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Monter un système solaire pour survivre à un ouragan

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Les entrepreneurs solaires travaillant dans des régions en expansion le long de la côte Est ont le défi unique d'installer des panneaux photovoltaïques capables de résister à des vents de plus de 100 mph. De juin à novembre, ces États côtiers, en particulier la Floride, sont sensibles aux super-orages annuels lorsqu'ils se déplacent vers le nord-ouest des Caraïbes.

Goldin Solar

Lorsque l'ensemble du panneau solaire est assemblé, il agit comme une seule unité, mais chaque composant doit répondre à certaines valeurs de charge de pression du vent pour être installé dans ces environnements. La principale préoccupation sur un réseau est le soulèvement du vent sur les panneaux, car ils ont la plus grande surface du système. Cependant, faire des pénétrations de toit intelligentes, ne pas lésiner sur les fixations de rail et sélectionner des solutions de montage et de rayonnage appropriées peut maintenir les réseaux en place dans les zones de vent d'ouragan à haute vitesse.

Montage pour ouragans et vents violents

Les pressions nominales prises en compte lors de l'analyse des sites de construction sont la pression descendante ou négative (neige) et le soulèvement ou l'aspiration (vent). Les charges de vent varieront selon l'emplacement et le paysage physique. Être près de la côte pourrait signifier des vents plus forts, tandis que le vent pourrait être minimisé dans les zones fortement boisées ou résidentielles.

Lors du montage d'un système solaire sur le toit adapté aux conditions d'ouragan, les installateurs doivent d'abord considérer le toit lui-même. Sur les toits de bardeaux de composition, les panneaux solaires doivent se fixer aux chevrons au lieu du platelage. L'entrepreneur PV de Miami, Goldin Solar, utilise un support en L qui a de la place pour deux tire-fonds au lieu d'un seul lors de la fixation des toits.

«Le système solaire est comme une chaîne, où le haut de la chaîne est le verre», a déclaré Daren Goldin, PDG de Goldin Solar. «C'est la grande surface exposée aux éléments, et le bas de la chaîne à l'autre extrémité est le filetage des tire-fond, noyés dans le chevron en bois car il faut s'assurer que d'un côté de la chaîne à l'autre côté, tous les composants répondent aux besoins des codes et des conditions du bâtiment. »

Les systèmes sans rail ne sont pas recommandés pour les toits de bardeaux dans les zones d'ouragan, mais ils sont viables sur les toits métalliques à joint debout puisque le joint lui-même peut agir comme un rail. Lors d'une installation à joint debout, il n'y a aucune pénétration, les boulons se bloquant à la place par des indentations dans la couture.

Les systèmes de toiture ballastés installés avec des conditions de vent plus faibles ne nécessitent pas de pénétrations, mais dans les zones d'ouragan, ils pourraient nécessiter une combinaison de ballast et d'accessoires fixés mécaniquement.

"Vous ne voyez pas vraiment de panneaux solaires arracher d'un toit à moins que l'installateur n'ait pas fait quelque chose de bien", a déclaré Barry Huseby, directeur principal des applications chez le fabricant de montage SnapNrack.

Le potentiel le plus élevé de soulèvement dû au vent se produit le long du bord d'un toit. Huseby a recommandé d'éviter d'installer un réseau dans cette zone critique d'un toit, mais au cas où cela se produirait, l'espacement entre les accessoires devrait être réduit pour compenser le soulèvement supplémentaire. Une autre précaution que les installateurs ont utilisée avec les produits SnapNrack dans les zones d'ouragan consiste à attacher chaque rangée de panneaux à trois rails au lieu de deux. Des ressources telles que la mise à jour 2016 de l'American Society of Civil Engineers sur les essais de vent (ASCE 7-16) peuvent aider à déterminer le placement préférable du système.

Moss Solar, une entreprise de construction basée à Wimauma, en Floride, spécialisée dans le solaire au sol à l'échelle utilitaire, a subi des dommages causés par les ouragans aux systèmes photovoltaïques, mais cela n'a jamais été le résultat des montages spécifiquement. Au lieu de cela, cela a été causé par des échecs de fabrication au niveau des connexions du châssis du module.

«La vitesse du vent est un critère de conception fondamental, tout comme les charges de neige et les forces sismiques, et doit donc être prise en compte dans chaque projet», a déclaré Edwin Perkins, vice-président de Moss Solar. «Cependant, les pratiques de montage peuvent varier considérablement, avec des fixations plus grandes et plus nombreuses, des éléments de structure plus lourds et des espacements de pieux plus rapprochés dans les zones exposées au vent.»

La plupart des projets de la société nécessitent une ingénierie et une fabrication personnalisées, et Moss sélectionne des produits de montage et de rayonnage certifiés UL qui répondent aux exigences d'AHJ.

«La principale zone d’opération de Moss Solar peut être fortement affectée par les effets des ouragans. Nous sommes toujours préoccupés par les impacts potentiels des vents de force ouragan pendant la construction », a déclaré Perkins. «Cependant, notre équipe a développé des protocoles détaillés pour se préparer aux ouragans. La mise en œuvre rapide de ces plans est nécessaire pour protéger nos matériaux et nos équipements, mais surtout, pour protéger nos voisins et nos employés. »

Permis et approbations de produits

Les installateurs solaires ont déclaré que le comté de Miami-Dade était l'autorité en matière de construction pour les zones cycloniques. Dans le comté du sud le plus peuplé du pays, il existe 36 municipalités différentes, chacune avec son propre service de construction et ses propres exigences en matière de permis.

Selon la préparation d'une proposition de projet, l'obtention d'un permis à Miami-Dade peut durer d'une semaine à quelques mois. Un élément clé de l'obtention rapide de permis consiste à utiliser des produits qui ont été approuvés par le comté pour la construction.

Les avis d’approbation (NOA), ou approbations de produits, sont présents à Miami-Dade depuis les années 70, mais ont réapparu après l’ouragan Andrew en 1992.

«C'était vraiment une réinitialisation sur la façon dont nous réglementions la construction dans le sud de la Floride, et vraiment dans tout l'État», a déclaré Edward Rojas, responsable du bâtiment pour le département du bâtiment du comté de Miami-Dade. «L'ensemble du processus d'approbation des produits est devenu plus réglementé, plus défini, et il n'y a pas beaucoup de produits qui ne passent pas par ce processus, en particulier en ce qui concerne l'enveloppe et l'extérieur du bâtiment.»

Le racking et le montage solaires sont nouveaux dans le processus d'approbation des produits, Unirac ayant reçu le premier en juin pour son système de montage PV SOLARMOUNT. Les NOA comprennent des pages d'images et de documents de conception de produits, détaillant les cotes de pression du vent, les charges de charpente, la résistance des fixations et les instructions d'installation. Les dates d'expiration et les clauses de non-responsabilité prévoient qu'en cas de défaillance de l'équipement approuvé, la NOA peut être révoquée.

Les produits SnapNrack ont ​​une demande suffisamment élevée dans la région pour que l'entreprise travaille également à travers le processus d'approbation des produits. Le comté émet des NOA pour les produits dont les cotes de fabrication ont été vérifiées par des entités tierces telles que UL. C'est un va-et-vient entre l'ingénieur du produit et le comté, fournissant ces données de sauvegarde et les schémas des composants.

«Notre objectif en tant que fabricant est de rendre la tâche aussi simple que possible pour nos installateurs», a déclaré Huseby. "Si cela signifie que nous franchissons quelques obstacles pour faire certifier nos produits dans une zone particulière afin de permettre à nos installateurs d'utiliser nos produits en toute confiance, alors nous sommes tous pour cela."

Goldin Solar fait concevoir chacun de ses systèmes solaires sur mesure par projet, ce qui nécessite plus d'inspection individuelle que la simple utilisation de produits NOA. Ayant travaillé dans la région depuis 2014, l'entreprise s'est familiarisée avec les besoins des nombreux services de construction du comté de Miami-Dade et au-delà.

«Nous avions l'habitude de plaisanter en disant que nous sommes une société de permis avec une branche de construction», a déclaré Goldin. «Nous avons dépensé une grande partie de notre énergie mentale pour permettre.»

L'entreprise souhaite moins s'appuyer sur l'idée d'un ensemble d'équipements solaires approuvé et utiliser son expertise en ingénierie pour concevoir des systèmes répondant aux besoins spécifiques d'un toit et d'une zone éolienne. Goldin Solar prend les exigences les plus strictes de chaque département du bâtiment et construit ses systèmes solaires autour de cela.

«Il est vraiment logique de consacrer du temps supplémentaire et des efforts supplémentaires pour bien faire les choses et connaître les tenants et les aboutissants des considérations structurelles», a déclaré Goldin.

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