Madera

Apr 13, 2023

Sinopsis:La orientación de la casa, las penetraciones del techo, la cobertura de árboles y las restricciones de construcción pueden ser obstáculos para agregar unapanel solar a una casa En situaciones como estas, las marquesinas solares ofrecen una alternativa. Este artículo describe una empresa que se asoció con una empresa de diseño y estructura de madera para llevar energía solar a las casas que enfrentan tales obstáculos.

A medida que más y más propietarios de viviendas con mentalidad ecológica consideran formas de aprovechar las fuentes de energía limpia y renovable,producción residencial in situ gana atractivo. Muchos optan por agregar paneles solares a sus techos; otros optan por sistemas montados en el suelo. Pero a veces la orientación de la casa, las penetraciones en el techo como buhardillas y chimeneas, la cobertura del dosel de los árboles o las restricciones de construcción, como en el caso de los distritos históricos, significan una captura solar inferior a la media. Incluso si hay espacio en la propiedad y la orientación es óptima, los montajes en el suelo a menudo se ven como una monstruosidad. ¿Hay otras opciones? Sí. Considere el dosel solar con estructura de madera.

SolComún —una empresa certificada por B Corp que ofrece energía solar y otras soluciones de energía limpia en todo Vermont y la región de Hudson Valley en Nueva York— estrenó su marquesina solar con armazón de madera en 2017. Las marquesinas solares, que son estructuras cubiertas con paneles solares, se pueden usar como cocheras (y estaciones de carga de vehículos eléctricos), cubiertas de patio, leñeras y lugares para albergar equipos grandes y/o herramientas y suministros de jardinería, entre otros usos potenciales, todo mientras se genera energía. SunCommon se ha asociado conNuevas obras de energía , una empresa de diseño y estructura de madera propiedad de los empleados con sede en Nueva York y Oregón, para ofrecer marquesinas con estructura de madera en un paquete completo de producción de energía. Y el concepto se está poniendo de moda.

La misión de SunCommon es hacer que la generación de energía residencial sea accesible para más personas. Las marquesinas solares de la compañía pueden ser la respuesta cuando un techo es desventajoso para satisfacer las demandas de energía y la estructura de madera eleva la estética de un sistema convencional montado en el suelo. (La primera iteración del kit de armazón usó maderas enteras de WholeTrees Structures. Aunque hermosas, eran demasiado especiales, requerían mucha mano de obra y tenían un costo prohibitivo para los clientes). Entre los beneficios de asociarse con New Energy Works está que el armazón de madera se presta a la fabricación de estilo de producción, que es cómo se producen estos kits, utilizando mecanizado controlado numéricamente por computadora (CNC) con sierras y enrutadores.

Vale la pena señalar que una cochera tradicional no promete un reembolso financiero (aparte de cuando el propietario vende la propiedad), mientras que una cochera con paneles solares ayudará a compensar las facturas de servicios públicos. También es notable el hecho de que un toldo solar utiliza el espacio que simplemente ocupa un sistema montado en el suelo.

Más allá de las múltiples funcionalidades y los incentivos financieros, existe el potencial de las marquesinas solares para ayudar a mover la aguja en la electrificación residencial, algo que ambas compañías propugnan. El equipo de New Energy Works ve la estructura de SunCommon como parte de "una nueva era de soluciones inteligentes para la producción de energía y, por extensión, los autos eléctricos".

Las eficiencias en la producción reducen los costos tanto para el fabricante como para el consumidor, por lo que la replicabilidad fue clave para el concepto. El fundador de SunCommon, James Moore, describe querer "un trabajo rápido en el taller" y un "programa prediseñado" para mantener todos los procesos tan sencillos y económicos como sea posible. Cada marco es prefabricado y está hecho de madera certificada por el Forest Stewardship Council (FSC) del noroeste del Pacífico; El abeto de Douglas se utiliza por su resistencia y su capacidad para soportar grandes luces. (El diseño original acomoda dos autos debajo de una sola bahía).

El sistema de cimientos se puede instalar en suelo descubierto, césped, pavimento o grava. Se sujeta con 6 pies. tornillos de tierra, lo que elimina el concreto, tanto un ahorro financiero como de emisiones de carbono. Los pilares helicoidales y las bases vertidas se han utilizado en el pasado y siguen siendo opciones viables, pero los tornillos de conexión a tierra galvanizados por inmersión en caliente sin bridas son el estándar de SunCommon porque facilitan la instalación.

Cuando se le pidió que explicara por qué se prefiere el sistema de tornillo a tierra, Moore dice que el objetivo era minimizar las barreras a la construcción. Tradicionalmente, los cimientos para estructuras de postes y vigas tienen un pie de página debajo de cada poste, con un amarre en cada ubicación; este enfoque agrega complejidad, tiempo y dinero al proceso de construcción. También aumenta la huella de carbono de un proyecto. "Nos fijamos en la sostenibilidad durante todo el proceso de diseño de este producto", señala Moore. "Queríamos mantenernos alejados de las conexiones de acero y los cimientos de hormigón".

Owen MacDonald, gerente de la división de estructura de madera de New Energy Works, destaca la practicidad del tipo de base: "Uno de los beneficios de una base con tornillo de tierra es que es algo que un GC puede hacer por su cuenta. Se les envía el kit de cubierta. , y pueden levantarlo ellos mismos con equipo alquilado. Además, para una estructura de este tamaño, la instalación de tornillos de tierra es más rápida que verter cimientos de hormigón".

Hablando desde el punto de vista del constructor, Tom Berry de SunCommon destaca que el sistema de tornillo a tierra es fácilmente repetible y esencialmente convierte las marquesinas en "kits de montaje solar".

La estructura prefabricada significa que los constructores no necesitan descubrir nuevas eficiencias cada vez que construyen, con la excepción de algunos cambios menores que dependen de la compañía de energía solar. (New Energy Works ha llevado el concepto a los instaladores solares de la costa oeste para ayudarlos a lanzar la idea del producto en esa área del país).

Moore describe tres aspectos de una instalación de cubierta solar SunCommon. En primer lugar, están las cargas de nieve, las cargas de viento y los requisitos sísmicos que debe calcular un ingeniero; Moore compara esto con la construcción de un paraguas que arrojará agua de un techo con los lados abiertos, lo que significa que la precisión de esos cálculos es fundamental para la durabilidad a largo plazo. En segundo lugar, está la estructura de madera estructural, cuyo diseño tiene cierta flexibilidad incorporada para adaptarse al programa de espaciado de paneles de un instalador solar individual. En otras palabras, el sistema de correas puede variar para admitir matrices de diferentes tamaños y configuraciones. La tercera etapa es el montaje de módulos solares. (La inclinación del techo es fija, lo que significa que no se puede cambiar para optimizar la captación solar en función de la latitud. Moore dice que hacerlo afectaría los cálculos estructurales y requeriría más ingeniería trabajo por trabajo).

Los sistemas de marquesina SunCommon son más grandes que el sistema de techo típico y no tienen los mismos contratiempos requeridos desde los bordes del techo o las complejidades de buhardillas, chimeneas, tragaluces y respiraderos con los que lidiar. Su salida es más de 10kw. Moore tiene la matriz solar del mismo tamaño en su techo que en su dosel de madera, pero este último produce un 10 % más de electricidad en el transcurso de un año. Él atribuye el rendimiento a los módulos bifaciales, que también producen energía desde la parte posterior del panel con exposición a la luz reflejada. Además, dice, se ven geniales. La lámina trasera transparente permite que pase una pequeña cantidad de luz solar a través de los espacios entre las células solares, creando un espacio brillante debajo.

Al montar un sistema de paneles solares en un techo, las estrategias de gestión de agua a granel ya están implementadas: el ensamblaje del techo (idealmente) ha sido diseñado y detallado para desviar el agua de la casa. Como estructura independiente, una marquesina solar necesita su propia estrategia. El diseño de Moore se basa en una cinta de espuma entre los paneles, que necesitan espacio para expandirse y contraerse con los cambios de temperatura.

Los paneles se asientan casi al ras entre sí y se sujetan en su lugar para lograr un sellado lo más ajustado posible, al mismo tiempo que permiten el movimiento. Después de la instalación inicial, algunos clientes han optado por agregar tiras de canaletas debajo de los paneles en las uniones horizontales, que es por donde entra el agua. Las canaletas se asientan sobre las correas; según Moore, dos de 20 pies. a 24 pies. las canaletas a lo largo de esas costuras mueven el 99% del agua.

Cuando se le preguntó por qué las canaletas no son estándar en todos los kits, Moore explica: "Porque entonces los clientes tienen la falsa expectativa de que se trata de un conjunto a prueba de agua. No lo es. Hay cosas que los propietarios pueden hacer para administrar mejor el agua si así lo desean". "

Los costos de las marquesinas solares de SunCommon oscilan entre $45 000 y $55 000, según el tamaño y la complejidad del sitio. Eso es para todo el sistema: cimientos, estructuras de madera e instalaciones solares y eléctricas. Cualquier persona interesada debería investigar los créditos fiscales federales, que actualmente cubren el 30% del costo total.

Los propietarios interesados ​​pueden comunicarse con SunCommon para obtener detalles sobre la instalación. La empresa utiliza contratistas locales para erigir la estructura de madera e instalar el sistema de paneles solares y las conexiones eléctricas, que son típicas de una instalación solar. Se debe tener cuidado con la puesta a tierra mediante un inversor de cadena. (La tecnología de inversor de nivel de módulo rara vez vale la pena). Por lo general, los instaladores pueden hacer una zanja de regreso a la casa para conectarse a su sistema eléctrico.

Moore se pone a disposición de otros instaladores solares que buscan ofrecer un producto similar a sus clientes. "La conclusión es que necesitamos mucha más energía solar para resolver nuestra crisis climática", dice. "Queremos apoyar a otros instaladores de energía solar que estén interesados ​​en este diseño. Compartimos las mejores prácticas y lo que hemos aprendido a lo largo de los años para llevar una hermosa energía solar a su cuello del bosque también.

El enfoque que SunCommon ha adoptado para la construcción de sus marquesinas solares permite flexibilidad en el tamaño, que puede basarse en la capacidad de estacionamiento o la cantidad de paneles solares. Por ejemplo, el modelo compacto incluye 18 paneles y cabe en un vehículo; el sencillo tiene capacidad para 24 paneles y dos vehículos; y el doble incluye 42 paneles y cubre cuatro vehículos.

El diseño de la cubierta solar también es flexible en lo que respecta a los cimientos, que se puedenmuelles helicoidales , tornillos de tierra o zapatas vertidas. Generalmente, las condiciones del sitio y el presupuesto informan el tipo de cimentación. El método de acceso son los tornillos de tierra, que brindan la máxima flexibilidad, ya que pueden maniobrar mejor alrededor de las obstrucciones subterráneas y permitir la perforación de salientes. Los pilotes helicoidales son rápidos, fáciles y rentables, y tienen una buena resistencia a la extracción. Pero si golpeas una roca grande que no pueden manejar, no tienes suerte. Las zapatas vertidas son las más intensivas en carbono y las que más perturban el sitio.

Al recapitular la génesis del dosel solar, Moore compartió una anécdota del panel solar del techo de su casa, que no generaba suficiente energía después de que la familia cambió a vehículos eléctricos. Se preguntó qué sería "Solar 2.0" para una casa con paneles existentes, pero ahora también bombas de calor y vehículos eléctricos para alimentar. El dosel fue la respuesta.

SunCommon y New Energy Works han producido alrededor de 200 marquesinas solares en equipo. A los muchos atributos del producto, Moore agrega otro: "Este diseño convierte la energía solar en una obra maestra y hace que la gente hable de ella de una manera que no suele hacerlo". En resumen, es genial y a la gente le gusta.

—Kiley Jacques es editora sénior de Green Building Advisor.

Fotos de Patrick McCormack, cortesía de SunCommon, excepto donde se indique.

De Fine Homebuilding #316

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