O dimensionamento estrutural é uma etapa fundamental para a eficiência e longevidade das instalações de energia solar fotovoltaica (FV). As estruturas que acomodam os painéis devem ser projetadas para suportar seu peso e garantir que estejam devidamente posicionados para captar a maior quantidade de luz solar possível.
O desempenho dos painéis na produção de energia está, portanto, diretamente relacionado ao dimensionamento correto da estrutura de suporte. Caso a estrutura não seja projetada adequadamente, os painéis correm o risco de ficar em posições desfavoráveis para captação da luz ao longo do dia, resultando em uma menor geração de energia.
Como os painéis solares geralmente são instalados em telhados, terrenos ou outras áreas elevadas, é preciso que as estruturas (além de serem capazes de suportar seu peso), também consigam resistir a cargas de vento, chuva, neve e outras condições climáticas adversas.
Vale ressaltar que, quando feito de maneira inadequada, o dimensionamento estrutural pode levar a danos estruturais, acidentes e falhas no sistema.
Para desenvolver um projeto adequado para as estruturas FV, é preciso realizar uma análise completa, considerando as normas vigentes e outros aspectos importantes que ajudem a garantir a fixação segura do sistema como um todo.
Quais as normas para dimensionamento estrutural de estruturas FV?
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o órgão responsável pela normalização técnica no Brasil. Para garantir o dimensionamento adequado, eficaz e seguro de uma estrutura fotovoltaica, a ABNT determina algumas normas técnicas importantes. Veremos algumas delas abaixo.
ABNT NBR 6123
Também conhecida como “Forças devidas ao vento em edificações”, essa norma estabelece critérios para o dimensionamento de estruturas de construção civil em relação às cargas de vento.
Embora inicialmente desenvolvida para orientar a construção de edifícios, essa norma também possui relevância quando se trata da instalação de sistemas de energia solar em edificações.
A instalação adequada de painéis solares e seus suportes é essencial para garantir a segurança e o desempenho sustentável desses sistemas ao longo do tempo. Nesse contexto, a NBR 6123 desempenha um papel fundamental.
A norma define como as estruturas devem resistir às forças provocadas pelo vento, considerando diversos fatores, como a altura da edificação, sua localização geográfica, a forma do edifício e outros aspectos específicos.
Se tratando de sistemas de energia solar, a norma é relevante principalmente na determinação das cargas de vento que os painéis solares e seus suportes precisam suportar. Isso ajuda a garantir que esses elementos sejam resistentes o suficiente para aguentar ventos fortes sem se deslocarem ou causarem danos.
Dessa forma, essa norma contribui para a segurança dos sistemas de energia solar, garantindo que os painéis e suportes sejam projetados para durar ao longo do tempo, minimizando o risco de falhas estruturais.
ABNT NBR 14762
Intitulada “Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por perfis formados a frio”, trata-se de um importante documento técnico que estabelece os critérios e as diretrizes para o projeto e o dimensionamento de estruturas metálicas que utilizam perfis de aço formados a frio.
Essa norma é relevante em uma variedade de aplicações, principalmente na construção civil e em estruturas leves, como estruturas de sustentação para telhados. Ela estabelece critérios técnicos para o cálculo de resistência e estabilidade dessas estruturas, considerando os esforços a que elas estarão sujeitas.
Seu objetivo é garantir que as estruturas metálicas sejam seguras, confiáveis e adequadas às suas aplicações. Para isso, fornece as diretrizes necessárias para o projeto, a fabricação e a montagem dessas estruturas, contribuindo para a qualidade das construções onde são empregadas.
ABNT NBR 8800
Também chamada de “Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mistas de Aço e Concreto de Edifícios”, estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para o projeto, dimensionamento, construção e inspeção de estruturas de aço e estruturas mistas de aço e concreto utilizadas em edifícios e outras obras de engenharia civil.
Essa é uma referência fundamental para engenheiros civis, arquitetos e profissionais da construção civil que trabalham com estruturas metálicas ou mistas em seus projetos.
A norma abrange uma ampla variedade de tópicos relacionados a estruturas de aço e mistas, incluindo o projeto de perfis, dimensionamento de membros e conexões, análise estrutural, critérios de segurança, métodos de cálculo e requisitos de qualidade e inspeção.
Uma das principais preocupações da norma é garantir a segurança estrutural das construções. Para isso, inclui a definição de critérios de resistência, estabilidade e durabilidade para as estruturas de aço, levando em consideração as cargas de serviço e as situações de sobrecarga.
A norma é aplicável a uma variedade de estruturas, desde edifícios comerciais e industriais até pontes, torres, galpões e outras construções que envolvem estruturas de aço ou mistas. Também abrange, portanto, as estruturas metálicas para suporte de painéis fotovoltaicos.
Além das normas brasileiras, há também as internacionais, que são igualmente importantes. O cumprimento de ambas é essencial para garantir a segurança, qualidade e eficiência das estruturas fotovoltaicas, especialmente aquelas que utilizam produtos de aço e alumínio.
A seguir, você pode conferir mais detalhes das principais normas internacionais que regem o dimensionamento estrutural de instalações fotovoltaicas.
EN 1990
A EN 1990 é uma norma europeia que faz parte de uma série de normas técnicas chamadas de Eurocódigos, desenvolvidas pela Comissão Europeia de Normalização (CEN). O Eurocode 0 é o primeiro na série e serve como um documento fundamental que estabelece os princípios gerais para projetos estruturais.
Seu principal objetivo é harmonizar as práticas de projeto em engenharia civil, proporcionando um conjunto comum de diretrizes e critérios para o dimensionamento de estruturas civis, garantindo, assim, um alto nível de segurança, desempenho e durabilidade em construções.
Essa norma se aplica a uma ampla variedade de estruturas, incluindo edifícios, pontes, barragens, estradas e estruturas fotovoltaicas.
EN 1991-1-4
A EN 1991-1-4 é dedicada ao cálculo das ações do vento em estruturas e edifícios. Se concentra, portanto, nas cargas de vento que podem atuar sobre as construções e fornece diretrizes detalhadas para o dimensionamento seguro e eficiente das estruturas, levando em consideração as condições específicas do vento em cada localidade.
Sendo assim, desempenha um papel fundamental no projeto de estruturas, garantindo que elas sejam capazes de resistir às forças do vento, proporcionando segurança tanto para as estruturas quanto para as pessoas que as utilizam.
EN 1993-1-3
Esse documento é dedicado ao projeto de estruturas de aço, como suportes para painéis fotovoltaicos, considerando as características dos perfis formados a frio.
Engenheiros civis, profissionais da construção civil e projetistas de energia solar devem utilizar essa norma para garantir que suas construções atendam aos padrões de qualidade e segurança mais recentes, contribuindo assim para edifícios e infraestruturas duráveis e seguras.
EN 1999-1-1
Já a EN 1999-1-1 se concentra especificamente em projetos de estruturas de alumínio. Fornece diretrizes específicas e critérios técnicos para o dimensionamento seguro e eficiente de estruturas construídas com esse material. Para isso, leva em conta a fadiga, que é um aspecto importante em sistemas expostos ao ambiente externo.
A utilização de normas técnicas específicas e análises cuidadosas de aspectos específicos contribui para a confiabilidade e o desempenho otimizado de sistemas fotovoltaicos, assegurando seu desempenho na geração de energia renovável. No próximo tópico, confira quais os principais fatores que devem ser levados em conta.
Quais aspectos considerar ao fazer o dimensionamento estrutural?
Diversas análises são realizadas durante as etapas do dimensionamento. Esses processos visam verificar as cargas de vento previstas em norma e como elas podem afetar a integridade da estrutura, considerando a exposição ao pior cenário de vento possível e o que é necessário para que ela não seja comprometida.
O sistema estrutural de um edifício pode estar suscetível tanto a ações verticais quanto horizontais. Essas ações são geradas por cargas que podemos classificar como cargas permanentes e variáveis, dependendo das circunstâncias que se encontram.
Os módulos fotovoltaicos, por exemplo, entram na categoria de cargas permanentes, já que ficam fixos na estrutura. O vento, por sua vez, é um exemplo de carga variável, pois pode oscilar de acordo com a velocidade.
Abaixo, destacamos as principais considerações que devem ser levadas em conta ao realizar o dimensionamento estrutural de estruturas FV:
Análise de vento
Essa é uma das considerações mais importantes para determinar as cargas de vento que atuam sobre uma estrutura fotovoltaica. Ela considera aspectos como a velocidade e a direção do vento, bem como outras características específicas do local onde a estrutura será instalada.
Uma estrutura adequada e segura deve ser projetada para resistir a essas interferências, evitando instabilidades e possíveis colapsos durante a ocorrência de eventos climáticos adversos.
Dimensionamento estrutural
Como você deve imaginar, o dimensionamento dos materiais e componentes estruturais de uma instalação de energia solar fotovoltaica também é algo fundamental para garantir a estabilidade e a resistência do projeto como um todo.
Por isso, é preciso considerar fatores como o peso dos painéis, as cargas de vento e neve (se for o caso), a inclinação e orientação dos painéis, entre outros detalhes importantes. Para priorizar a resistência e durabilidade da estrutura, materiais como aço galvanizado e alumínio são comumente utilizados.
Desenho técnico
Outra etapa de suma importância no dimensionamento estrutural é a realização de um desenho técnico detalhado e preciso, que servirá para orientar a fabricação e a instalação da estrutura.
Esse desenho deve considerar todas as dimensões e especificações dos materiais que serão utilizados, bem como os pontos de fixação, conexões e detalhes construtivos necessários para garantir a montagem adequada da estrutura.
Instalação
Antes de partir para a instalação, é importante atentar para a qualidade dos equipamentos escolhidos para compor sua estrutura. A precisão das medidas e a qualidade da soldagem ou da montagem das peças são aspectos fundamentais. Dê preferência por fornecedores confiáveis e com credibilidade nessa área.
Na hora de instalar, é preciso seguir rigorosamente as especificações do projeto para garantir a fixação correta da estrutura no local escolhido.
Montagem da estrutura
Em seguida, é hora de realizar a montagem dos painéis fotovoltaicos na estrutura que foi preparada. Eles devem ser corretamente fixados à estrutura para evitar movimentações indesejadas. Siga as recomendações do fabricante dos painéis em relação à montagem e fixação.
Todas essas etapas (incluindo o acompanhamento das normas técnicas específicas) são fundamentais para assegurar o dimensionamento estrutural adequado de estruturas fotovoltaicas. Seguindo-as corretamente, você terá uma instalação eficiente, confiável e segura ao longo de toda sua vida útil.
10 Motivos para ser um integrador Solfácil
A Solfácil é conhecida por sua grande presença no sistema de financiamento de energia solar, no entanto, a organização oferece diversas facilidades e recursos para o integrador, o que resulta no melhor ecossistema para o profissional de energia solar, e nesse post falaremos mais sobre todos esses pontos.
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