Mantenere i pannelli solari montati in caso di gelo

Di Billy Ludt | 19 novembre 2018

Esiste una difficoltà intrinseca a lungo termine nell’installazione di pannelli solari in regioni che sperimentano il clima invernale. Durante quei mesi i cieli nuvolosi riducono al minimo l'esposizione solare alla luce diffusa che filtra attraverso le nuvole; la neve può coprire i pannelli, bloccando completamente la luce, e questo è solo in superficie. Sotto il terreno, ci sono sacche di umidità in grado di congelare, espandere, spostare (e possibilmente danneggiare) moduli e supporti se la temperatura del suolo scende abbastanza.

Le tabelle dei pannelli mostrano la stabilità irregolare correlata al sollevamento del gelo

Il fenomeno è noto come sollevamento da gelo e potrebbe significare costi operativi, manutenzione e riparazioni aggiuntivi per le società di montaggio e gli installatori solari.

"[Il sollevamento del gelo] è fondamentalmente sotterraneo nello spazio dei pori del terreno", ha affermato Mike Faraone, direttore dell'ingegneria di TerraSmart. Sta scrivendo un libro bianco sul sollevamento del gelo che prevede di completare entro la fine del 2018 o l’inizio del 2019. “Si ha questa formazione di queste lenti di ghiaccio, e se c’è una falda freatica nelle vicinanze, quelle lenti di ghiaccio crescono. Cominciano ad aspirare sempre più acqua e poi sollevano il terreno. Puoi vedere un piede di deformazione del terreno che emerge effettivamente dal terreno.

Ci sono segni rivelatori di un aumento del gelo che colpisce un impianto solare. Le lenti del ghiaccio sollevano le fondamenta dell'array, provocando archi nelle colonne e, in casi estremi, danneggiano i pannelli. Gli impianti solari sono suscettibili negli stati con temperature che scendono al di sotto del punto di congelamento.

In precedenza, la soluzione per prevenire il gelo poteva comportare un costo aggiuntivo e più passaggi per gli installatori; i siti degli array sono stati sgomberati diversi metri fino alla profondità del gelo, rivestiti con guaina in PVC e riempiti con ghiaia o terreno resistente al gelo; le fondazioni in cemento possono rompersi in caso di gelo e disgelo; e una superficie eccessiva su un palo battuto è l'ideale per il sollevamento del gelo. Tuttavia, tre aziende solari hanno progettato e prodotto soluzioni per il gelo, riducendo i tempi di installazione, gli scavi inutili e i costi dei materiali per i progetti solari.

Vite di terra TerraSmart

Il sollevamento del gelo non è un problema esclusivo del solare. Qualsiasi settore che monta strutture sopra o all'interno del suolo deve essere consapevole della profondità del gelo se intende mantenere tutto in un unico pezzo. TerraSmart è un'azienda solare chiavi in ​​mano con sede nella soleggiata Fort Myers, in Florida, uno stabilimento di produzione a Columbus, Ohio, e una nuova struttura operativa a Selkirk, New York. L'azienda è specializzata nel montaggio a terra e la sua soluzione al sollevamento da gelo è la vite di terra brevettata.

Un campo di viti di messa a terra TerraSmart attende di essere allestito per un impianto solare nella terra della tribù dei nativi americani Moapa Band of Paiutes nel Nevada.

"Il nostro vantaggio in TerraSmart è che possiamo lavorare su molti terreni rocciosi, insieme a terreni ondulati e pendii elevati", ha affermato Faraone. "Mitighiamo gran parte del lavoro del terreno anche lì." Le viti di messa a terra hanno dimostrato di funzionare in terreni non ideali e, se necessario, possono anche essere installate nella roccia sepolta.

Per installare un pannello montato, vengono praticate quattro viti di messa a terra nel terreno e sopra di esse viene posizionato il rack. La sezione filettata da 24 pollici della vite di terra TerraSmart viene guidata al di sotto della linea di profondità del gelo, solitamente designata da un ingegnere geotecnico, che porta al terreno sottostante privo di gelo. Quando alla vite di messa a terra viene applicata una forza di sollevamento come il sollevamento del gelo, le sue filettature resistono all'estrazione. Creano un cono di terreno che fissa ulteriormente la vite di terra in posizione.

"Non è necessaria alcuna lunghezza aggiuntiva del materiale, non sono necessari rivestimenti aggiuntivi e non sono necessari ulteriori problemi di costruzione sul campo", ha affermato. "È solo la vite di terra pronta per l'uso."

Una vite di messa a terra TerraSmart può essere installata in circa un minuto.

"Quando il sollevamento dovuto al gelo stava diventando per la prima volta un problema portato a TerraSmart, stavamo costruendo alcuni di questi array nelle regioni settentrionali che stavamo effettivamente vedendo in alcuni siti di progetto: pensavano che i nostri rack stessero affondando e quando siamo usciti e abbiamo ricontrollato. Abbiamo visto che non si muoveva. Alla fine ci siamo resi conto che in realtà il terreno si stava sollevando così tanto che si stava sollevando attorno alla nostra vite di terra per poi stabilizzarsi nuovamente.