Vale a pena ajustar a angulação dos módulos solares nos telhados?

Em meus cursos de energia solar na UNICAMP (http://www.cursosolar.com.br) sempre repito aos alunos que qualquer adaptação para ajustar o ângulo de inclinação ou a orientação dos módulos fotovoltaicos instalados em telhados, além de desnecessária, pode ser perigosa. O melhor mesmo é sempre instalar os módulos na própria inclinação do telhado. Essa recomendação vale para sistemas residenciais, comerciais ou industriais, em qualquer tipo de telha: cerâmica, metálica, calhetão ou qualquer outro.

Estudos com PVSyst podem ser realizados para determinar o ângulo correto de instalação dos módulos fotovoltaicos. Em cidades como São Paulo, por exemplo, o ideal é a colocação dos módulos com inclinação de 25^o em relação ao plano horizontal. Os telhados residenciais, com telhas do tipo colonial ou portuguesa, normalmente têm inclinações não muito maiores do que 15^o. Já os telhados metálicos costumam ter inclinações entre 5^o e 10^o.

Adaptações com estruturas metálicas para inclinar os módulos em alguns poucos graus ou para tentar orientar os módulos para o Norte adicionam um custo desnecessário às instalações fotovoltaicas em telhados. O resultado é pífio, produzindo pouco efeito prático no aumento da geração de energia.

Nos telhados, devido à limitação de área, os espaçamentos entre as fileiras de módulos são pequenos, o que impede a instalação com um ângulo de inclinação muito elevado — o que produziria perdas por sombreamento nos módulos. A solução seria inclinar os módulos com um ângulo reduzido, havendo pouca ou nenhuma vantagem nisso.

Quando, então, os módulos devem ser inclinados com o ângulo ideal para a localidade (por exemplo: 25^o em São Paulo)? Essa modalidade de instalação do tipo “shed” deve ser usada apenas quando há muita área disponível, permitindo espaçar adequadamente as fileiras de módulos. Esse é o caso de usinas solares construídas em solo, como ilustra a Figura 1.

Figura 1: Exemplo de usina solar em solo. Neste caso os módulos devem ser inclinados com o melhor ângulo indicado para a localidade.

Em telhados planos ou lajes muito grandes, normalmente encontrados em prédios comerciais, a instalação de sheds também pode ser feita, mas com ressalvas: nas lajes os sheds devem estar solidamente apoiados sobre sapatas de concreto fixadas à laje com cola química. Além de evitar a furação da laje, as sapatas adicionam peso adicional à estrutura, tornando-a mais resistente à força do vento. Se a instalação for feita em telhado, necessariamente os suportes de fixação dos módulos devem ser fixados às estruturas dos telhados e não às telhas.

Instalações como a das Figuras 2 e 3, por exemplo, não oferecem a fixação adequada na ocorrência de vendavais. Os parafusos brocantes (que vemos em detalhe na Figura 3) são fragilmente fixados às telhas, não oferecendo qualquer resistência ao arrancamento vertical em caso de vendaval.

Figura 2: Sistema de ajuste da inclinação de módulos fotovoltaicos com apoio direto sobre a telha e fixação por parafuso brocante.

Figura 3: Estrutura fragilmente fixada sobre a telha metálica com parafusos auto-brocantes.

Em sistemas como os mostrados nas Figuras 2 e 3 pode ser que nunca ocorra nenhum incidente. Entretanto, em situações extremas (e ainda assim previsíveis) podem ocorrer resultados como os mostrados nas Figuras 4 e 5 logo a seguir.

Figura 4: Painéis solares fotovoltaicos que não resistiram à invencível força do vento. Incidente ocorrido em Campina Grande-PB.

Figura 5: Incidente ocorrido em ocorrido no dia 03/02/19 em Rio Verde-GO.

Em resumo, não é recomendável utilizar estruturas para o aumento da inclinação dos módulos quando são instalados em telhados. A melhor estratégia é acompanhar a própria inclinação das telhas, mesmo que pequena.

A seguir, mais alguns exemplos de instalações que não são recomendáveis – feias e disfuncionais: