Racking solare a terra: una guida pratica per scegliere il sistema giusto

Che cos'è il racking solare a terra e perché differisce dai supporti sul tetto

Le scaffalature solari a terra sono la struttura strutturale che mantiene i pannelli solari in posizione quando sono installati direttamente su un terreno aperto anziché montati su un tetto. A differenza dei sistemi su tetto, che si basano sulla struttura esistente di un edificio come supporto, le scaffalature montate a terra devono creare una propria base stabile, gestire i carichi di vento e neve in modo indipendente e spesso tenere conto delle irregolarità del terreno su un'ampia area di installazione. Ciò rende i sistemi di scaffalature a terra generalmente più robusti e regolabili rispetto all'hardware sul tetto, poiché sono spesso utilizzati per parchi solari su scala industriale, progetti solari agricoli e installazioni residenziali in cui lo spazio sul tetto è limitato o scarsamente orientato per l'esposizione al sole.

Poiché i sistemi montati a terra non sono vincolati dall'inclinazione del tetto o dai limiti di carico strutturale come lo sono gli array su tetto, offrono maggiore flessibilità nell'angolo di inclinazione e nell'orientamento dei pannelli, il che può migliorare significativamente la produzione di energia per tutta la vita del sistema. Questa flessibilità è una delle ragioni principali per cui le scaffalature solari a terra sono diventate la scelta standard per i grandi sviluppi solari commerciali e su scala industriale.

Principali tipi di sistemi di scaffalature per montaggio a terra

I sistemi di scaffalature a terra generalmente rientrano in alcune categorie comuni, ciascuna adatta a diverse condizioni del sito, budget e obiettivi prestazionali.

Scaffalature ad inclinazione fissa

Questa è l'opzione più comune ed economica, in cui i pannelli sono montati con un angolo fisso scelto in base alla latitudine del sito per ottimizzare l'esposizione solare annuale. I sistemi ad inclinazione fissa hanno meno parti mobili, il che significa minori requisiti di manutenzione e un processo di installazione più semplice rispetto ai sistemi a inseguimento.

Scaffalature con tracciamento ad asse singolo

Gli inseguitori monoasse ruotano i pannelli lungo un asse durante il giorno per seguire il movimento del sole da est a ovest, aumentando la produzione di energia rispetto a un sistema fisso. Queste prestazioni aggiuntive comportano costi iniziali più elevati e un maggior numero di componenti meccanici che richiedono una manutenzione periodica, ma i guadagni energetici spesso giustificano l’investimento in installazioni più grandi.

Scaffalature con tracciamento a doppio asse

I sistemi a doppio asse seguono il sole sia da est a ovest che in base ai cambiamenti di elevazione stagionali, ottenendo il massimo rendimento energetico possibile da un dato numero di pannelli. Questi sistemi rappresentano l'opzione più complessa e costosa, generalmente riservata a progetti in cui la massimizzazione della produzione per pannello giustifica i costi meccanici e di manutenzione aggiuntivi.

Confronto tra le opzioni di fondazione per le scaffalature a terra

Il metodo di fondazione utilizzato per l'ancoraggio scaffalatura solare a terra dipende fortemente dalle condizioni del terreno, dal budget e da quanto permanente si intende che l'installazione sia. La scelta del tipo di fondazione sbagliato può portare a instabilità o costose rilavorazioni su tutta la linea.

Fattori del sito che influenzano la scelta del sistema di scaffalature

Prima di optare per un sistema di scaffalature a terra, è necessario valutare attentamente diversi fattori specifici del sito, poiché la scelta sbagliata può portare a problemi strutturali o a una riduzione della produzione di energia lungo la linea.

• Composizione del terreno e capacità portante, che determina se sono più appropriati pali battuti, pali avvitati o fondazioni zavorrate.
• Requisiti locali di carico di vento e neve, poiché le scaffalature devono essere progettate per resistere alle condizioni meteorologiche specifiche della regione di installazione.
• Esigenze relative alla topografia del sito e alla classificazione, poiché il terreno irregolare può richiedere gambe delle scaffalature regolabili o un'ulteriore preparazione del sito prima dell'installazione.
• La profondità della falda freatica e i modelli di drenaggio, che possono influenzare la scelta delle fondazioni e la stabilità strutturale a lungo termine nei climi più umidi.
• Accesso per le attrezzature di manutenzione, particolarmente importante per i sistemi di tracciamento che richiedono una manutenzione periodica di motori e parti mobili.

Una corretta valutazione del sito prima di impegnarsi in un sistema di scaffalature aiuta a evitare costose sorprese durante l'installazione, come la scoperta del substrato roccioso dove sono stati pianificati i pali o problemi di drenaggio che non erano stati presi in considerazione nel progetto originale.

Materiali utilizzati nella costruzione di scaffalature a terra

I materiali utilizzati nelle scaffalature solari a terra influiscono direttamente sulla loro durata e resistenza all'usura ambientale, in particolare nelle regioni costiere o ad alta umidità dove la corrosione è una preoccupazione maggiore.

• L'acciaio zincato è il materiale più comune per le scaffalature e offre una buona robustezza e resistenza alla corrosione a un costo moderato.
• Le scaffalature in alluminio sono più leggere e naturalmente resistenti alla corrosione, il che le rende una scelta popolare per le installazioni costiere dove l'esposizione al sale accelera la corrosione dell'acciaio.
• La ferramenta in acciaio inossidabile viene spesso utilizzata per elementi di fissaggio e connettori, poiché questi componenti più piccoli sono particolarmente vulnerabili alla ruggine se vengono utilizzati materiali di qualità inferiore.

La scelta anticipata di materiali di qualità superiore spesso costa di più inizialmente, ma riduce le spese di manutenzione a lungo termine, soprattutto per gli impianti che dovrebbero funzionare per venticinque anni o più senza importanti riparazioni strutturali.

Pratiche di manutenzione che mantengono affidabili i sistemi di scaffalature

Le scaffalature solari a terra richiedono generalmente meno manutenzione rispetto ai pannelli o ai componenti elettrici che supportano, ma alcuni controlli di routine aiutano a evitare che problemi strutturali si sviluppino inosservati nel tempo. Ispezionare periodicamente le connessioni delle fondazioni per rilevare eventuali segni di allentamento, soprattutto dopo eventi meteorologici gravi come forti tempeste o cicli di gelo-disgelo del terreno che possono spostare il terreno attorno alle fondazioni su pali. Controllare la corrosione sui componenti in acciaio, in particolare nei punti di contatto a livello del suolo dove l'umidità tende ad accumularsi e ad accelerare la formazione di ruggine.

Per i sistemi di tracciamento, motori e cuscinetti necessitano di lubrificazione e ispezione periodiche per garantire una rotazione regolare durante il giorno, poiché un tracciatore bloccato o malfunzionante può ridurre significativamente la produzione di energia finché non viene riparato. Tenere un registro di manutenzione per installazioni di grandi dimensioni aiuta a identificare tempestivamente i problemi ricorrenti, sia che si tratti di un tipo specifico di fondazione che fatica in determinate condizioni del terreno o di particolari sezioni di scaffalature che mostrano più usura di altre in tutto il sito.