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Fijación de paneles solares en cubiertas y tejados

    ¿Que estructura necesito para la fijación de paneles solares en cubiertas y tejados?

    Estructuras en ángulo, coplanares, lastradas… los fabricantes de estructuras para instalaciones fotovoltaicas ofrecen opciones de fijación de paneles solares en cubiertas y tejados que se adaptan ya a cualquier estilo arquitectónico. Junto a ellas, se están desarrollando también nuevas formas de integrar instalaciones fotovoltaicas en inmuebles que pasan prácticamente desapercibidas sin dejar por ello de cumplir su función primordial: generar electricidad limpia. En este post les damos un buen repaso a esta parte de la tecnología fotovoltaica que suele ser ignorada pero que tiene una importancia indudable en el resultado final.

    Que la expansión de las instalaciones de autoconsumo fotovoltaico para industrias y residencias es un fenómeno imparable se puede observar a simple vista. Simplemente: hay más y más edificios que las muestran en sus tejados. Junto a esto, importantes desarrollos normativos están dejando claro que estamos asistiendo a un periodo en el que el autoconsumo fotovoltaico ya ha dejado de ser algo propio de estoicos pioneros para convertirse en una actividad incentivada desde distintos ámbitos, incluido el público. El nuevo Código Técnico de la Edificación, que prioriza las renovables en edificios de nueva obra, o el creciente número de subvenciones públicas a la inversión en energía fotovoltaica que están convocando las comunidades autónomas son sólo un par de ejemplos entre otros muchos.

    Una de las consecuencias lógicas de la generalización de los sistemas de placas solares es el desarrollo tecnológico de los mismos. En este sentido, es interesante ver cómo se está creando una completa línea de investigación y competencia por integrar cada vez mejor las estructura de paneles solares en la arquitectura de los edificios. Se trata de una cuestión que une a arquitectos, fabricantes de equipos y por supuesto propietarios y que redunda no solo en la efectividad de las instalaciones solares, sino también en la estética de los edificios e incluso en el valor de venta de los mismos -por si no lo sabías, las placas solares aumentan el valor de tu inmueble.

    Modalidades de estructuras de fijación de paneles solares

    Tanto si se trata de integrar un pequeño kit solar fotovoltaico en una vivienda o un enorme sistema de placas solares en la cubierta de una nave industrial, el anclaje es siempre el primer paso para conseguir una integración óptima. Es importante aquí considerar que la integración de una instalación solar en un edificio no es para nada una mera cuestión estética. Cuestiones como la mejor orientación e inclinación de los módulos fotovoltaicos o la protección contra el viento o la acumulación de suciedad son siempre fundamentales a la hora de elegir un tipo u otro de fijación.

    Dicho esto, veamos las tres modalidades de fijación más habituales y otras que están haciendo su entrada progresivamente en el mercado.

    placas-solares-en-estructura-de-angulo

    Las estructuras de fijación de paneles solares en ángulo están entre las más habituales. Los triángulos con rieles de aluminio reforzado se atornillan a la cubierta del edificio y su diseño permite instalar las placas solares a la inclinación que se desee, sujetas a la estructura con grapas metálicas. La idea es optimizar el rendimiento de las placas disponiéndolas en el mejor ángulo posible para captar la radiación solar. Las estructuras en triángulo, que por lo general se fabrican en módulos, pueden adaptarse a cualquier superficie, si bien presentan el inconveniente de que se ven con facilidad, algo que algunos usuarios pueden encontrar poco atractivo visualmente hablando.

    estructura-coplanar-de-paneles-solares

    Con la utilización de estructuras coplanares el problema de que las placas solares estén demasiado visibles prácticamente desaparece, si bien el uso de este tipo de estructura, cada vez más habitual, está limitado exclusivamente a cubiertas que ya cuenten con cierta inclinación.

    La estructura coplanar dispone los paneles solares literalmente pegados a la cubierta, sin levantarse más que unos pocos centímetros y sin crear ningún ángulo, de manera que la integración es casi completa. Además de una estética más fluida, una de las ventajas interesantes de esta opción es que los paneles así dispuestos funcionan a modo de “segunda cubierta” del inmueble, con el beneficio de un mejor aislamiento y protección del tejado. Además, las estructuras coplanares están mucho mejor protegidas frente al efecto del viento sobre los paneles.

    La cubierta de teja de un chalet o la metálica tipo “sandwich” de una nave industrial permiten fácilmente la fijación de estructuras de placas solares con tornillería.

    modulos-fotovoltaicos-en-estructura-lastrada. El propio peso de las estructuras lastradas garantiza una fijación óptima.

    Sin embargo, otros tipos de cubierta ponen las cosas más difíciles, y es aquí donde entran en juego las estructuras para fijación de paneles solares lastradas, ideales para cubiertas de PVC, tela asfáltica o para cubiertas planas que cuenten con elementos como gravilla, losetas, etc. Las estructuras lastradas no requieren de anclaje, dado que cuentan con una estructura muy voluminosa -el hormigón es muy usado habitualmente- que fija los módulos a la superficie por simple peso.

    Tipos de estructuras para fijación de placas solares en función de su ubicación

    Para poder elegir la modalidad de estructura que más te conviene, es importante saber dónde puedes ubicar tus placas solares. Porque no es lo mismo poner, por ejemplo, una pérgola con una cimentación en el suelo que ponerla en lo alto de un edificio expuesta al viento. En lo alto de un edificio puede tener un efecto vela tremendo que acabe dañando la instalación.

    En función de dónde vayas a instalar las placas solares, puedes encontrar dos tipos de estructuras principalmente:

    1. Para cubierta plana o suelo. Son aquellas recomendadas para terrazas, terrenos, pérgolas, cubiertas con chapa sándwich, terrazas, etc. Para esta ubicación, las estructuras más recomendadas son en ángulo y lastradas.
    2. Para cubierta inclinada. Son adecuadas para diferentes tipos de cubierta, ya sea de teja, pizarra o metálicas. En este caso, como comentábamos, las estructuras más adecuadas serían las coplanares.

    A continuación, veremos de manera más de tallada, los modelos de estructuras que incluyen estas tipologías.

    Estructuras para fijación de paneles solares en cubierta plana y suelo

    Algunos de los modelos de estructura que puedes encontrar para cubierta plana y suelo, son:

    Estructura elevada. Este tipo de estructura es muy indicada para el montaje a nivel de suelo. Incluye todos los elementos del montaje, así como la posibilidad de montar sobre solera o zapatas de hormigón.

    Si tienes una estación de servicio o dispones de un espacio para aparcamiento, también puedes optar por este tipo de estructuras en formato parking.

    Soporte inclinado para terreno. Al igual que la estructura elevada anterior, incluye todos los elementos del montaje y puede montarse sobre solera o zapatas de hormigón o bordillos. E incluye la posibilidad de elevarla más, incorporando un sistema de patas a la estructura. Este tipo de instalaciones puedes ser idóneas para casas de campo con espacio de sobra o explotaciones agrarias.

    Bloques de hormigón Solarbloc. Se trata de un conjunto de bloque y fijaciones que no necesitan perfilería. Tienes distintos grados de inclinación (18º y 30º) para poder adaptarte a diferentes necesidades de instalación. Y también es importante destacar que no requieren ni cimentación previa ni perforaciones, lo cual facilita mucho su instalación. Y la recomendación es colocar los paneles en horizontal.

    Se pueden poner encima de gravilla o sobre cualquier superficie donde no queramos perforar. Esto aumenta las posibilidades de ubicación de tu instalación. No obstante, aunque existen lastres para aumentar la resistencia a los vientos fuertes, es recomendable fijar la estructura a la superficie con algún adhesivo.

    Estructuras con triángulos con una inclinación de 15º. Si bien la inclinación de 15º es la estándar, puede realizarse también con una inclinación de 30º bajo pedido. Siempre se busca que las barras que compongan la estructura creen formas triangulares, para dotar de una mayor estabilidad a la misma. Esta estructura se sirve con el triángulo pre-montado, lo que acelera mucho el proceso de montaje. Te permite hacer composiciones de no más de 6 paneles solares en vertical en una misma mesa o estructura. Además, requiere de fijación a la cubierta o cimentación.

    Soportes para pérgolas con anclajes laterales. Para montar estructuras sobre pérgolas debemos prestar atención al peso que pueden soportar, así como la resistencia al efecto vela del viento. Ya que si no tenemos esto en cuenta y la pérgola no es lo suficientemente fuerte, las placas solares pueden correr riesgo.

    Soportes monoposte. Requieren cimentación previa para el montaje y pueden soportar un número máximo limitado de seis paneles solares. Cuantos más paneles coloques, necesitarás una mayor cimentación. Esta estructura se suele utilizar para instalaciones de bombeo solar. También se usa en campos donde se requiere superar determinada altura para evitar el sombreado de determinados árboles.

    Soportes flotantes. Si tienes pensada una instalación en agua, este tipo de soporte te permitirá optimizar tu espacio en tierra, si cuentas con una superficie de agua amplia.

    Esctucturas y soportes para fijación de paneles solares en cubiertas inclinadas

    Desde Cambio Energético siempre hemos apostado por la integración arquitectónica de la instalación en cubierta inclinada sin olvidar en el diseño la obtención del máximo rendimiento posible.

    La estructura coplanar de fijación de paneles solares, nos permite aprovechar al máximo el espacio que tenemos en el tejado, además de adaptarse a la estética de la vivienda o empresa.

    Las estructuras para cubierta inclinada se pueden instalar en tejados de diferente tipo, ya sean de tejas, metálicas, panel sándwich o de pizarra. La estructura coplanar incluye los perfiles donde se colocan las placas solares, las escuadras, los fijadores centrales y laterales, así como el material de anclaje al soporte.

    estructura para cubierta inclinada montado sobre tejado antes de colocar los paneles solares

    Es importante decir que para instalar la estructura no requiere desmontar la cubierta, sino que se monta sobre la misma con fijaciones que incluyen junta de estanqueidad, para que no se filtre el agua de la lluvia. Estas estructuras estás disponibles para composiciones de 1 a 6 módulos.

    Fijaciones y anclajes a la cubierta

    Para que la estructura se pueda fijar a la cubierta inclinada, existen diferentes mecanismos, según el tipo de tejado:

    salvateja para fijación de estructuras de paneles solares
    salvateja para fijación de estructuras de paneles solares sobre teja de pizarra

    Por un lado, tienes los salvatejas, que se unen a los extremos de los perfiles para poder anclarse a diferentes materiales como teja o pizarra. La curva que tiene el salvatejas permite realizar el anclaje de la manera más ajustada posible, evitando así que queden huecos por los que se pueda colar algún animal. En cubiertas de pizarra, el salvateja se convierte en fundamental, ya que si intentas taladrar la pizarra es posible que se parta. Por lo que lo óptimo es levantar la teja de pizarra y anclar el salvateja.

    fijación paneles solares mediante metasole

    Por otro lado, la fijación mediante metasole. Es óptimo para cubiertas metálicas y permite la disposición de los módulos en horizontal. Lo debes fijar en la parte alta de la chapa, para evitar goteras. Tienes kits disponibles de 1 a 8 módulos. No necesitan perfiles y utilizan tornillería específica, no autotaladrante.

    Y para anclar la estructura a la cubierta, también tienes varias opciones:

    • Taco químico, con redecilla metálica y varilla roscada o tornillo mixto, así como SIKAFLEX.
    • Tornillo basculante o paraguas, juntas EDPM, tuercas M8 y SIKAFLEX.
    • Tornillería tirafondos, tacos y SIKAFLEX.

    La importancia de elegir bien la estructura idónea para fijar tus paneles solares

    Debes tener en cuenta que si el diseño de la estructura que elijas es incorrecto, te puede causar una serie de problemas.

    Mala colocación de paneles solares en solarbloc

    Por ejemplo, si se colocan paneles solares en vertical con bloques Solarblock, se puede producir un efecto vela que, en el caso de fuertes vientos, puede llegar a tirar la instalación.

    Igualmente, si no se colocan los sobrepesos adecuados, el viento puede llegar a volcar las placas solares.

    consecuencias del sobrepeso y no lastrar bien los paneles solares en cubiertas planas

    Otro error de diseño sería intentar colocar bordillos en un panel sándwich. Esto supone una menor estabilidad, dada la posibilidad de que se deslice sobre la chapa. A su vez, puede generar humedad que haga que algunos componentes se vayan oxidando.

    También puede resultar problemático no hacer caso de las recomendaciones de los fabricantes a la hora de hacer las composiciones. Por ejemplo, si haces una composición demasiado larga, puede aumentar el efecto vela y la posibilidad de vuelco de la instalación.

    Si colocas las líneas de paneles solares muy juntas, pueden generar sombras entre sí, afectando al rendimiento de la instalación. Esto es especialmente grave si no cuentas con un sistema de microinversores o con optimidazores de potencia, como veremos a continuación.

    Sacando el máximo rendimiento: MPPTs, micro-inversores y optimizadores de potencia

    Hablemos ahora de una cuestión que, si bien de forma secundaria, no deja de afectar a cómo será la disposición final en la que fijar una instalación fotovoltaica a la cubierta. Imagina el tejado de una empresa o de una residencia que tenga varios tramos distintos con distinta orientación y distinto ángulo, como las casas de la imagen de abajo. Obviamente, contar con más superficie de cubierta en un inmueble permitirá instalar más paneles solares pero cuidado, porque si las series de paneles están situadas con distinta inclinación y orientación cada una de ellas recibirá una cantidad distinta de luz solar y, por lo tanto, sus rendimientos serán distintos, pudiendo hacer que el resultado global no sea óptimo.

    Distintos fabricantes han ofrecido opciones para solventar esta cuestión y garantizar que todos los paneles ofrecen el máximo de su rendimiento posible. Algunos, como Fronius o Kostal, han optado por incluir dos o más seguidores de Punto de Máxima Potencia (MPPT) en sus inversores, de manera que pueda asignarse un seguidor a cada grupo de paneles con una determinada orientación/inclinación y optimizar así su producción. Otros fabricantes han optado por crear su propia tecnología, como es el caso de los optimizadores de potencia de SolarEdge, que gestionan la producción de cada panel de forma individual. Y también están los llamados micro-inversores, como los de APSystems o Enhance, que de forma similar a los optimizadores, garantizan el máximo rendimiento a cada panel o grupo de paneles que gestiona.

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    El BIPV o la total integración

    Los sistemas de instalación fotovoltaica integrada en edificios o BIPV (Building-integrated Photovoltaics por sus siglas en inglés) son un ámbito en el que se auguran grandes desarrollos futuros. El objetivo que se persigue es la perfecta integración de sistemas de producción fotovoltaica en los edificios. El método es radical: no tanto integrar placas solares fluidamente en la arquitectura de un inmueble sino utilizar materiales fotovoltaicos como elemento de construcción. Así, como lo oyes: tejas solares, persianas solares, incluso ventanas solares… elementos todos que, al estar fabricados con células fotovoltaicas o llevarlas incorporadas, permiten la captación de la energía solar y su posterior conversión en corriente alterna via inversor para uso doméstico o industrial.

    Ya te hablamos de algunos de estos desarrollos en nuestro artículo sobre la estética en la energía fotovoltaica y es que son soluciones que se están beneficiando mucho de recientes avances tecnológicos en la fabricación de células fotovoltaicas. Es el caso de los paneles solares bifaciales -que producen energía por las dos caras- y que resultan ideales para pérgolas o estructuras de porche. Es el caso también del vidrio solar, que permite recubrir un edificio entero de ventanales generadores de energía. Y es el caso de proyectos, aún limitados al entorno del laboratorio, como el de células solares no construidas a base de silicio sino con elementos orgánicos o de materiales que imitan la estructura cristalina de minerales como la perovskita o la kesterita, con las que se han empezado ya a hacer pruebas y que abrirían la puerta a cientos de aplicaciones nuevas.

    Ahora bien, si hemos dicho que el BIPV augura “grandes desarrollos futuros” es porque todos estos desarrollos se enfrentan, al menos de momento, a un enemigo común: una eficiencia claramente menor que la de los paneles de silicio. Esto se traduce en que utilizar estas opciones requiere cubrir más cantidad de m2 y, con ello, un presupuesto mayor. En este caso, la estética pasa factura. Literalmente!

    La innovación y la apuesta por la última tecnología forma parte del ADN de Cambio Energético. No en vano, somos servicio técnico oficial de algunos de los mejores fabricantes internacionales de equipos fotovoltaicos como Victron, Kostal, Fronius, SolarEdge o Huawei. Contacta con nosotros y tendrás la garantía de contar con toda una red de delegaciones y servicios técnicos en todo el territorio nacional. Podrás, además, financiar tu inversión hasta en 36 meses sin intereses.

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