais.
• Sobre a edificação (telhado, fachada): menos sujeita a sombra e mais segura contra contato; a instalação é mais trabalhosa, a manutenção mais difícil, há trabalho em altura e o tamanho do sistema precisa ser compatível com a área e a resistência da cobertura.
• Poste: alternativa quando o telhado não recebe sol suficiente ou não suporta o painel; o manual a associa a sistemas pequenos.

Em residências pequenas, o manual diz que os módulos costumam ficar sobre o telhado, quando a construção tem resistência estrutural adequada.

Cuidados com materiais

Evite estruturas, caixas e parafusos metálicos de corrosão fácil e não una condutores ou peças de materiais diferentes sem conectores apropriados. No levantamento de falhas de sistemas alemães que o manual reproduz, aparecem corrosão e defeitos na estrutura de suporte e grampos soltos ou perdidos, o que justifica inspecioná-la na manutenção.