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STRUTTURE DI SUPPORTO PER IMPIANTI FOTOVOLTAICI

13/04/2018
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Rapporto Tecnico CEI 82-74 sulle azioni del vento, la scelta e il dimensionamento.

Pubblicato nel febbraio 2018 il nuovo Rapporto Tecnico CEI 82-74 “Metodi di calcolo delle azioni del vento e criteri di dimensionamento di strutture di supporto di moduli fotovoltaici o di collettori solari”.

Il documento fornisce le linee guida per il calcolo delle azioni del vento e l’analisi di strutture di supporto di moduli fotovoltaici o collettori solari montati a terra o su edifici.

Nel documento sono analizzate in dettaglio 22 tipologie di supporto di moduli fotovoltaici o collettori solari che schematizzano la gran parte delle forme adottate nell’impiantistica corrente.

 

Questa foto e l’immagine di copertina dell’articolo sono tratte da: “Photovoltaic system technology: European Handbook” (1992)

 

Con la progressiva diffusione negli anni recenti di impianti solari fotovoltaici, grazie all’esperienza sul campo di progettisti ed installatori, si è potuto constatare come i metodi di calcolo delle azioni del vento fornite dalla Normativa NTC – Norme Tecniche per le Costruzioni vigente e dalle Istruzioni CNR – DT-207/2008, pur restando riferimenti importanti, non forniscono coefficienti di calcolo specifici per le varie tipologie di supporto di moduli fotovoltaici o collettori solari, col risultato che, a volte, le sollecitazioni sulle strutture potrebbero essere o sottovalutate o sopravvalutate, specie per le configurazioni a tetto.

Quanto detto sopra ha costituito la principale motivazione che ha spinto il Comitato Tecnico CEI 82 “Sistemi di conversione fotovoltaica dell’energia solare” ad elaborare questo Rapporto Tecnico, che ha potuto contare anche sull’importante collaborazione del Dipartimento di Scienza delle Costruzioni del Politecnico di Torino.

Il pannello fotovoltaico, inteso come “l’insieme di moduli fotovoltaici meccanicamente integrati, preassemblati e collegati elettricamente”, costituisce l’oggetto principale dello studio e su di esso sono calcolate le possibili azioni del vento ed i carichi che le relative strutture di supporto, nelle varie configurazioni, devono sostenere.

Uno degli scopi principali del Rapporto Tecnico è infatti quello di fornire gli elementi per una valutazione del carico di vento, per quanto possibile univoca, per un’ampia serie di tipologie di strutture di supporto di pannelli fotovoltaici.

In particolare, per quanto riguarda le azioni del vento, nel documento viene fatto riferimento ai dati reperibili in letteratura su ricerche fatte in camera a vento.

Nelle attività sperimentali descritte in letteratura sono riportati in dettaglio i comportamenti del flusso di aria sul singolo pannello inserito in una schiera, in base ai tre parametri fondamentali: inclinazione del pannello, posizione all’interno della schiera (di estremità o centrale) e posizione della schiera (di estremità o centrale) rispetto alla direzione del flusso.

 

L’analisi strutturale delle varie strutture di supporto dei pannelli fotovoltaici è quindi suddivisa in verifiche locali e verifiche globali: le prime trattano il progetto dei profili e delle connessioni che interessano il pannello e i telai di supporto, le seconde invece esaminano l’equilibrio dell’impianto, l’instabilità delle membrature e i collegamenti con la struttura o la fondazione.

Per le 22 tipologie di supporto dei moduli fotovoltaici, il documento propone mediamente i seguenti elementi caratterizzanti ciascuna tipologia:

  • modellazione teorica dell’azione del vento – schemi e coefficienti di pressione;
  • modellazione teorica del pannello e della struttura di supporto – schemi statici, calcoli delle forze esterne e risoluzioni della struttura;
  • verifiche locali – componenti della struttura di supporto, connessioni pannello–struttura di supporto/trave, connessione trave-gancio/telaio;
  • verifiche globali – connessione gancio-struttura o telaio-struttura, equilibrio dell’impianto.

A completamento del Rapporto Tecnico sono inoltre riportati:

  • in Allegato 1, importanti suggerimenti al Progettista, nei casi di installazione di pannelli complanari ai tetti, volti ad ottimizzare il rendimento degli impianti, garantendone allo stesso tempo la durata;
  • in Allegato 2, punti di attenzione che sottolineano come sia di fondamentale importanza tenere conto del punto di applicazione della spinta del vento sulle superfici paraboliche dei concentratori solari per garantire una sufficiente precisione dei sistemi di puntamento;
  • in Allegato 3, consigli al Progettista circa la scelta più opportuna, a volte non sufficientemente considerata, dei materiali utilizzati nelle strutture di supporto e degli accorgimenti da adottare per evitare fenomeni di corrosione nel contatto tra materiali differenti, specie in zone con atmosfere salmastre o con inquinanti.

 

Si può quindi concludere che il Rapporto Tecnico, grazie agli elementi e ai modelli sviluppati nel documento, può costituire un valido aiuto per il progettista meccanico chiamato a calcolare una struttura di supporto per moduli fotovoltaici non schematizzabile con le usuali metodologie valide per strutture convenzionali (tetti, pensiline, torri, ecc.).

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