Instalación general de la estructura soporte del colector solar.


Instalación general de la estructura soporte del colector solar.

Si se instalan colectores solares en un tejado cuya orientación e inclinación no son las adecuadas, la captación de radiación se va a ver sensiblemente reducida. Cuando no se dispone de un tejado bien orientado los paneles deben situarse sobre una estructura soporte, para conseguir de esta forma el correcto ángulo de incidencia de los rayos solares.

 



Las estructuras de soporte se emplean también en:

• Terrazas sin inclinación o tejados planos.

• Superficies irregulares.

• Superficies verticales como fachadas.

• Dispositivos que generan sombras como marquesinas o voladizos.

• Superficies donde afecten sombras generadas por otras estructuras o edificios.

Cuando se diseña una estructura de soporte, se debe garantizar que la orientación y la inclinación del colector siempre serán las óptimas, ya que no hay que adaptarla a ninguna superficie de características ya determinadas. De este modo se maximiza el rendimiento de la instalación.

 

Colocación de las estructuras soporte.

Es necesario tener en cuenta las siguientes especificaciones para la colocación de las estructuras que soportan los colectores solares:

• Las estructuras de soporte son necesarias siempre que se coloquen los colectores en terrazas planas o superficies irregulares.

• En la mayoría de los casos se usan modelos estándar que están diseñados para el anclaje directo de los colectores, aunque la zona de ubicación debe analizarse con detalle, para confirmar que son modelos adecuados o de lo contrario deben ser modificados o fabricados según otras especificaciones técnicas.

• Cada fabricante de colectores suele ofertar estructuras soporte diseñadas para paneles también de su propiedad. Los diseños contemplan la ubicación en terrazas planas y la fijación a la superficie con tirafondos.

• Los cambios de temperatura que deben soportar los colectores durante las diferentes estaciones del año dan lugar a fuertes dilataciones en los materiales. Con objeto de evitar que estas dilataciones puedan ocasionar problemas en el funcionamiento de la instalación, los paneles de una misma fila deben estar separados unos centímetros entre sí.

• Por otro lado, la separación necesaria para realizar las conexiones entre paneles ya es una forma de evitar los problemas de dilatación de materiales.

• La posición de anclaje definitiva de los captadores tendrá en cuenta que éstos se encuentren alejados de obstáculos que puedan proyectar sombra como chimeneas, edificios próximos, árboles, existencia de otros colectores ya instalados, etcétera.

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Anclaje de las estructuras.

Todos los elementos del subconjunto captador deben ir convenientemente anclados para evitar que el viento los levante, especialmente los colectores planos, ya que su forma provoca el efecto vela que multiplica la acción del viento.

El diseño de la estructura debe tener en cuenta el ángulo de inclinación especificado para el captador, su orientación y la facilidad de montaje, desmontaje y acceso de los captadores.

La estructura se diseña y construye de forma que los apoyos de sujeción del captador sean suficientes en número y tengan el área de apoyo y posición relativa adecuados, de forma que no se produzcan flexiones del captador superiores a las permitidas por el fabricante.

Se realizarán las perforaciones necesarias protegiéndolas con collarines estancos o similares para evitar el paso del agua de lluvia. Algunas formas de anclaje:

La estructura se pintará con la pintura adecuada y con el color que mejore la estética del edificio, y nunca se taladrará después de haber sido pintada.

La mayoría de los fabricantes de colectores dan indicaciones acerca de las características de la estructura del soporte y anclaje, pero en general se realizarán las siguientes consideraciones:

1.No es aconsejable traspasar con el anclaje la cubierta del edificio porque puede ocasionar entradas de agua. Se deberán construir muros de hormigón armado para segurar la sujeción total.

2.La dimensión mínima del muro de hormigón (armado con varilla metálica) debe ser 20×20 cm. Los últimos anclajes de cada hilera han de estar a 25 cm del extremo del muro.

3.Se tendrá en cuenta la protección contra la corrosión, sobre todo en zonas cercanas al mar, realizando un galvanizado por inmersión en caliente.

4.Todos los tornillos han de ser de acero inoxidable.

 

De acuerdo al CTE SECCIÓN HE-4 Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria:

• Se aplicará a la estructura soporte las exigencias del Código Técnico de la Edificación en cuanto a seguridad.

• El cálculo y la construcción de la estructura y el sistema de fijación de captadores permitirá las necesarias dilataciones térmicas, sin transferir cargas que puedan afectar a la integridad de los captadores o al circuito hidráulico.

• Los puntos de sujeción del captador serán suficientes en número, teniendo el área de apoyo y posición relativa adecuadas, de forma que no se produzcan flexiones en el captador, superiores a las permitidas por el fabricante.

• Los topes de sujeción de captadores y la propia estructura no arrojarán sombra sobre los captadores.

• En el caso de instalaciones integradas en cubierta que hagan las veces de la cubierta del edificio, la estructura y la estanqueidad entre captadores se ajustará a las exigencias indicadas en la parte correspondiente del Código Técnico de la Edificación y demás normativa de aplicación.”

 

Componentes de la estructura de soporte.

La estructura se construye con tubo de acero galvanizado de sección redonda o cuadrada. Está formada por dos apoyos o barras horizontales donde se sujetan los colectores, uno en la parte superior y otro en la inferior.

La distancia entre los apoyos será la misma que la distancia entre los anclajes de los paneles. Los apoyos, a su vez, se unen con dos tirantes oblicuos del mismo material. En la parte trasera se disponen dos tirantes verticales cuya altura determina la inclinación final.

Por último se sueldan cuatro anclajes de acero, uno en cada tirante trasero y dos en el apoyo horizontal inferior, que garantizan la correcta sujeción de la estructura. Si ésta es de grandes dimensiones, ya que debe soportar un gran número de colectores, se aumenta el número de tirantes y apoyos para garantizar que las flexiones a las que se somete el captador no sean superiores a las permitidas por el fabricante.

Los topes de sujeción de los colectores y la propia estructura no pueden arrojar sombra sobre los propios colectores.

Todos los taladros y soldaduras necesarios se efectuarán antes de proceder al galvanizado o cincado final.

La tornillería y piezas auxiliares deben ser de acero inoxidable para garantizar de esta forma que la estructura soportará las inclemencias meteorológicas adversas durante toda la vida útil de los colectores.

La longitud de los tirantes traseros determina la inclinación final de los captadores, por eso es importante un estudio previo correcto de la inclinación óptima del soporte para el lugar donde se realice la instalación. La inclinación óptima depende también de la latitud del lugar de instalación.

Los tirantes traseros pueden ser extensibles para optimizar los rendimientos en épocas de fuerte irradiación solar y en invierno para compensar la pequeña inclinación de esta irradiación.

Esta movilidad de los soportes se obtiene gracias a la instalación de unos tirantes traseros telescópicos en lugar de los que había hace unos años que son más bien rígidos.

También es necesario dar libertad al apoyo horizontal inferior para que pueda girar sobre su propio eje.

Las distintas posiciones de los soportes se fijan con tornillos pasantes o con palometas en los tirantes. De una forma u otra la ganancia calórica que se consigue no es muy apreciable.

El diseño de los anclajes depende de la superficie sobre la que se vayan a colocar que puede ser una terraza, una cubierta o sobre el propio terreno. También se deberán tener en cuenta las tensiones que se puedan producir sobre los dispositivos como consecuencia de condiciones meteorológicas adversas.


 

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