Strutture solari

Le strutture solari sono i telai portanti che tengono i moduli fotovoltaici a un angolo fisso e scaricano i carichi di vento e neve su un tetto, su una fondazione o su un telaio autoportante. Scelga in base a dove si trova il campo: tetti a falda con ganci da tetto o fissaggi per lamiera, tetti piani con sistema zavorrato, oppure telai autoportanti per pensiline e impianti a terra. Ogni configurazione si costruisce con gli stessi profili di montaggio, morsetti, giunzioni e accessori per tetti in alluminio EN AW-6005T6 e acciaio inox, dimensionati dal calcolo statico. Guida

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Strutture solari: il percorso dei carichi dal morsetto all'edificio

Una struttura solare è una catena di componenti ed è forte quanto il suo anello più debole. Il morsetto del modulo stringe la cornice, il morsetto si imbullona al profilo di binario, il binario appoggia su un fissaggio (gancio da tetto, ponte per lamiera, morsetto per aggraffatura, vasca di zavorra o palo) e quel fissaggio trasferisce la forza a travetto, arcareccio, membrana o fondazione. Il sollevamento da vento percorre la stessa strada al contrario, sotto forma di trazione. Dimensionare un anello senza verificare quello successivo è l'errore progettuale più frequente nel montaggio fotovoltaico.

Tre famiglie coprono quasi tutti i progetti. I sistemi per tetto a falda sfruttano l'inclinazione esistente del tetto e forano o serrano il manto. I sistemi per tetto piano creano la propria inclinazione e di norma contrastano il sollevamento con la zavorra invece che con le forature. Le strutture autoportanti, pensiline e telai a terra, scaricano tutto sulle proprie fondazioni. Tutte e tre si assemblano con gli stessi profili, connettori e morsetti, quindi la decisione vera riguarda il metodo di fissaggio e il caso di carico, non la marca del binario.

DAL CANTIERE

"Prima che qualcuno ordini i binari voglio due numeri dal sopralluogo: il passo dei travetti e la pendenza reale del tetto misurata in loco, non presa dal disegno. Tutto quello che viene dopo dipende da loro. E non dia mai per scontato di poter spostare un gancio da tetto di 20 cm di lato per centrare un travetto senza rifare la verifica della luce. Spostare un fissaggio trasforma in silenzio una luce conforme da 1,4 m in una da 1,9 m, ed è lì che i binari si piegano sotto la neve bagnata."

Ladislav Proc · Specialista sistemi di montaggio, ONSA Plus

GUIDA ALL'ACQUISTO

Come scegliere una struttura solare

La struttura la sceglie l'edificio, non il modulo. Geometria del tetto, manto di copertura, stato della sottostruttura e zona locale di vento e neve restringono le opzioni a uno o due sistemi prima ancora che qualcuno guardi un listino.

Proceda in quest'ordine: dove si trova il campo (falda, piano o autoportante), poi il metodo di fissaggio consentito dal manto e dalla struttura, quindi il calcolo statico che fissa il passo dei fissaggi o la zavorra, poi binari, morsetti e giunti di dilatazione e infine l'abbinamento dei materiali e la separazione anticorrosione.

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Passo 1: tetto a falda, tetto piano o autoportante

Queste tre famiglie si comportano in modo diverso sotto carico, hanno costi di installazione diversi e pongono richieste diverse all'edificio. Decida prima la famiglia, perché determina ogni componente successivo.

Tetto a falda: la struttura più economica per kWp, perché il tetto fornisce già inclinazione e percorso dei carichi. I moduli restano vicini al manto, quindi la ventilazione posteriore è limitata e le temperature di cella salgono. Adatta solo dove travetti e listelli sono sani.
Tetto piano: è la struttura a creare l'inclinazione, tipicamente da 10 a 15 gradi per le disposizioni est e ovest o da 15 a 20 gradi per l'esposizione a sud. Il sollevamento è il carico determinante e di norma viene contrastato da un sistema zavorrato che lascia intatta l'impermeabilizzazione.
Autoportante: pensiline e telai a terra scaricano tutti i carichi sulle proprie fondazioni, quindi l'edificio resta intatto. Costo di materiali e opere civili più alto, ma libertà totale su inclinazione, orientamento, interasse tra le file e spazio libero posteriore per i moduli bifacciali.

Passo 2: il percorso dei carichi, dal morsetto al binario, al fissaggio, alla struttura

Verifichi ogni anello, in ordine, rispetto al componente sottostante. Una struttura cede all'interfaccia molto più spesso che a metà di un profilo.

Morsetto verso modulo: il morsetto deve corrispondere all'altezza della cornice, comunemente 30, 35 o 40 mm, e deve trovarsi entro la zona di serraggio che il costruttore del modulo indica nel manuale di installazione. Serrare fuori da quella zona fa decadere la garanzia del modulo per quanto sano sia il resto della struttura.
Morsetto verso binario: il bullone del morsetto impegna la cava del binario e la coppia di serraggio si legge nel manuale di sistema. Morsetti poco serrati lasciano scorrere i moduli nei cicli termici, morsetti troppo serrati deformano la cornice e fessurano le celle.
Binario verso fissaggio: ganci, ponti e morsetti per aggraffatura hanno ciascuno una portata dichiarata a trazione e a compressione. Il sollevamento sollecita a estrazione le viti del gancio, ed è di solito quello il valore limitante, non il carico da neve verso il basso.
Fissaggio verso edificio: la vite di un gancio da tetto richiede legno sano di spessore adeguato, una vite autoperforante richiede lo spessore di lamiera previsto dalla scheda tecnica e una vasca di zavorra richiede un tetto che possa davvero reggere la massa aggiunta.

Consiglio dalla pratica

Lasci un gioco di dilatazione termica alle giunzioni dei binari e spezzi le file lunghe in sezioni. L'alluminio si dilata di circa 0,023 mm per metro per kelvin, quindi un binario continuo da 20 m si muove di circa 27 mm su un'escursione di 60 K tra una notte invernale e la superficie di un tetto d'estate. Una fila rigida senza giunto di dilatazione scarica quel movimento sui ganci da tetto, e la sentirà scricchiolare al primo pomeriggio caldo.

Passo 3: zona di vento, zona di neve e calcolo statico

I carichi derivano dalla EN 1991-1-4 per il vento e dalla EN 1991-1-3 per la neve, applicate tramite la relativa appendice nazionale. I dati di ingresso sono zona di vento e di neve, categoria di terreno, altezza dell'edificio, pendenza del tetto e posizione di ogni modulo sul tetto. Il risultato è un passo massimo tra i fissaggi, un numero di fissaggi richiesto o una massa di zavorra per posizione.

Le zone all'interno del tetto: angoli e bordi subiscono depressioni molto più elevate del campo interno, a volte il doppio. Per questo i campi vengono arretrati di una distanza definita da ogni bordo del tetto e i moduli di bordo ricevono fissaggi o zavorra aggiuntivi.
La neve fa flettere, il vento fa estrarre: il carico da neve inflette il binario tra gli appoggi, il sollevamento da vento estrae i fissaggi dal tetto. Una struttura può essere adeguata per un caso e al limite per l'altro, quindi vanno verificati entrambi.
Il calcolo verifica il sistema, non l'edificio: un configuratore conferma il kit di montaggio. Su tetti datati, capannoni commerciali e su qualsiasi soluzione forata per tetto piano un ingegnere strutturista deve comunque confermare che l'edificio regga il carico.
Conservi il risultato: il report del configuratore, con zona, categoria di terreno e altezza dell'edificio dichiarate, fa parte del fascicolo di consegna. È la prova che passi e zavorre sono stati progettati e non stimati.

Passo 4: luci dei binari, sbalzo e altezza del profilo

La scelta del binario è un compromesso tra costo del profilo e numero di fissaggi. Un profilo più alto copre luci maggiori con meno appoggi, soluzione quasi sempre più economica su un tetto difficile in cui ogni fissaggio significa sollevare una tegola, forare e sigillare.

Luce: la distanza tra due appoggi, definita dal modulo di resistenza del profilo e dal carico da neve. Sui tetti a falda residenziali si colloca comunemente tra 1,2 e 1,7 m, ma fa fede la tabella di sistema, non l'abitudine dell'ultimo cantiere.
Sbalzo: la sporgenza del binario oltre l'ultimo appoggio. Come regola operativa dovrebbe restare vicino a un terzo della luce adottata e non va mai lasciato lungo solo perché il travetto finiva prima. Uno sbalzo lungo unito alla depressione di zona di bordo è il classico cedimento con binario piegato.
Giunzioni: i connettori di binario prolungano una fila ma hanno regole di luce proprie, e una giunzione non dovrebbe trovarsi direttamente sopra un appoggio se il costruttore non lo consente. Le giunzioni scorrevoli fungono anche da giunti di dilatazione.
Orientamento: le disposizioni dei moduli in verticale e in orizzontale caricano i binari in modo diverso e cambiano quanti binari servono per fila. Definisca il layout prima di ordinare le lunghezze dei profili.

Passo 5: alluminio, acciaio inox e separazione galvanica

I profili strutturali sono tipicamente in alluminio EN AW-6005T6 o 6063 con viteria in acciaio inox A2 o A4. L'alluminio mantiene basso il peso proprio, l'inox sopporta la forza di serraggio. Quell'abbinamento è standard e l'effetto galvanico tra i due è modesto in atmosfere normali. I problemi arrivano quasi sempre da un terzo materiale.

A2 o A4: l'A2 (1.4301) va bene nell'entroterra. Scelga l'A4 (1.4401 o 316) entro pochi chilometri dalla costa e in atmosfere industriali, agricole o con piscine, dove cloruri e ammoniaca aggrediscono l'A2.
Rame e piombo: la differenza di potenziale rispetto all'alluminio è ampia. Il dilavamento da una scossalina in rame o da una conversa in piombo su un binario in alluminio basta a innescare la vaiolatura, quindi separi con EPDM o devii l'acqua.
Calcestruzzo e malta freschi: l'attacco alcalino corrode l'alluminio nudo, quindi blocchi di zavorra e facce di fondazione richiedono uno strato separatore o una superficie di contatto rivestita.
Utensili: non tagli l'alluminio con dischi o lame usati sull'acciaio. Le particelle ferrose incorporate arrugginiscono e macchiano il profilo. Sbavi e protegga ogni estremità tagliata.
Equipotenzialità: binari e cornici dei moduli vengono collegati al sistema equipotenziale e vanno rispettate le distanze di separazione da eventuali impianti esterni di protezione contro i fulmini.

Passo 6: il sopralluogo di montaggio, in ordine

Una struttura quotata su fotografia è una struttura che verrà riquotata in cantiere. Svolga il sopralluogo con una sequenza fissa, così nulla resta presunto.

Identifichi il manto e il suo stato: tipo di tegola, profilo e spessore della lamiera, tipo di aggraffatura o materiale della membrana, oltre a eventuali fragilità o riparazioni esistenti.
Misuri la sottostruttura: passo e sezione di travetti o arcarecci, stato dei listelli, assito e spessore dell'isolante, dall'interno del sottotetto quando possibile.
Registri la geometria: pendenza, azimut, altezza di colmo e gronda, campo utile dopo gli arretramenti di bordo e ogni ostacolo come sfiati, abbaini, antenne e calate di protezione contro i fulmini.
Determini i dati di carico: zona di vento, zona di neve, categoria di terreno e altezza dell'edificio, poi faccia girare il configuratore con quei valori.
Pianifichi i percorsi: tracciato del cavo DC, punto di attraversamento del tetto, percorso di messa a terra e accesso per sollevare binari e moduli sul tetto.
Fotografi e documenti: il verbale di sopralluogo è la base su cui si costruiscono il calcolo statico e la distinta materiali, ed è ciò che la tutela se in seguito il tetto risulta diverso.

Confronto rapido tra le famiglie di strutture

Famiglia di struttura	Come vengono scaricati i carichi	A che cosa fare attenzione
Tetto a falda	Ganci da tetto, ponti per lamiera o morsetti per aggraffatura su travetti e arcarecci	Passo dei travetti, estrazione delle viti sotto sollevamento, sigillatura delle forature
Tetto piano, zavorrato	Blocchi di calcestruzzo o vasche di ghiaia su tappetini di protezione, senza foratura	Massa aggiunta, zone d'angolo e di bordo, compatibilità della membrana
Tetto piano, con foratura	Supporti sigillati fissati al solaio di copertura o alla struttura	Dettagli di raccordo eseguiti da un lattoniere, garanzia del tetto concordata in anticipo
Pensilina e impianto a terra	Pali su plinti in calcestruzzo o pali a vite	Condizioni del terreno, progetto delle fondazioni, drenaggio, altezza libera, percorsi cavi
Binari e morsetti	Il profilo copre la luce tra i fissaggi, i morsetti stringono la cornice del modulo	Limiti di luce e sbalzo, zona di serraggio, coppia, giochi di dilatazione

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FAQ

Domande frequenti sulle strutture solari

Che differenza c'è tra una struttura per tetto a falda e una per tetto piano?

Una struttura per tetto a falda sfrutta l'angolo esistente del tetto e si fissa a travetti o lamiera, quindi è leggera ed economica. Una struttura per tetto piano crea la propria inclinazione e di norma contrasta il sollevamento da vento con la zavorra invece che con le forature, il che aggiunge massa ma lascia intatta l'impermeabilizzazione.

Quanto possono distare i ganci da tetto su un binario?

La luce deriva dall'altezza del profilo e dal carico da neve secondo le tabelle di sistema, e sui tetti a falda residenziali cade comunemente tra 1,2 e 1,7 m. Zone con più neve significano più punti di fissaggio, non un binario più lungo. Non allarghi mai una luce per raggiungere un travetto comodo.

Quanto binario può sporgere oltre l'ultimo fissaggio?

Tenga corto lo sbalzo, come regola operativa circa un terzo della luce adottata, e sempre entro il limite del costruttore del sistema. Le sporgenze sul bordo del tetto si sommano alla depressione da vento più elevata, ed è lì che i binari si piegano e i morsetti terminali si sfilano.

Serve un calcolo statico per una struttura solare?

Sì. I carichi da vento secondo EN 1991-1-4 e da neve secondo EN 1991-1-3 con l'appendice nazionale definiscono il passo dei fissaggi o la massa di zavorra, e il risultato del configuratore fa parte del fascicolo di consegna. Su tetti datati e capannoni commerciali anche un ingegnere strutturista deve confermare che l'edificio regga il carico.

Perché angoli e bordi del tetto richiedono più fissaggi?

Il vento che scorre su un edificio si distacca ai bordi e vi genera una depressione molto più elevata che al centro del tetto, a volte circa il doppio. I moduli di bordo e d'angolo richiedono quindi fissaggi o zavorra aggiuntivi, e i campi vengono arretrati di una distanza definita dal perimetro del tetto.

Devo lasciare uno spazio tra i moduli e tra i binari?

Sì. L'alluminio si dilata di circa 0,023 mm per metro per kelvin, quindi le file lunghe richiedono giunti di dilatazione alle giunzioni e le distanze tra i moduli previste dal sistema. Senza di essi il movimento si scarica sui ganci da tetto e i fissaggi si allentano o il manto si danneggia.

Posso usare binari in alluminio con bulloni in acciaio inox?

Sì, i profili in alluminio con viteria inox sono l'abbinamento standard e l'effetto galvanico è modesto in aria normale. Usi inox A2 nell'entroterra e A4 vicino alla costa o in atmosfere industriali e agricole. I rischi veri sono rame, piombo e alluminio nudo a contatto con calcestruzzo fresco.

Che cosa deve registrare un sopralluogo di montaggio?

Tipo e stato del manto, passo e sezione di travetti o arcarecci, pendenza e azimut misurati, altezza di colmo e gronda, ostacoli e arretramenti di bordo, oltre a zona di vento, zona di neve e categoria di terreno. Aggiunga i percorsi previsti per cavi e messa a terra. La distinta materiali si costruisce su quel verbale.

Quali morsetti sono adatti ai miei moduli?

L'altezza del morsetto deve corrispondere alla cornice del modulo, di norma 30, 35 o 40 mm, e il morsetto deve trovarsi entro la zona di serraggio indicata nel manuale di installazione del modulo. I morsetti intermedi tengono due moduli adiacenti, quelli terminali chiudono la fila, ed entrambi si serrano alla coppia indicata.

Quando una struttura autoportante è migliore di una su tetto?

Quando il tetto è inadatto, non disponibile o mal orientato, oppure quando vuole libertà di scelta su inclinazione, interasse tra le file e spazio libero posteriore. Telai a terra e pensiline costano di più per via delle fondazioni, ma lasciano intatto l'edificio e si prestano bene ai moduli bifacciali.

Il passo dei fissaggi, le luci dei binari e la zavorra seguono un calcolo statico riferito allo specifico tetto, alla zona di vento e alla zona di neve.

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Perché gli installatori di tutta Europa ordinano le strutture da noi

ONSA Plus è un distributore B2B europeo di fotovoltaico, accumulo a batteria, pompe di calore e stazioni di ricarica per veicoli elettrici. Nei nostri magazzini nell'UE teniamo sempre disponibili oltre 1.500 prodotti di più di 25 marchi, tra cui Huawei, Solis, SolaX e Dyness.

Non siamo soltanto un'azienda commerciale. Progettiamo e assistiamo noi stessi gli impianti energetici, quindi rispondiamo alle domande su fissaggio al tetto, calcolo dei carichi e compatibilità dei materiali partendo dalla pratica progettuale, non da un catalogo. La garanzia la gestisce direttamente con noi e acquista per singola commessa.

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