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Num projeto solar montado no solo, a conversa técnica visível tende a concentrar-se na estrutura de sustentação: ângulo de inclinação, disposição dos módulos, espaçamento entre fileiras, classe do aço. Já a fundação recebe menos atenção nas reuniões e mais atenção no terreno. Essa proporção está invertida. A escolha da fundação para painéis solares montados no solo determina se o arranjo poderá ser construído dentro do cronograma, se a estrutura manterá sua geometria por vinte e cinco anos e qual parcela do orçamento do projeto será destinada às obras civis. Trata-se também da parte do projeto mais difícil de alterar posteriormente, pois uma fundação com desempenho insuficiente não pode simplesmente ser reespecificada na fase de comissionamento. 
O motivo pelo qual as fundações resistem à padronização é que o solo é uma variável. Dois locais situados a curta distância um do outro podem apresentar perfis de solo, níveis freáticos e capacidades de carga completamente diferentes, razão pela qual o mesmo produto de estrutura de suporte pode ser instalado sobre estacas cravadas em um projeto e sobre uma laje de concreto em outro. A seleção da fundação é, portanto, determinada, nessa ordem, por dados geotécnicos, cargas estruturais, ambiente corrosivo e regulamentação local; cabe ao fornecedor da estrutura de suporte projetar a estrutura de modo a se adaptar à fundação, e não prescrever a fundação isoladamente. As seções a seguir comparam as três famílias principais e identificam as verificações que devem ser concluídas antes de qualquer opção para fundações de painéis solares montados no solo ser incorporada a um programa.
Uma estaca cravada ou prensada estática é instalada deslocando ou comprimindo o solo para os lados, em vez de escavar, o que a torna rápida, limpa e amplamente independente das condições climáticas. A capacidade resulta de uma combinação de atrito lateral ao longo do fuste e resistência de ponta na base; portanto, a capacidade alcançável depende fortemente do tipo e da densidade do solo. Em solos granulares, o processo de instalação pode aumentar a densidade local e melhorar o desempenho; em solos coesivos moles, a estaca depende principalmente do atrito lateral e pode exigir maior profundidade. As estacas são adequadas para terrenos abertos com acesso razoável e deixam uma pequena pegada superficial, o que as torna populares em parques solares de grande escala, onde são necessários centenas ou milhares de suportes. Nessa escala, as estacas cravadas costumam ser a forma mais econômica de fundações para painéis solares montados no solo, pois o custo de instalação é diluído por um número muito elevado de posições.
Um parafuso de solo é essencialmente um eixo de aço com uma lâmina helicoidal que é girado no solo, desenvolvendo capacidade através da resistência da lâmina no solo e da fricção ao longo do eixo. A instalação não exige escavação nem concreto, e a ligação à estrutura superior é normalmente feita por meio de uma simples flange ou suporte. Os parafusos de solo são uma excelente opção para projetos modulares e em fases, pois podem ser instalados e carregados rapidamente, sendo adequados para locais onde a entrega de concreto seria difícil. Seus limites também são claros: cascalhos densos, rochas rasas e solos contendo grandes obstruções podem impedir a instalação ou reduzir a capacidade; em solos agressivos, o eixo e a lâmina exigem uma estratégia de proteção contra corrosão adequada à vida útil prevista.
As fundações de concreto abrangem uma ampla família, desde blocos isolados e sapatas corridas moldados in loco até blocos pré-fabricados utilizados como lastro. São pesadas, toleram bem condições desfavoráveis de capacidade de carga quando projetadas corretamente e são familiares aos empreiteiros locais na maioria dos mercados. Uma placa de concreto permite distribuir a carga sobre uma grande área, o que é útil quando a pressão admissível do solo é o fator determinante; já o lastro oferece uma solução para construção em locais onde a escavação ou a cravação é restrita. As desvantagens envolvem tempo e logística: o concreto exige fôrmas, armadura, cura e, frequentemente, água — todos os quais dependem das condições climáticas e do acesso ao local — além de acrescentar peso considerável ao transporte no projeto. O lastro também precisa ser verificado quanto à resistência à arrancamento, pois sua capacidade provém da massa, e não da ancoragem ao solo.
A fundação e a estrutura devem ser projetadas como um único sistema. O suporte conecta-se à estaca, ao parafuso ou ao bloco por meio de uma interface definida, e a estrutura deve acomodar a tolerância da fundação, bem como sua rigidez. A Super Solar sistemas de fixação no solo para painéis solares desenvolveu seus produtos com a interface da fundação integrada ao projeto, e a configuração de estacas em formato U e C descrita na família de produtos de fundação por estacas ilustra como uma única coluna de suporte com componentes pré-cortados e pré-furados pode reduzir tanto a quantidade de fixadores quanto o tempo de montagem, após a conclusão da fundação.
O projeto da fundação começa com perfurações ou valas de ensaio suficientes para caracterizar o local, e não com uma única amostra no portão de entrada. A classificação do solo, a densidade relativa, o teor de umidade, a plasticidade e a presença de material de enchimento afetam todos a capacidade alcançável; além disso, o material de enchimento ou terrenos previamente trabalhados merecem análise particular, pois seu comportamento é imprevisível. Quando o local é extenso, a investigação deve ser distribuída por toda a área e direcionada às posições dos apoios mais carregados do arranjo, incluindo as filas periféricas, onde a sucção provocada pelo vento é máxima. Ignorar essa distribuição para reduzir os custos da investigação representa uma falsa economia, pois as fundações de painéis solares montados no solo devem ser adequadas na localização mais fraca do local, e não na média.
Duas condições alteram o projeto de forma mais acentuada. Rocha rasa ou uma camada dura causam recusa durante a cravação de estacas ou a instalação de hélices, o que pode interromper totalmente um programa caso não tenha sido antecipado. A água subterrânea limita a escavação, complica os trabalhos de concreto e pode exigir desaguamento. Ambas devem ser identificadas na fase de investigação e quantificadas, incluindo a profundidade em que ocorreu a recusa em instalações experimentais e o nível máximo sazonal da água subterrânea, em vez do nível observado em uma única visita. Registrar a estação do ano e o método utilizado para medir a água subterrânea torna os dados utilizáveis, pois um nível medido em um mês seco não corresponde ao nível que um projeto de fundação deve assumir.
As fundações montadas no solo são parcialmente enterradas, o que as coloca em um ambiente corrosivo mais severo do que a estrutura acima do solo. A resistividade do solo, o pH, os cloretos, os sulfatos e as correntes parasitas influenciam todos a velocidade com que um elemento de aço se degrada, e o requisito normalmente é expresso como uma folga de espessura, um sistema de revestimento ou uma substituição de material compatível com a vida útil prevista. Como a porção enterrada não pode ser inspecionada nem mantida, a folga para corrosão deve estar correta desde o início. Em locais costeiros e salinos, isso frequentemente determina a escolha do material tanto quanto as cargas estruturais.
O acesso determina quais equipamentos de instalação podem chegar ao local e com que rapidez os trabalhos podem progredir. Uma máquina de estacamento necessita de uma rota de acesso e de uma plataforma de trabalho; uma máquina de parafusos de solo exige menos; o concreto precisa de uma rota de entrega que permaneça transitável mesmo em condições climáticas chuvosas. As restrições sazonais, por sua vez, definem o cronograma: um local viável durante a estação seca pode tornar-se inacessível na estação chuvosa, o que pode alterar substancialmente a comparação econômica entre diferentes tipos de fundações. Quando o acesso é sazonal, vale a pena confirmar se a área de armazenagem no local comporta todos os materiais necessários para uma temporada completa de trabalho, pois uma entrega interrompida resulta diretamente num programa de fundações interrompido.
A sustentação pelo vento normalmente governa os arranjos montados no solo, particularmente nas filas periféricas e nas extremidades das filas, agindo para puxar a fundação para fora do solo. A compressão governa onde a neve se acumula ou onde a estrutura é pesada. A carga lateral surge da pressão do vento sobre o arranjo e da geometria de inclinação, sendo frequentemente a menos considerada das três. A capacidade da fundação deve ser verificada simultaneamente contra as três cargas, pois uma fundação adequada à compressão ainda pode falhar por sustentação ou deslocamento lateral.
Como a capacidade teórica do solo apresenta incerteza, muitos projetos verificam-na por meio de ensaios. Um ensaio de arrancamento mede a resistência de uma estaca ou parafuso efetivamente instalado à extração, e um ensaio lateral mede a resistência ao movimento horizontal. Realizar ensaios em uma amostra representativa, com o mesmo método de instalação e profundidade utilizados na produção, fornece uma base defensável para o projeto e pode permitir uma otimização que a análise isolada não sustentaria. Os resultados dos ensaios devem ser registrados com sua localização, dados de instalação e descrição do solo, de modo que possam ser vinculados às premissas do projeto.
O projeto da fundação deve atender ao código local de construção vigente e a quaisquer requisitos específicos do projeto impostos pelo proprietário, pelo financiador ou pelo segurador. O conjunto de documentação normalmente inclui o relatório geotécnico, os cálculos do projeto da fundação, os resultados dos ensaios, quando disponíveis, o projeto estrutural do sistema de suporte (racking) e desenhos que mostrem a interface entre os dois. Quando um código exigir um fator de segurança específico ou uma combinação específica de cargas, essa exigência deve ser indicada na base do projeto, para que o fornecedor possa projetar desde o início conforme tal exigência, em vez de fazê-lo posteriormente.
Por fim, a fundação e a estrutura de suporte devem ser verificadas em conjunto quanto à rigidez, pois uma fundação estruturalmente adequada ainda pode permitir movimento suficiente para afetar o alinhamento dos módulos ou causar fadiga nas conexões ao longo do tempo. Isso é particularmente relevante em fileiras longas e em estruturas com rastreadores, onde pequenos movimentos se acumulam. Confirmar a rigidez da interface na fase de projeto é muito mais econômico do que descobri-la durante a comissionamento. Nas estruturas com rastreadores, a interface torna-se novamente mais sensível, pois a arquitetura de acionamento e controle pressupõe um suporte que mantenha sua posição dentro de uma tolerância definida por décadas.
As comparações de custos de fundações só fazem sentido com base no custo total instalado. O custo do material por unidade é apenas um elemento; a comparação deve incluir equipamentos e equipe de instalação, preparação do local, fornecimento e cura do concreto, remoção de entulho, restabelecimento do local, paralisações devido ao clima e o efeito de cada opção no cronograma geral. Uma fundação com preço unitário mais elevado pode ser mais barata no total se for instalada mais rapidamente e permitir a entrada em operação antecipada do arranjo, e o inverso também é verdadeiro em locais pequenos e restritos. Quando duas opções diferem principalmente quanto ao cronograma, a data antecipada de entrada em operação pode ser avaliada diretamente como geração adicional, em vez de ser tratada como um benefício indireto.
Fundações cravadas e parafusadas são comparativamente insensíveis às condições meteorológicas e podem prosseguir em temperaturas baixas, quando não é possível aplicar concreto. Já os trabalhos com concreto são sensíveis à temperatura, à precipitação pluviométrica e ao tempo de cura, exigindo normalmente um prazo inicial mais longo. Em projetos com data fixa de conclusão, essa sensibilidade ao clima pode superar uma pequena diferença no custo unitário, devendo ser quantificada como um risco para o cronograma, em vez de ser absorvida silenciosamente. Registrar as premissas meteorológicas em conjunto com a comparação de custos torna esse risco visível para a equipe do projeto, em vez de mantê-lo oculto na contingência do empreiteiro.
Trabalhe as decisões na ordem indicada. Estabeleça o perfil geotécnico, as profundidades de recusa e as condições do lençol freático. Determine as cargas de vento, neve e laterais de projeto com base no código regulamentar aplicável. Confirme o acesso ao local e as restrições sazonais. Em seguida, compare as fundações com base no custo total instalado e no risco para o cronograma; verifique a opção escolhida por meio de ensaios sempre que a incerteza for significativa; e finalize a interface com a estrutura de suporte (racking). Inverter essa ordem resulta em projetos teoricamente elegantes, mas impraticáveis na construção real. Documentar essa sequência no arquivo de projeto é o que permite auditar, posteriormente, a decisão sobre as fundações — mesmo quando o local apresentar aparência distinta daquela observada na fase de licitação.
Apenas onde as condições geotécnicas e as cargas de projeto forem genuinamente comparáveis. A capacidade da fundação depende do perfil do solo, da profundidade de recusa, do nível freático e do ambiente corrosivo, além de ser também função das cargas de vento e neve no local. Um projeto comprovado em um projeto anterior constitui um ponto de partida útil, mas uma má substituição para dados reais do local. A abordagem eficiente consiste em padronizar a interface e o método de instalação, recalculando simultaneamente a capacidade para cada local — o que mantém a estrutura e os componentes comuns, sem fingir que o terreno é idêntico. Essa disciplina é o que permite que a gama de fundações para painéis solares montados no solo de um fornecedor seja reutilizada em diversos projetos, embora o projeto permaneça específico para cada local.
Parafusos de fixação no solo tendem a ser preferíveis em locais com acesso restrito, em projetos modulares ou executados em fases, onde a entrega de concreto é impraticável ou onde o ruído e as vibrações durante a instalação devem ser limitados. São adequados para locais com solos razoavelmente consistentes e penetráveis, sem obstruções rasas. Estacas cravadas ou prensadas tornam-se mais atrativas em grandes usinas de escala utilitária, onde taxas elevadas de produção são essenciais, onde os solos são densos, mas ainda penetráveis, e onde o projeto da estrutura suportadora considera as deformações típicas das estacas instaladas por cravação. Os fatores decisivos costumam ser o perfil do solo e a taxa de instalação exigida.
Testes suficientes para reduzir a incerteza governante abaixo da margem já incorporada no projeto. Um único ensaio bem documentado de extração e lateral, realizado em local representativo, instalado conforme o método e à profundidade previstos para a produção, é muito mais valioso do que diversos ensaios instalados com equipamento diferente ou a profundidades distintas. Quando o local for heterogêneo, distribua os ensaios pelas zonas distintas de solo identificadas na investigação. Registre o torque de instalação ou a resistência à cravação juntamente com o resultado do ensaio, pois esses dados permitem interpretar posteriormente os registros de instalação em produção.
O fornecedor precisa do resumo geotécnico, incluindo a classificação do solo, a profundidade de recusa e o nível do lençol freático, as cargas de vento e neve de projeto com a norma aplicável, o ambiente corrosivo e a vida útil exigida, o tipo de fundação e os detalhes da interface no nível superior, as condições de acesso ao local e o método de instalação previsto. Com essas informações, o projeto da estrutura de suporte pode ser adaptado à fundação, em vez de ser desenvolvido isoladamente, e as tolerâncias de interface podem ser acordadas antes do início da fabricação.
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