Quando si valuta l’acquisto di un impianto fotovoltaico si cercano informazioni per capire quali siano i criteri di qualità.  Ogni giorno incontro moltissimi potenziali clienti che hanno sviluppato un’ottima cultura riguardo i moduli fotovoltaici; molti hanno informazioni (a volte un po’ confuse) sui sistemi di accumulo; in pochi si informano sugli inverter e soluzioni di trasformazione; quasi nessuno conosce le soluzioni di ancoraggio fotovoltaico, componente molto sottovalutato. Vediamo perché.  

Funzione e componenti

Con il termine strutture di ancoraggio si riassume l’insieme dei componenti necessari ad assolvere a tre funzioni principali:

• Fissare i moduli fotovoltaici alla superficie oggetto dell’installazione (tetto, parete, pensilina, prato ecc.) in modo permanente.
• Garantire la massima tenuta statica alle forze sviluppate dagli agenti atmosferici: velocità e intensità del vento, pressione della neve, corrosione della pioggia, ossidazione ecc.
• Garantire la tenuta stagna, ovvero evitare possibili infiltrazioni di acqua (in caso di installazioni su tetto).

Semplificando molto potremmo dire che, nel caso di installazioni sulle coperture, le strutture di ancoraggio sono composte da staffe che si ancorano alla struttura o sotto-struttura del tetto e sorreggono i binari di appoggio per i moduli (normalmente profilati in alluminio) e, in ultimo, da morsetti laterali e centrali con vite a brugola per il fissaggio dei moduli ai binari.

Le variabili che determinano il tipo di ancoraggio

Vedremo più avanti che tutti questi macro-elementi hanno forme, misure e soluzioni di fissaggio diverse in funzione della tipologia di copertura su cui devono essere montati. Ci sono, infatti, molte variabili che determinano la scelta di un tipo di staffa piuttosto che un’altra:

• tipologia di copertura (tegole marsigliesi, tegole portoghesi, coppi, finti-coppi, guaina, lamiera grecata, lamiera aggraffata, rame, ardesia ecc.);
• tipologia di travatura (travetti in legno sezione quadrata, rettangolare, tonda, travi in cemento, travi a “Y”, travi “varese” ecc.);
• sezione e misura del listello reggi-tegola (codeghetta);
• differenza di quota fra il piano di copertura (filo-tegola);
• la sottostruttura di appoggio.

Gli elementi di ancoraggio sono componenti che svolgono un lavoro “dietro le quinte”, ma determinano in maniera fondamentale la realizzazione di un impianto fotovoltaico e, di conseguenza, le gioie e i dolori del cliente. Sono i componenti maggiormente affaticati (insieme ai pannelli) dagli “stress meccanici”, devono adattarsi perfettamente alla copertura per impedire le infiltrazioni di acqua, non hanno particolari compiti estetici, perché quasi non si vedono, non vengono mai esaltati nelle offerte economiche, eppure sono l’ossatura di un impianto di qualità.

Nelle offerte commerciali low cost molto spesso vengono proposti pannelli fotovoltaici  e inverter di ottima qualità, ma ciò su cui si va inevitabilmente al risparmio sono proprio le strutture di ancoraggio fotovoltaico oltre agli componenti apparentemente poco rilevanti (materiale elettrico, rispetto delle normative di sicurezza, qualità della mano d’opera ecc.).

Le caratteristiche che determinano la qualità

• Certificazioni

Gli elementi di ancoraggio DEVONO ESSERE CERTIFICATI: l’azienda produttrice deve aver mandato i propri manufatti in un laboratorio abilitato che sottopone i vari componenti a prove di tenuta simulando i vari stress meccanici procurati dall’azione degli agenti atmosferici. A seguito della certificazione è poi necessario redigere un manuale che raccolga i dati delle diverse prove e indichi le modalità di corretta posa per garantire i valori di tenuta certificati. In questo modo vi è la certezza che, se tutto è montato a regola d’arte, i pannelli restano dove devono stare per tutta la durata della loro vita.

Le staffe realizzate dal “cugino fabbro” costano sicuramente meno e, ammettendo pure che abbiano le stesse caratteristiche di tenuta, nel caso malaugurato che un modulo dovesse finire in mezzo alla strada, non vi è nessun documento che ne attesti l’idoneità e questo comporterebbe un elemento molto svantaggioso nell’ambito di una perizia assicurativa.

• Garanzie

Come gli altri componenti dell’impianto fotovoltaico, anche le strutture di ancoraggio DEVONO AVERE UNA GARANZIA del produttore che ne copra i difetti di usura e/o fabbricazione. I prodotti di buona qualità hanno una copertura di garanzia che, per almeno 10 anni, assicura l’assenza di deformazione e/o corrosione. Ovviamente è importante rivolgersi ad aziende produttrici affidabili tali da farne ipotizzare un’attività duratura nel tempo (almeno quanto i termini di garanzia).

• Materiali

Come i pannelli, anche gli elementi di ancoraggio devono essere fatti di materiali non soggetti a corrosione, erosione, ruggine o rotture. Le staffe e i binari di qualità vengono realizzati in alluminio anodizzato. Un materiale interessante, perché unisce un basso peso specifico (poco carico sulle coperture) alle opportune caratteristiche di durata. In alternativa, si utilizza anche il più pesante acciaio inox. Questi sono i principali (e forse unici) materiali che, per le proprietà specifiche e per i trattamenti chimici a cui sono sottoposti, sono in grado di garantire robustezza e resistenza nel tempo.

Competenza e analisi

Oltre alle caratteristiche di qualità insite nei prodotti, è assolutamente necessario che vi siano caratteristiche di qualità anche nell’applicazione dei prodotti. Faccio un esempio: le automobili di lusso possiedono delle caratteristiche tecniche quasi ineguagliabili alle altre. Se queste vengono affidate a un pilota esperto possono fornire prestazioni eccezionali. In caso contrario, andremmo incontro al rischio di riscontrare delle prestazioni dell’automobile poco performanti.

Dunque per assolvere le 3 funzioni principali (fissaggio permanente, tenuta statica e tenuta “stagna”) è fondamentale che vi sia un’analisi sulla scelta dei componenti per adattarli nella maniera migliore alle caratteristiche del tetto.

Ho visto impianti in cui vengono forate le tegole con viti passanti che vanno ad intercettare i travetti. Le viti hanno una guarnizione a tenuta che aderisce alla tegola e spesso viene usato anche del sigillante intorno al foro, senza badare a spese. La domanda sorge dunque spontanea: se una tegola già di suo rischia di creparsi dopo 8/10 anni solo per gli sbalzi termici che sopporta o per una semplice grandinata, quanto potrà durare una tegola forata (quindi ulteriormente indebolita)? E se si crepa come faccio? Un lavoro simile porta con sé un rischio d’infiltrazione molto elevato con la conseguenza di dover rimettere mano all’impianto!

Tipologie di coperture e di ancoraggio

Per dare l’idea dell’importanza della scelta della tipologia di ancoraggio fotovoltaico e della competenza necessaria per scegliere le soluzioni di ancoraggio, faccio una breve e non esaustiva carrellata delle tipologie di coperture con relativa soluzione di ancoraggio:

• Tetto in tegole con isolamento e ventilazione

È la maniera più moderna e recente di costruire i tetti. È composto dalla tegola, al di sotto c’è un listello (codeghetta) orizzontale, un secondo listello in verticale che assolve la funzione di ventilazione e un foglio di guaina impermeabilizzante. Più sotto isolamento, travi e finitura (guaina anti-vapore, perline a vista o soletta). Per questo tipo di copertura Elmec Solar propone una staffa che si àncora SENZA FORARE. Si tratta di un prodotto con un brevetto esclusivo che si incastra stringendo il profilo della tegola e il listello sotto-stante. La forma della staffa è a S per adattarsi alle tegole, non avendo forature è anche molto semplice e veloce rimuovere l’impianto in caso di necessità di manutenzione e/o rifacimento della copertura. Poter ancorare l’impianto in modo certificato e garantito annullando i rischi d’infiltrazione (nessuna foratura, nessuna vite, nessun tassello) rappresenta, dal nostro punto di vista, la soluzione migliore in assoluto.

Questa soluzione non è applicabile nel 100% dei casi. In Trentino Alto Adige i dati di tenuta alla pressione della neve uniti alle pendenze più elevate dei tetti non consentono l’impiego di questa soluzione. In questi casi la soluzione più classica è rappresentata da una staffa a S che si adatta alla struttura del tetto e che viene fissata sui travetti con viti per il legno.

• Tetto in tegole con isolamento tipo “isotech”

Il pacchetto è composto da: tegole + pannelli isolanti dotati di un binario in alluminio che assolve alla funzione reggi-tegola, sotto poi c’è l’assitto (strato di legno leggero), le travi e la finitura. Anche in questo caso, se l’attacco del binario in alluminio lo consente, Elmec Solar utilizza la staffa “ad incastro”, in alternativa occorre forare tutto il pacchetto d’isolamento per intercettare le travi.

• Tetto in tegole con soletta in laterizio (o laterocemento)

Normalmente si utilizzano staffe a S da avvitare al cemento con tasselli chimici.

Queste staffe hanno diverse regolazioni  per adattarsi alle distanze fra il listello reggi-tegola e il piano di appoggio della staffa (trave, assitto o soletta).

• Tetto in lamiera grecata (o curvata) o pannello sandwich

In questi tetti la copertura è fatta con un foglio di lamiera più o meno spesso (da qualche decimo a pochi millimetri). Sotto generalmente c’è dell’isolante direttamente fissato alla lamiera (pannello sandwich), più sotto può esserci una soletta in laterizio oppure travatura in legno. In questo caso si utilizzano degli spezzoni di profilati in alluminio anodizzato che vengono fissati sulla parte alta della greca (dove raramente dovrebbe scorrere l’acqua piovana) attraverso dei rivetti a tenuta stagna. Per maggiore sicurezza sulla tenuta si interpone fra lamiera e profilato un foglio di materiale sigillante (butilene).

• Tetto in lamiera aggraffata

Una doppia lamiera sigilla completamente l’involucro che presenta finiture molto resistenti (zinco-titanio).

Questa caratteristica consente di lavorare sulla piegatura di contatto senza forare, utilizzando ganci a morsetto.

• Tetto in guaina (tegole canadesi)

Si tratta di un tetto in cui la copertura è realizzata con una guaina ardesiata continua: un materiale bituminoso che impermeabilizza ed isola.  Può essere di diversi colori: grigio, verde, azzurro, rosso. Qui non si può fare altro che utilizzare una staffa a L da avvitare alla sotto-struttura. Prevenire le infiltrazioni è di primaria importanza; per questo Elmec Solar si affida ad artigiani professionisti che sigillano la staffa con una pezza di guaina.

• Tetto piano

In questo caso si evita di forare e si utilizzano ZAVORRE in cemento che richiedono un calcolo statico ancora più attento e preciso. Ovviamente occorrerà distanziare le file di moduli fotovoltaici in maniera opportuna per evitare che si ombreggino a vicenda:

• Soluzioni a terra

In un’installazione privata a Varese il cliente ci ha chiesto di sfruttare una porzione scoscesa del suo terreno. Il Comune ha autorizzato l’intervento e abbiamo studiato una soluzione di ancoraggio ad hoc senza la realizzazione di plinti o particolari scavi.

Riassumendo i criteri-guida

Questi pochi esempi sono sufficienti per comprendere la varietà di casistiche che si affrontano: difficilmente un’unica soluzione si può adattare a tutte le situazioni. Le strutture di ancoraggio fotovoltaico non sono standardizzabili: ogni copertura richiede un’analisi specifica per scegliere la soluzione di ancoraggio fotovoltaico più adatta.

I criteri-guida, nell’interesse del cliente ma anche dell’installatore, devono essere questi:

• Annullamento dei rischi d’infiltrazione
• Maggior adattamento possibile alla tipologia di copertura
• Semplicità di posa

Ogni componente di un impianto fotovoltaico ha una funzione e un’importanza fondamentale per garantire un ottimo risultato finale. Risparmiare sui componenti apparentemente secondari, significa compromettere la durata, la sicurezza e le prestazioni dell’impianto.

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