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Lesté Systèmes de rayonnages solaires sur toit ont révolutionné l'installation de panneaux photovoltaïques (PV) sur les sites commerciaux et industriels toits plats . Leur conception offre une solution non pénétrante, essentielle au maintien de l’intégrité et de la garantie de la toiture.
Le principe de base : utiliser le poids, pas la pénétration
Le concept fondamental derrière un lesté Système de rayonnage solaire sur le toit c'est simple : gravité . Au lieu de percer la structure du toit, le système utilise un poids inerte – le ballast – pour contrecarrer les forces de la nature, principalement le soulèvement du vent et, dans une moindre mesure, les forces sismiques.
Ces systèmes se composent de plusieurs éléments clés :
- Structure de rayonnage/montage : Cadres légers et résistants à la corrosion (généralement en aluminium ou en acier galvanisé) qui maintiennent les panneaux solaires à l'angle d'inclinaison souhaité. Ces cadres sont conçus pour répartir la charge uniformément sur le toit.
- Plateaux/casseroles de ballast : Compartiments intégrés ou séparés dans la structure du rayonnage conçus pour contenir le matériel de ballast.
- Matériau du ballast : Généralement des blocs de béton, des pavés ou, plus rarement, du gravier. Le poids de ce matériau est calculé avec précision.
- Tapis/coussinets de protection : Des coussinets en caoutchouc ou en mousse haute densité placés sous le rayonnage et le ballast pour protéger la membrane du toit de l'abrasion et des charges ponctuelles.
La stabilité structurelle de l'ensemble du générateur solaire dépend de la poids du lest étant supérieure à la force de soulèvement maximale attendue du vent.
Ingénierie pour la stabilité : calculs de vent et de charge
L'ingénierie d'un lesté Système de rayonnage solaire sur le toit est un processus méticuleux qui va bien au-delà de la simple pose de poids sur un toit. Cela implique des calculs complexes basés sur les codes et normes du bâtiment locaux.
1. Analyse du soulèvement par le vent
Le vent est le principal ennemi de toute installation solaire sur toit. Les forces de soulèvement créées par le vent circulant sur et autour d’un bâtiment dépendent fortement de :
- Hauteur et emplacement du bâtiment : Les bâtiments plus hauts et ceux situés dans des zones ouvertes subissent des pressions de vent plus élevées.
- Zones de bord et de coin du toit : La vitesse du vent et la pression de soulèvement sont nettement plus élevées au périmètre et aux coins d’un toit qu’au niveau du champ. Les besoins en ballast seront souvent les plus élevés dans ces zones.
- Inclinaison et orientation du panneau : Les angles d'inclinaison des panneaux plus élevés captent généralement plus de vent, augmentant ainsi le ballast requis.
Un logiciel sophistiqué et des données de soufflerie sont utilisés pour déterminer le ballast exact requis pour chaque emplacement spécifique sur le toit, garantissant ainsi la stabilité du réseau dans des conditions météorologiques extrêmes.
2. Examen des charges structurelles
Bien que non pénétrant, le système lesté ajoute un poids important au toit. Un ingénieur en structure doit vérifier que la structure du toit existante, y compris le platelage, les poutres et les colonnes, peut supporter en toute sécurité les éléments combinés. charge morte (le poids des rayonnages, des panneaux et du lest) et le provisoire charge vive (neige, glace ou personnel d'entretien).
La conception du Systèmes de rayonnages solaires sur toit est crucial ici, car il vise à répartir la charge sur une plus grande surface pour maintenir les livres par pied carré (PSF) dans la limite autorisée du toit.
Installation et entretien
Le processus d’installation des systèmes lestés est généralement plus rapide et moins invasif que celui des systèmes pénétrants.
- Préparation du toit : La zone est nettoyée et tapis de protection sont disposés pour protéger la membrane du toit.
- Assemblage de rayonnage : Les cadres de rayonnage légers sont assemblés sur les tapis.
- Intégration du panneau : Les panneaux solaires sont fixés aux cadres.
- Placement des ballasts : La quantité calculée de blocs de béton ou d'autres matériaux de ballast est placée dans les plateaux désignés. Il s’agit d’une étape cruciale, car une répartition correcte du poids est essentielle à l’intégrité du système.
Puisqu'il n'y a pas de pénétration dans le toit, la maintenance se concentre généralement sur le nettoyage des panneaux et l'inspection des rayonnages et du ballast pour déceler tout déplacement, bien que les mouvements soient rares lorsque le système est correctement conçu et installé.
Principaux avantages des systèmes lestés
Lesté Systèmes de rayonnages solaires sur toit sont devenus la solution privilégiée pour les toits plats en raison de plusieurs avantages incontestables :
| Caractéristique | Avantage |
|---|---|
| Non pénétrant | Préserve la garantie du toit et élimine le risque de fuites associé au perçage des trous. |
| Vitesse d'installation | Aucun perçage ni scellement n’est requis, ce qui permet un déploiement plus rapide. |
| Flexibilité | Permet des ajustements ou un déplacement plus faciles de la baie à l'avenir. |
| Impact minimal | L'absence d'ancrages réduit les points de contrainte sur la structure du toit. |
En résumé, un lesté Système de rayonnage solaire sur le toit fonctionne efficacement en remplaçant les ancrages structurels par une masse inerte (ballast) soigneusement calculée pour résister aux forces du vent. Cette solution d'ingénierie élégante offre un moyen sûr, fiable et respectueux du toit d'exploiter l'énergie solaire sur les toits commerciaux plats.
