Fonte: nef.org.uk
O carregamento de vento precisa considerar a velocidade máxima do vento recorrente e não, como é usado para micro turbinas eólicas, velocidades médias. Este mapa mostra as velocidades máximas do Reino Unido em metros por segundo e, em termos gerais, nenhum painel solar normal montado adequadamente pode adicionar uma carga insegura de vento a um telhado típico do Reino Unido nas zonas I a III, pelo que pode ser utilizado um método de cálculo simplificado. Atenção especial deve ser paga nas Zonas IV e V, principalmente no norte e oeste da Escócia e nas Ilhas do Norte e Oeste.
Onde forem necessários cálculos mais detalhados, o Eurocódigo [Nota 1] para carregamento de vento em estruturas de construção e o respectivo Anexo Nacional do Reino Unido devem ser usados. O processo de cálculo tem seis etapas:
Determinar a velocidade do vento no local Vs
Determine a velocidade efetiva do vento
Determinar a pressão dinâmica qs = 0,613 Ve2
Determinar pe de pressão superficial externa
Determinar a pressão superficial interna pi
Determinar a carga líquida no módulo fotovoltaico P = (pe - pi) A
Esta página não tentará mostrar todos os fatores trazidos, mas as informações necessárias incluem a altura do edifício, altitude, distância do mar, a distância da borda da cidade, altitude do local, topografia, distância e altura dos edifícios circundantes e outros fatores para todas as 12 direções do vento. O BRE Digest 436 fornece mais informações sobre este processo e existe um programa BREVE BREVE. O Anexo Nacional fornece coeficientes de pressão externos para uma ampla gama de formas de telhado, incluindo telhados planos, telhados de monopitch, telhados tradicionalmente inclinados e telhados de quadril, mas não trata especificamente de painéis fotovoltaicos ou outros painéis solares.
Este diagrama mostra um plano esquemático de um telhado inclinado com o vento vindo de duas direções (oeste e sul se o norte é o topo do diagrama), mostrando as várias zonas de pressão do vento no telhado para as quais os cálculos podem precisar ser realizados.
Nas zonas I a III, muitas vezes é possível usar uma fórmula simplificada para a força do vento: F = qsCpnetCaA onde:
qs é a pressão dinâmica do vento.
Cpnet é o coeficiente de pressão líquido.
Ca é um fator de efeito de tamanho que reduz para um valor de 1 para um array com menos de 5m na diagonal.
A é a área carregada do módulo PV.
Neste caso, a pressão dinâmica do vento (qs) pode ser encontrada em tabelas de referência que consideram apenas a altura, a altitude e a zona do edifício e se a topografia local é significativa ou não. Existem dois valores necessários para o coeficiente de pressão líquido - um para potencial de subida e outro para a força descendente.
Altura e design do painel
O projeto da EurActive Roofer já havia identificado cinco arranjos básicos de painéis. Em essência, para os painéis montados tradicionalmente na superfície de um telhado, o Cpnet também pode ser encontrado em tabelas, com os valores variando se estão ou não dentro de 300 mm da borda do telhado - portanto, isso se torna um recurso de design importante. O tipo de fixação também é crucial para os painéis de compensação tradicionais. Fixações de gancho não devem ser tão flexíveis que levantem significativamente as telhas ao redor. A folga máxima entre os ladrilhos com um gancho instalado deve ser menor que 6 mm e é recomendado que a deflexão máxima do gancho seja menor que 70 mm na carga de vento do projeto. Isso pode ser verificado aplicando-se a carga de vento de projeto a um teto de gancho ou manequim usando pesos e um sistema de polias e medindo a deflexão residual.
Os projetos integrados que são nominalmente herméticos podem ser tratados como qualquer outro revestimento de telhado de acordo com o Eurocódigo (desde que não ultrapassem o teto em mais de 100 mm). Telhas ou ardósias permeáveis ao ar também usam uma variante no método de cálculo simplificado, com alguma tolerância para se encaixar ou não nas ripas principais do telhado diretamente.
Situação dos módulos fotovoltaicos nos telhados planos
Isso é um pouco mais complexo, dependendo, em parte, de se eles são mecanicamente fixos ou autônomos. Ambos precisarão resistir à elevação do vento, mas os módulos independentes também precisarão resistir ao deslizamento. As cargas de vento dependerão da localização do módulo no telhado, se o telhado tem um parapeito e se a estrutura de suporte de PV está aberta ou totalmente revestida. Os cálculos também precisarão considerar onde os módulos estão no telhado, com diferentes coeficientes de pressão líquidos aplicados para aqueles próximos à borda, nos cantos ou no centro do telhado. Em telhados planos, um cálculo-chave pode ser determinar se há risco de capotamento. Para isso, a massa da unidade e do lastro deve exceder a força do vento (momento), que por sua vez é afetada pelo ângulo de inclinação do painel.
Nota 1: BS6399: Parte 2 (Código de práticas para o carregamento eólico em Estruturas de Edifícios) foi retirado em março de 2010 e substituído por BS EN 1991-1-4: 2005 Eurocódigo 1: Ações em estruturas: Parte 1-4: Ações eólicas e NA para BS EN 1991-1-4: 2005 - Anexo Nacional do Reino Unido ao Eurocódigo 1. Ações em estruturas. Ações gerais. Ações de vento (setembro de 2008).
Gostaríamos de agradecer ao BRE e aos outros parceiros do projeto EurActive Roofer pela assistência com esta página. As informações fornecidas são apenas para orientação e não devem ser usadas no lugar de cálculos de engenharia adequados, de acordo com os padrões britânicos relevantes.
Esta informação baseia-se no trabalho realizado pelo projecto EurActive Roofer, que decorreu entre 2005 e 2008, e foi apoiado pelo programa da União Europeia para as acções horizontais que envolve as PME.