Garder les panneaux solaires montés en cas de soulèvement dû au gel

Par Billy Ludt | 19 novembre 2018

Il existe une difficulté inhérente à long terme à l’installation de panneaux solaires dans les régions confrontées à des conditions hivernales. Pendant ces mois, le ciel couvert minimise l'exposition solaire à la lumière diffuse qui s'infiltre à travers les nuages ​​; la neige peut recouvrir les panneaux, bloquant entièrement la lumière, et ce uniquement en surface. Sous le sol, des poches d'humidité attendent, capables de geler, de se dilater, de déplacer (et éventuellement d'endommager) les modules et les supports si la température du sol baisse suffisamment.

Des tableaux de panneaux montrent la stabilité inégale liée au soulèvement dû au gel

Ce phénomène est connu sous le nom de soulèvement dû au gel et pourrait entraîner des frais d'exploitation, de maintenance et de réparation supplémentaires pour les entreprises de montage et les installateurs solaires.

« [Le soulèvement dû au gel] est essentiellement souterrain, dans l'espace interstitiel de votre sol », a déclaré Mike Faraone, directeur de l'ingénierie chez TerraSmart. Il rédige un livre blanc sur les soulèvements dus au gel qu’il espère terminer d’ici fin 2018 ou début 2019. « Vous avez cette formation de ces lentilles de glace, et si vous avez une nappe phréatique à proximité, ces lentilles de glace se développent. Ils commencent à aspirer de plus en plus d’eau, puis soulèvent le sol. Vous pouvez voir un pied de déformation du sol qui sort du sol.

Il existe des signes révélateurs de soulèvement dû au gel affectant un panneau solaire. Les lentilles de glace soulèvent les fondations des réseaux, provoquant des courbures dans les colonnes et, dans des cas extrêmes, endommageant les panneaux. Les installations solaires sont sensibles dans les États où les températures descendent en dessous du point de congélation.

Auparavant, la solution pour prévenir le soulèvement dû au gel pouvait entraîner un coût supplémentaire et nécessiter davantage d'étapes pour les installateurs ; les sites de déploiement ont été dégagés sur plusieurs pieds jusqu'à la profondeur du gel, recouverts d'un manchon en PVC et remplis de gravier ou de terre résistante au gel ; les fondations en ciment peuvent se fissurer par temps de gel et de dégel ; et une surface trop grande sur un pieu battu est idéale pour le levage par le gel. Cependant, trois sociétés solaires ont conçu et fabriqué des solutions contre le soulèvement dû au gel, chacune réduisant les temps d'installation, les excavations inutiles et les coûts de matériaux pour les projets solaires.

Vis de terre TerraSmart

Les soulèvements dus au gel ne sont pas un problème exclusif au solaire. Toute industrie qui monte des structures au sommet ou dans le sol doit être consciente de la profondeur du gel si elle envisage de tout garder en un seul morceau. TerraSmart est une entreprise solaire clé en main dont le siège social se trouve sous le soleil de Fort Myers, en Floride, une usine de fabrication à Columbus, dans l'Ohio, et une nouvelle installation opérationnelle à Selkirk, dans l'État de New York. L'entreprise est spécialisée dans le montage au sol et sa solution au soulèvement dû au gel est sa vis de terre exclusive.

Un champ de vis de terre TerraSmart attend le soutirage pour un panneau solaire sur les terres de la tribu amérindienne Moapa Band of Paiutes au Nevada.

"Notre avantage chez TerraSmart est que nous pouvons travailler sur de nombreux terrains rocheux, ainsi que sur des terrains vallonnés et des pentes élevées", a déclaré Faraone. « Même là-bas, nous atténuons une grande partie des travaux de terrassement. » Les vis de mise à la terre se sont avérées efficaces dans un sol loin d'être idéal et peuvent même être installées dans des roches enfouies si nécessaire.

Pour installer un panneau monté, quatre vis de terre sont percées dans le sol et le support est placé dessus. La section filetée de 24 pouces de la vis de terre TerraSmart est enfoncée sous la ligne de profondeur de gel, généralement désignée par un ingénieur géotechnique, qui mène à un sol sans gel en dessous. Lorsqu'une force de soulèvement telle qu'un soulèvement dû au gel est appliquée à la vis de terre, ses filetages résistent à l'arrachement. Ils créent un cône de terre qui maintient davantage la vis de terre en place.

« Aucune longueur de matériau supplémentaire n'est requise, aucun revêtement supplémentaire n'est nécessaire et aucun problème de construction supplémentaire sur le terrain », a-t-il déclaré. "C'est juste la vis de terre prête à fonctionner."

Une vis de terre TerraSmart peut être installée en une minute environ.

« Lorsque le soulèvement dû au gel est devenu un problème signalé à TerraSmart, nous construisions certains de ces réseaux dans les régions du nord que nous voyions en fait sur certains sites de projets. Ils pensaient que nos racks coulaient, et lorsque nous sommes arrivés sur place et avons réexaminé. Nous avons vu que ça ne bougeait pas. Nous avons finalement réalisé qu’en réalité le sol se soulevait tellement qu’il se soulevait autour de notre vis de terre puis se retombait.