Introducción del Producto

Dentro de la fotovoltaica integrada en edificios (BIPV), el solar en techos destaca como la forma de aplicación más importante. Los techos gozan de excelentes condiciones de luz solar, no se ven afectados por la orientación del edificio, son menos propensos a sombras y pueden absorber completamente la radiación solar. Estas ventajas hacen del techo el lugar privilegiado para capturar energía solar. El PV en techos generalmente se divide en dos categorías principales: PV en techos inclinados y PV en techos planos.

Parámetros Técnicos

PV en Techos Inclinados

Montaje Directo en Techos Inclinados: Los módulos PV se colocan típicamente planos siguiendo la dirección de la superficie del techo inclinado. Se deja un espacio entre los módulos y el techo para permitir el enrutamiento de cables y la ventilación para la disipación de calor, como se muestra arriba.

Para techos inclinados de hormigón nuevos o techos inclinados de hormigón tipo villa (cubiertos con tejas), generalmente se pueden pre-insertar pernos durante la etapa de diseño, y la impermeabilización del techo se maneja mediante prácticas convencionales. Al instalar la base del módulo, la capa impermeable debe extenderse sobre la base y las partes metálicas embebidas, con tratamiento de sellado alrededor de los pernos de anclaje. Donde se penetre la capa impermeable, se debe usar sellador impermeable para llenar el espacio y bloquear cualquier vía de infiltración de agua de lluvia. También se debe agregar una capa impermeable adicional debajo de la base, de modo que incluso si ocurre una fuga en la parte superior de la base, el agua de lluvia no llegue a la capa estructural. (cubierto con baldosas), los pernos generalmente se pueden pre-embutir durante la etapa de diseño, y la impermeabilización del techo se maneja mediante prácticas convencionales. Al instalar la base del módulo, la capa impermeable debe extenderse sobre la base y las piezas metálicas empotradas, con tratamiento de sellado alrededor de los pernos de anclaje. Donde se penetre la capa impermeable, se debe usar sellador impermeable para llenar el espacio y bloquear cualquier vía de infiltración de agua de lluvia. También se debe agregar una capa impermeable adicional debajo de la base, de modo que incluso si ocurre una fuga en la parte superior de la base, el agua de lluvia no llegue a la capa estructural.

Para techos de acero color de gran área de fábricas y almacenes techos de acero color de gran área de fábricas y almacenes, la pendiente generalmente es del 5% al 10%. Los módulos pueden colocarse paralelos a la pendiente del techo o disponerse con un cierto ángulo de inclinación. Los soportes superiores se conectan a la estructura portante del techo mediante varios conectores y fijaciones. Diferentes estructuras de paneles de acero de color requieren diferentes abrazaderas de soporte: cuanto mejor coincida la abrazadera con la teja de acero de color, mayor será la confiabilidad del sistema de montaje.

Para techos de acero color de gran área de fábricas y almacenes proyectos de modernización que añaden fotovoltaica a techos de acero de color existentes, el método de fijación debe elegirse según la estructura del panel del techo: se utilizan conexiones adecuadas con abrazaderas, conexiones con pernos perforados o unión con adhesivo químico para montar los soportes fotovoltaicos en el panel del techo. Se debe prestar especial atención a reforzar la impermeabilización del techo después de agregar el equipo fotovoltaico, especialmente para los conectores que atraviesan el panel del techo. Se pueden aplicar juntas impermeables u otros adhesivos estructurales de sellado para garantizar el rendimiento de impermeabilización. Además, la carga estructural del marco de acero original del techo, las cerchas, las correas y los paneles del techo debe volver a verificarse mediante un análisis de esfuerzos en los elementos portantes para garantizar la seguridad estructural.

Construcción e instalación de tejas solares: Para techos inclinados de concreto nuevos o techos inclinados de concreto tipo villa (cubiertos con tejas), además del tipo montado directamente común, muchos proyectos adoptan la forma de tejas solares. Un techo de tejas es un tipo de techo inclinado cuya forma distintiva exige un alto estándar de apariencia del módulo. Por lo tanto, las tejas solares se utilizan a menudo para integrarse con el techo del edificio, como se muestra arriba.

Las tejas solares preservan el estilo arquitectónico general, suministran energía al edificio y reducen la temperatura interior al mismo tiempo. Las tejas solares deben coincidir con las dimensiones modulares de las tejas de techo comunes y no deben interferir con la función normal de drenaje del techo. La construcción de tejas solares se muestra arriba.

Fotovoltaica en techo plano

Colocación directa: Para los techos planos de concreto más comunes de los edificios, se adopta un arreglo fotovoltaico de inclinación fija, utilizando soportes de acero fijados sobre pilares de concreto en el techo. Los soportes de los módulos se disponen con soportes transversales a lo largo de la dirección longitudinal de la unidad estructural. Se utilizan conexiones atornilladas entre los soportes y las bases, entre los miembros del soporte y entre los soportes y las correas.

Este método de montaje soporta una carga estructural relativamente pequeña, es fácil de instalar, generalmente no afecta la seguridad de la estructura del techo del edificio, no daña el sistema de impermeabilización original del techo y tiene un costo económico relativamente bajo. Para edificios nuevos, se pueden reservar pilares de concreto durante la etapa de diseño según las dimensiones específicas de instalación del soporte, lo que facilita la instalación. El ángulo de inclinación de los soportes de los módulos se puede calcular utilizando software solar fotovoltaico relevante según la latitud local y la disposición del techo, seleccionando el ángulo óptimo de orientación solar e inclinación.

Cuando los módulos se colocan inclinados, se debe considerar la separación entre filas del arreglo fotovoltaico para evitar que la fila delantera sombree a la trasera. La elección del ángulo de inclinación y la separación entre filas debe coordinarse con las dimensiones específicas del espacio disponible en el techo. Bajo la premisa de satisfacer las condiciones de luz solar, se debe seleccionar la inclinación y configuración óptimas sopesando todos los factores, para aumentar la capacidad instalada por área de techo y mejorar la eficiencia de generación de energía. Basándose en la experiencia de diseño pasada, los sistemas fotovoltaicos instalados de esta manera tienen una capacidad instalada de aproximadamente 120–160 Wp/m² por unidad de área, y se recomienda estimar en 150 Wp/m² durante el diseño del esquema.

Los techos de los edificios albergan muchas instalaciones electromecánicas como torres de enfriamiento, ventiladores de ventilación y contra incendios, equipos de suministro y drenaje de agua, y tuberías, así como cajas de escaleras, cuartos de máquinas de ascensores y tanques de agua contra incendios en la azotea que sobresalen del techo. Todo esto afecta significativamente la colocación de los arreglos fotovoltaicos. El área de techo disponible y continua para los módulos puede ser pequeña o estar dispersa, lo que es desfavorable para la disposición del sistema y la combinación de cables. Se debe realizar comunicación y coordinación con las disciplinas arquitectónica y electromecánica desde las primeras etapas del diseño para asegurar mejores condiciones y área de instalación.

Instalación Elevada: Para hacer un uso efectivo del espacio y superar los inconvenientes del montaje directo en el techo, se puede utilizar una disposición elevada. Se agrega un marco de acero tipo toldo en una posición alta del techo para soportar los módulos fotovoltaicos sin afectar la disposición y el uso de los equipos en la azotea. Los soportes de los módulos se atornillan a las correas de la estructura de acero del toldo, adoptando una inclinación horizontal general en la que los módulos se colocan planos sobre la estructura de acero del toldo, como se muestra arriba.

Este método maximiza el uso del área del techo y evita interferencias con la disposición de los equipos en la azotea, pero se deben considerar varios problemas. Primero, la seguridad. Dado que la marquesina de acero supera la altura del parapeto, condiciones climáticas extremas (como tifones fuertes) podrían levantar los módulos y hacer que caigan, representando un peligro abajo. Por lo tanto, el ángulo de inclinación de la instalación no debe ser demasiado grande, y se debe volver a verificar la resistencia de las conexiones de montaje. Segundo, el impacto de la marquesina de acero en la altura del edificio y el coeficiente de ocupación del suelo. Aunque la marquesina está abierta por todos los lados, los propietarios podrían cerrarla posteriormente para su uso, por lo que es necesario confirmar con las autoridades locales de construcción y planificación si la estructura puede estar exenta de los cálculos de altura y coeficiente de ocupación del suelo. Tercero, si los equipos electromecánicos en la azotea como torres de enfriamiento, ventiladores de extracción y tuberías de ventilación pueden cubrirse desde arriba, debe negociarse y confirmarse con las disciplinas relevantes.

Para edificios nuevos con techo de acero color, se puede seleccionar un panel de techo fotovoltaico integrado para colocar módulos en todo el techo, sin soportes, de instalación rápida, transitable y que no requiere reservar canales de mantenimiento o limpieza. En comparación con agregar módulos comunes sobre paneles de techo metálicos tradicionales, esta solución integrada tiene un mejor rendimiento en resistencia al viento, impermeabilización, protección contra incendios y aprovechamiento total del área de techo disponible, como se muestra arriba.

Ventajas Técnicas

• Las azoteas ofrecen una exposición solar superior, libertad de restricciones de orientación y sombreado mínimo

• Múltiples estrategias de montaje se adaptan a techos de concreto, acero color, tejas e integrados

• Las tejas solares preservan la estética arquitectónica mientras reducen la temperatura interior

• La impermeabilización reforzada y la revisión estructural garantizan la seguridad del techo a largo plazo

• El ángulo de inclinación optimizado y el espaciado entre filas maximizan la capacidad instalada y la eficiencia de generación

• Los paneles de techo fotovoltaicos integrados proporcionan techos sin soportes, transitables y resistentes a la intemperie

Aplicación del producto

Las soluciones fotovoltaicas en tejados se aplican en una amplia gama de tipos de edificios: villas residenciales con techos inclinados de hormigón o tejas, fábricas y almacenes industriales con grandes techos de acero de color, estructuras existentes que se someten a una modernización fotovoltaica y edificios comerciales con techos planos de hormigón llenos de equipos electromecánicos. Ya sea mediante montaje directo, tejas solares, matrices de inclinación fija, estructuras de dosel elevadas o paneles de techo fotovoltaicos totalmente integrados, cada enfoque se puede adaptar a las condiciones del sitio para equilibrar el rendimiento energético, la impermeabilización, la seguridad estructural y la apariencia arquitectónica.

Opinión de Ooitech

Como proveedor global de líneas de producción de paneles solares, Ooitech cree que la diversidad de escenarios de techos descritos aquí, desde villas con tejas hasta toldos elevados de fábrica, es exactamente la razón por la que la calidad del módulo y la consistencia dimensional importan tanto en el origen. Las tejas solares deben coincidir con la modularidad de las tejas, y las matrices elevadas deben soportar cargas de tifón, por lo que las etapas de enmarcado, laminación y prueba EL de la producción de módulos determinan directamente si estos techos permanecen impermeables y seguros durante décadas. Para los ingenieros que quieran ver cómo se construyen realmente los módulos confiables, siguiendo el canal de YouTube de Ooitech en www.youtube.com/ooitech ofrece una mirada más cercana a la línea de producción detrás de cada instalación confiable en el techo.