Distanciamento do módulo do telhado, segurança e desempenho

Há uma grande gama de tipos de telhados onde usualmente se instalam sistemas solares, desde telhados cerâmicos residenciais a telhados metálicos zipados de grandes galpões. Naturalmente, surgirão muitas soluções de fixação de módulos aos telhados e que, dada a especificidade de cada aplicação, não são intercambiáveis.

Por não serem intercambiáveis, poderão surgir situações onde a estrutura utilizada seja incompatível com o telhado e com os requisitos de ventilação e de garantia do módulo. Neste artigo, estudaremos tecnicamente e comercialmente quais as implicações de utilizarmos estruturas que não permitam o espaçamento mínimo entre módulo e telhado recomendado pelos fabricantes.

Análise técnica

Relação de temperatura e potência

Todos os módulos perdem potência com o aquecimento de suas células. Este dado é descrito no folheto de dados pelo coeficiente de potência Pmpp, usualmente descrito em porcentagem de potência por grau ºC da temperatura de célula acima da temperatura de teste STC (25 ºC).

Devido ao seu comportamento térmico, é desejável que o módulo trabalhe na menor temperatura possível. Como não é viável a instalação de sistemas de ventilação ativa dos módulos, dependemos da ventilação passiva natural para arrefecer o módulo. É de se esperar então que o método de instalação do módulo surta efeito em seu arrefecimento.

O cálculo da dissipação de calor é complexo de ser descrito em equação simples ou de ser calculado manualmente. Porém, com uso de software é possível estimar a perda de geração devido ao efeito térmico de se instalar um módulo com distanciamento do telhado (recomendado pela maioria dos fabricantes de pelo menos 10 cm) ou sem distanciamento algum.

A tabela e figuras abaixo trazem o resultado de simulações com o software PVSyst, para uma aplicação residencial de 4,8 kWp com 4 kW de inversor na cidade de Montes Claros (MG), com e sem distanciamento dos módulos do telhado.

Os resultados da simulação de energia corroboram o efeito de temperatura visto nas figuras acima.

Tabela 1 – Resultados da simulação

As temperaturas máximas podem inclusive ser maiores que as temperaturas máximas de trabalho descritas nos folhetos de dados, invalidando assim a garantia e pondo em risco a saúde dos módulos.

Temperatura de cabos, microinversores e acessórios

Os componentes próximos aos módulos, como cabos, microinversores, abraçadeiras, adesivos e eletrodutos que entrem em contato ou estejam próximos aos módulos devem por norma suportar a mesma temperatura máxima de trabalho do módulo, como detalhado na seção 4.3.9 da norma NBR 16690.

Como visto no item 1) acima, os módulos podem alcançar até 90 ºC quando montados muito próximos ao telhado. Além de dificultar o acesso aos cabos e aumentar a chance de rompimento dos cabos no processo de montagem, é possível que esta solução cause um sobreaquecimento nos componentes exemplificados, o que aumenta muito a probabilidade de falha e pode invalidar suas garantias.

Classificação de resistência a incêndio

Os módulos são ensaiados para terem uma resistência a incêndio mínima (conforme detalhado na norma IEC 61730-2). Em alguns locais do mundo há a obrigatoriedade de um nível mínimo de resistência a incêndio para todos os componentes da edificação.

Os fabricantes em sua maioria só garantem o nível de proteção de incêndio mínimo quando todos os requisitos de montagem descritos no manual de instalação dos módulos são atendidos. Só é possível garantir que o módulo tenha essa proteção contra incêndio caso as recomendações do manual de instalação do produto sejam satisfeitas.

Análise de manual de instalações e garantias

Todos os fabricantes de módulos possuem manuais de instalação de seus produtos com as instruções e limites mecânicos das montagens dos módulos. A classificação de resistência à carga do vento, a durabilidade do produto e a resistência a incêndio dependem da correta instalação do módulo.

Por isso, é comum que os fabricantes de módulos invalidem a garantia do produto nas situações em que a instalação do módulo não atendeu os requisitos de instalação. Como exemplo, a tabela abaixo traz as recomendações de 3 fabricantes distintos em relação ao espaçamento do telhado.

Tabela 2 – Análise de manual de instalação do módulo para 3 fabricantes distintos

Analisando os termos de garantia dos fabricantes, temos que qualquer desvio da montagem em relação ao manual de instalação é passível de anulação da garantia.

Tabela 3 – Análise dos termos de garantia

Conclusão

Não há um tipo de estrutura inerentemente errada ou ruim. Existem aplicações equivocadas. A aplicação equivocada de uma estrutura de forma que não seja compatível com a exigência de distanciamento mínimo do módulo ao telhado pode acarretar perda de geração pelo efeito de temperatura e pode também acarretar a perda da garantia do produto.

O instalador nunca deve ignorar o manual de instalação dos módulos, pois a não observação de um item pode tornar a garantia de manufatura e a garantia de potência inválidas.