EN
Un impianto su terreno è, dal punto di vista strutturale, un’ala bassa e larga. Il vento non spinge semplicemente contro di esso; genera una pressione su una faccia e una depressione sull’altra, e la forza di sollevamento risultante può superare notevolmente il peso della struttura stessa. Su siti esposti, il sollevamento causato dal vento – e non il carico verticale verso il basso – determina il dimensionamento delle fondazioni, delle rotaie e persino dei morsetti dei moduli. Questo è il motivo per cui un’esercitazione di progettazione solare su terreno ad alta velocità del vento differisce fondamentalmente dalla progettazione della stessa struttura per una località riparata nell’entroterra, e perché copiare un progetto realizzato in una zona tranquilla e applicarlo in una zona ventosa rappresenta uno degli errori più costosi del settore. 
I venti intensi modificano anche la natura del problema, non soltanto la sua entità. Le raffiche sono fenomeni dinamici e il loro effetto varia in funzione del tipo di terreno, dell’altezza dell’impianto, della presenza di edifici o vegetazione nelle vicinanze e della posizione di una fila all’interno dell’impianto. Le zone angolari e perimetrali subiscono pressioni significativamente superiori rispetto alla zona centrale. Di conseguenza, una progettazione adeguata in media potrebbe comunque fallire localmente; spesso il primo segnale di tale fallimento è un morsetto allentato o un modulo spostato, piuttosto che il crollo completo della struttura. L’elenco di controllo riportato di seguito è organizzato secondo la sequenza con cui tali questioni devono essere affrontate e segue l’ordine effettivo con cui va realizzata una progettazione per impianti fotovoltaici su terreno esposti a venti intensi.
Ogni progettazione relativa al vento parte da un valore specifico per il sito, e tale valore dipende dal periodo di ritorno adottato dal progetto. Una velocità di riferimento del vento ricavata da una mappa nazionale costituisce un punto di partenza, ma nel progetto devono essere definiti l’altezza di riferimento, il periodo di mediazione e il periodo di ritorno. Il proprietario del progetto, l’istituto finanziatore o l’assicuratore potrebbero richiedere un periodo di ritorno più lungo rispetto al minimo locale; tale requisito va stabilito fin dall’inizio, poiché influenza ogni calcolo successivo. Qualora il progetto si basi su una mappa regionale anziché su misurazioni effettuate direttamente sul sito, ciò deve essere indicato chiaramente nel documento di progettazione, in modo che la provenienza del valore rimanga tracciabile.
La velocità del vento sul sito viene convertita in una velocità del vento di progetto applicando fattori legati alla rugosità del terreno, alla topografia e all’altezza dell’impianto rispetto al suolo. Terreni agricoli aperti, fasce costiere, periferie urbane e valli con caratteristiche di canalizzazione generano tutte condizioni di esposizione diverse. Caratteristiche topografiche locali, come creste, scarpate e sommità di rilevati, possono accelerare il flusso d’aria e devono essere identificate a partire dai dati rilevati, non assunte per ipotesi. Due siti con la stessa velocità regionale del vento possono quindi produrre pressioni di progetto molto diverse. Qualora un sito si trovi in prossimità del confine tra due categorie di esposizione, l’adozione della categoria più severa rappresenta una scelta conservativa e facilmente giustificabile.
Il calcolo deve seguire uno standard definito e i coefficienti di carico prescritti da tale standard. I quadri normativi comuni considerano il vento come un’azione variabile combinata con il carico permanente e, ove applicabile, con le azioni dovute alla neve o al calore; la combinazione determinante è spesso quella che presenta il rapporto meno favorevole tra sollevamento e peso stabilizzante. La documentazione deve indicare lo standard e la sua edizione utilizzati, i coefficienti di carico applicati, l’altezza di riferimento e la categoria di esposizione. Senza tali informazioni, il calcolo non può essere esaminato, e un calcolo che non può essere esaminato non costituisce una prova.
Tre numeri diversi vengono spesso confusi nelle discussioni con i fornitori: la velocità del vento misurata o mappata sul sito, la velocità del vento di progetto utilizzata per il calcolo strutturale e qualsiasi velocità del vento citata in un test. Non sono intercambiabili. Una raffica misurata è un’osservazione, un valore di progetto è una grandezza derivata a cui sono applicati opportuni coefficienti e un risultato di prova si riferisce a un particolare campione sottoposto a un determinato metodo di prova. Mantenerli distinti nel file di progetto evita conclusioni erroneamente ottimistiche ed evita che vengano avanzate affermazioni relative a prove non supportate dalla documentazione specifica del progetto.
La progettazione delle fondazioni in condizioni di vento elevato è dominata dal sollevamento. Il peso morto della struttura e dei moduli resiste al sollevamento, e le fondazioni devono compensare la differenza mediante ancoraggio. Nei terreni in cui l’ancoraggio dipende dall’attrito o dalla capacità portante, la capacità portante deve essere determinata sulla base di dati geotecniche o di prove eseguite in loco, anziché da tabelle. La resistenza laterale deve quindi essere verificata separatamente, poiché una fondazione che non si solleva può comunque scivolare o ruotare sotto carichi orizzontali del vento, in particolare quando l’impianto è inclinato. Nella progettazione di impianti fotovoltaici su terreno in condizioni di vento elevato, il caso di carico laterale è quello più spesso sottostimato rispetto alla sua importanza.
Sopra la fondazione, il carico del vento viene trasmesso attraverso le morsettiere ai moduli, dai moduli alle rotaie e ai correnti, e da questi agli elementi di supporto. Ogni interfaccia presenta un limite di capacità. Le morsettiere dei moduli sono spesso il punto più debole, poiché la morsettiera agisce su un sottile estruso in alluminio con un carico ammesso definito per ogni punto di fissaggio. In condizioni di vento intenso, la posizione delle morsettiere, il loro numero e la coppia di serraggio diventano fattori critici; le istruzioni per l’installazione del produttore del modulo specificano spesso vincoli più stringenti per le zone soggette a carichi elevati. Le sezioni delle rotaie e l’interasse degli elementi di supporto devono quindi essere verificate non solo rispetto alla resistenza ultima, ma anche rispetto alla flessione e alla deformazione risultanti.
I limiti di deviazione esistono perché un movimento eccessivo danneggia i moduli e allenta i collegamenti, anche quando tecnicamente nulla si rompe. In presenza di vento, una struttura subisce anche carichi ciclici e i collegamenti basati sull’attrito possono allentarsi nel corso di migliaia di cicli. Campate lunghe e poco smorzate possono rispondere in modo dinamico alle raffiche; sebbene l’analisi dinamica su larga scala sia raramente giustificata per impianti a terra con inclinazione fissa, il progetto deve evitare configurazioni con campate non supportate eccessivamente lunghe e deve garantire che i collegamenti bullonati rimangano serrati. Nei sistemi tracker, la strategia di stow diventa parte integrante della progettazione per il vento, anziché un semplice dettaglio operativo.
La progettazione per condizioni di vento elevato deve considerare ciò che accade in caso di degrado di un singolo elemento. Se una singola fascetta si allenta, il modulo dipende interamente da tale fascetta oppure gli altri elementi di fissaggio e la geometria della struttura lo mantengono comunque in posizione? La ridondanza non è gratuita, ma in siti esposti risulta spesso più economica rispetto a una campagna di riparazioni successiva alla stagione delle tempeste. Va inoltre valutato il rischio di collasso progressivo nelle file lunghe, dove un singolo supporto danneggiato potrebbe trasferire carichi ai supporti adiacenti. Lo stesso principio si applica alle fondazioni: un singolo supporto che sopporta una quota eccessiva del carico rappresenta una debolezza progettuale, non un’ottimizzazione economica.
L'angolo di inclinazione ha un forte effetto sul carico del vento, poiché un impianto più ripido presenta un'area efficace maggiore al vento in alcune direzioni e modifica la distribuzione della pressione intorno ai moduli. Ridurre l'inclinazione è uno dei metodi più efficaci per ridurre il carico del vento ed è spesso oggetto di compromesso rispetto alla produzione energetica nell'ottimizzazione del progetto. Anche la distanza tra le file è rilevante, poiché file ravvicinate creano un ostacolo più continuo, con un comportamento aerodinamico diverso rispetto a file distanziate e isolate. Si tratta di una scelta progettuale che collega strettamente i modelli strutturale ed energetico, e va pertanto valutata come tale. È inoltre il parametro più influente nella progettazione di impianti fotovoltaici su terreno in zone ad alta velocità del vento, poiché modificare la configurazione riduce il carico che ogni componente a valle deve sopportare.
Per le strutture a inclinazione fissa, non esiste una posizione di stivaggio, quindi il progetto deve essere adeguato in ogni momento. Per i sistemi di inseguimento solare, lo stivaggio in caso di vento rappresenta un’effettiva misura di mitigazione, ma è efficace soltanto se il sistema di controllo rileva in modo affidabile la condizione e sposta l’impianto, e se la geometria in posizione di stivaggio riduce effettivamente i carichi. Gli spazi tra i moduli, i perimetri aperti e il trattamento dei bordi dell’impianto influenzano le pressioni locali; lasciare aperture deliberate o evitare involucri che intrappolino il flusso d’aria può ridurre la depressione massima in corrispondenza delle zone più vulnerabili. Qualora il progetto dipenda da una posizione di stivaggio per ridurre i carichi, l’affidabilità del meccanismo che ne consente il raggiungimento diventa parte integrante della valutazione strutturale, anziché un semplice dettaglio operativo.
La pressione del vento varia lungo un impianto. Le file perimetrali, gli angoli e le estremità delle file subiscono un sollevamento maggiore rispetto alla zona centrale; il progetto tiene normalmente conto di ciò prevedendo un’interasse più stretto tra i supporti o fondazioni più robuste in tali zone. Ostacoli vicini, come edifici, muri, container e persino vegetazione fitta, modificano il flusso locale e possono generare zone di accelerazione. Il progetto deve identificare tali elementi e tenerne conto, anziché ipotizzare condizioni uniformi su tutto il sito. Nei siti di grandi dimensioni, la suddivisione in zone dell’impianto su un disegno è il metodo più semplice per garantire che i requisiti più stringenti per il perimetro vengano effettivamente realizzati, e non semplicemente ricordati.
Le scelte strutturali interagiscono con le prestazioni al vento. Le strutture in alluminio e in acciaio zincato descritte da Super Solar sistemi di montaggio a terra per pannelli solari e la sua famiglia di fondazioni su pali è configurata per casi di carico definiti, con componenti pre-tagliati e pre-forati in modo che la geometria assemblata corrisponda alla geometria analizzata. Quest’ultimo punto è fondamentale in condizioni di vento elevato, poiché una struttura assemblata con posizioni dei bulloni diverse o con fissaggi mancanti non si comporta come quella analizzata. Vale inoltre la pena verificare che i componenti consegnati in cantiere corrispondano alla configurazione analizzata, perché l’assenza di un giunto di raccordo o la sostituzione di una fascetta modificano il comportamento strutturale ipotizzato nei calcoli.
Il risultato di una progettazione per vento elevato è un pacchetto di calcolo con una base chiaramente definita. Tale pacchetto deve indicare la norma e la sua edizione, la velocità del vento sul sito e il periodo di ritorno, i fattori di esposizione e topografici, le combinazioni di carico, le proprietà dei materiali ipotizzate, il margine di corrosione, la capacità della fondazione e la capacità dei componenti rispetto agli effetti dominanti. Qualora siano state formulate ipotesi a causa della mancanza di dati, queste devono essere elencate indicandone anche la sensibilità. Un fornitore in grado di produrre tale pacchetto sta eseguendo un’attività ingegneristica; un fornitore incapace di farlo si limita a fornire un disegno.
Le prove sperimentali sono preziose, ma la loro portata è limitata. Una prova su un campione dimostra il comportamento in condizioni specifiche applicate a quel campione: stessa geometria, stesso materiale, stessi collegamenti e stesso schema di carico. Non si estende automaticamente a una configurazione diversa, a una fondazione diversa o a un cantiere con pressioni diverse. Durante la revisione della documentazione delle prove, identificare cosa è stato testato, con quale metodo, secondo quale norma e con quale risultato, quindi valutare se la configurazione del progetto rientra nell’ambito della prova. Le affermazioni relative a prove non riconducibili alla geometria del progetto devono essere considerate come attività di marketing, non come prove oggettive.
La verifica prosegue in loco. I registri di installazione devono indicare che ciascun supporto è stato installato alla profondità o al grado di incastro specificati, che i fissaggi sono stati serrati con il momento torcente prescritto, che le posizioni delle morsettiere corrispondono alle zone ammesse dal produttore dei moduli e che le zone perimetrali hanno ricevuto un passo più stretto, come richiesto dal progetto. La documentazione “as-built” deve registrare eventuali scostamenti, poiché un progetto che presuppone un determinato grado di incastro è valido soltanto se tale incastro è effettivamente stato realizzato. Il collaudo deve includere il pacchetto di calcolo, i registri di installazione e il piano di manutenzione per l’ispezione dei collegamenti. Il pacchetto di consegna deve inoltre indicare l’intervallo di ispezione previsto per i collegamenti, dato che i primi anni di esercizio sono quelli in cui è più probabile riscontrare viti allentate.
I siti esposti a venti forti richiedono un regime di ispezione reale, non solo nominale. Le verifiche più utili sono anche le più semplici: osservare la presenza di morsetti allentati, moduli spostati, componenti deformate e segni di infiltrazione d’acqua o corrosione sui fissaggi. Le ispezioni vanno programmate preferibilmente dopo la prima stagione ventosa significativa e dopo ogni evento eccezionale, poiché è in questi momenti che emergono eventuali debolezze latenti. Registrare i risultati nel tempo trasforma la manutenzione da una spesa in uno strumento diagnostico. Nei casi in cui i venti forti si combinano con un ambiente corrosivo, le ispezioni devono esaminare i fissaggi con la stessa attenzione riservata alla struttura, dato che la corrosione può ridurre la capacità di un collegamento ancor prima che compaia qualsiasi deformazione visibile.
Determinare a cosa corrisponde il numero prima di confrontarlo con qualsiasi altra cosa. Una quotazione che fa riferimento alla velocità del vento sul sito, alla velocità del vento di progetto e alla velocità del vento testata rappresentano tre grandezze diverse e non possono essere confrontate direttamente. Chiedere lo standard e la sua edizione, il periodo di ritorno, l’altezza di riferimento, la categoria di esposizione e i coefficienti di carico applicati; quindi verificare che il calcolo utilizzi i dati specifici del vento del sito anziché un valore predefinito regionale. Una quotazione che non fornisce tali parametri non dimostra nulla riguardo al vostro progetto.
Aiuta, ma solo in combinazione con le altre variabili. Un binario più resistente è inutile se la fondazione si stacca, e una fondazione più pesante è inutile se le morsettiere del modulo sono sovraccariche. Le prestazioni in condizioni di vento elevato derivano da un progetto bilanciato in cui fondazione, supporto, binario, morsettiere e telaio del modulo sono tutti adeguati allo stesso caso di carico dominante. Derivano anche da scelte di configurazione, come l’angolo di inclinazione, la distanza tra le file e il rinforzo perimetrale, che riducono il carico richiesto anziché limitarsi a resistervi. Gli interventi più efficaci sono spesso quelli che riducono il carico richiesto, ad esempio abbassando l’angolo di inclinazione o modificando la disposizione, poiché migliorano simultaneamente ogni componente del percorso di carico.
Spesso sì. Le pressioni del vento sono generalmente più elevate lungo il perimetro, negli angoli e alle estremità delle file, il che aumenta il carico di sollevamento in quelle zone. La risposta può consistere in un minor passo di supporto, un maggior affondamento, fondazioni più pesanti o vincoli aggiuntivi; in alcuni progetti, il perimetro viene deliberatamente trattato come un caso di progettazione separato. Anche quando si utilizzano gli stessi componenti in tutta la struttura, il passo e l’affondamento possono variare da zona a zona, e i disegni devono indicare chiaramente tale suddivisione affinché i team di installazione possano seguirne le indicazioni. Qualora, per semplicità, si adotti lo stesso passo in tutta la struttura, tale decisione va documentata, poiché di norma ciò implica che il perimetro dispone di un margine inferiore rispetto a quanto ipotizzato dall’analisi.
Concentrarsi sulle connessioni che il vento può allentare e sui componenti che il vento può spostare. Ispezionare la tenuta e la posizione delle morsettiere sui telai dei moduli, verificare le connessioni bullonate alle interfacce tra rotaie e supporti, cercare segni di movimento sulle rotaie e sui giunti, ed esaminare i fissaggi per corrosione o allungamento. Programmare ispezioni dopo la prima stagione ventosa e dopo ogni evento eccezionale, e tenere un registro in modo da rendere evidenti gli andamenti nel tempo. Il riavvitaggio secondo le specifiche è un’operazione di routine, ma solo se i valori specificati sono noti e registrati; questo è uno dei motivi per cui un sistema di montaggio a terra per impianti fotovoltaici progettato per condizioni di vento elevato dovrebbe essere consegnato con tutti i dettagli relativi alle connessioni documentati.
Numero totale di parole: 2.481 parole
Notizie in primo piano2025-11-03
2025-10-22
2025-01-24
2024-06-12
2024-06-12