Source: nef.org.uk
La charge du vent doit tenir compte de la vitesse maximale du vent récurrent et non pas, comme dans le cas des micro-éoliennes, des vitesses moyennes. Cette carte montre les vitesses maximales britanniques en mètres par seconde et, en termes généraux, aucun panneau solaire normal correctement installé ne risque d'ajouter une charge de vent dangereuse sur un toit britannique typique des zones I à III, de sorte qu'une méthode de calcul simplifiée peut être utilisée. Une attention particulière doit être accordée aux zones IV et V, principalement au nord et à l'ouest de l'Écosse et aux îles du Nord et de l'Ouest.
Lorsque des calculs plus détaillés sont requis, il convient d'utiliser l'Eurocode [Note1] pour la charge de vent sur les structures de bâtiment et l'Annexe nationale britannique correspondante. Le processus de calcul comporte six étapes:
Déterminer la vitesse du vent du site contre
Déterminer la vitesse effective du vent Ve
Déterminer la pression dynamique qs = 0.613 Ve2
Déterminer la pression de surface externe pe
Déterminer la pression de surface interne en pi
Déterminer la charge nette sur le module PV P = (pe - pi) A
Cette page ne tentera pas d’indiquer tous les facteurs, mais les informations requises incluent la hauteur du bâtiment, l’altitude, la distance de la mer, la distance du bord de la ville, l’altitude du site, la topographie, la distance et la hauteur des bâtiments environnants et autres. facteurs pour les 12 directions du vent. Le BRE Digest 436 donne plus d'informations sur ce processus et il existe un programme BRE, BREVe. L'Annexe Nationale donne les coefficients de pression externe pour une large gamme de formes de toit, y compris les toits plats, les toits monopitch, les toits en pente traditionnelle et les toits en croupe, mais ne traite pas spécifiquement des panneaux photovoltaïques ou autres panneaux solaires.
Ce diagramme montre un plan schématique d'un toit en pente avec un vent venant de deux directions (ouest et sud si le nord est en haut du diagramme), montrant les différentes zones de pression du vent sur le toit pour lesquelles des calculs peuvent être nécessaires.
Dans les zones I à III, il est souvent possible d’utiliser une formule simplifiée pour la force du vent: F = qsCpnetCaA où:
qs est la pression dynamique du vent.
Cpnet est le coefficient de pression net.
Ca est un facteur d’effet de taille qui diminue à une valeur de 1 pour un réseau de moins de 5 m de diagonale.
A est la zone chargée du module PV.
Dans ce cas, la pression dynamique du vent (qs) peut être trouvée dans des tableaux de référence qui ne tiennent compte que de la hauteur du bâtiment, de l’altitude, de la zone et du fait que la topographie locale est significative ou non. Deux valeurs sont nécessaires pour le coefficient de pression net: une pour le soulèvement potentiel et l’autre pour la force descendante.
Hauteur du panneau et design
Le projet EurActive Roofer avait précédemment identifié cinq agencements de base de panneaux. Cpnet peut également être trouvé dans les tables pour les panneaux montés de manière traditionnelle sur la surface d'un toit, les valeurs variant selon qu'ils sont ou non situés à moins de 300 mm du bord du toit, ce qui en fait un élément de conception important. Le type de fixation est également crucial pour les panneaux à distance traditionnels. Les fixations à crochet ne doivent pas être suffisamment souples pour soulever de manière significative les tuiles de toit environnantes. L'écart maximal entre les dalles avec un crochet installé doit être inférieur à 6 mm et il est recommandé que la flèche maximale du crochet soit inférieure à 70 mm sous l'effet du vent. Cela peut être vérifié en appliquant la charge de vent nominale sur un crochet ou un toit factice à l'aide de poids et d'un système de poulies et en mesurant la flèche résiduelle.
Les conceptions intégrées qui sont nominalement étanches à l'air peuvent être traitées comme n'importe quel revêtement de toit conformément à l'Eurocode (à condition qu'elles ne dépassent pas du toit de plus de 100 mm). Les tuiles ou ardoises perméables à l’air utilisent également une variante de la méthode de calcul simplifiée, en tenant compte du fait qu’elles s’intègrent ou non directement sur les lattes de toit principales.
Situation des modules PV sur les toits plats
Ceci est un peu plus complexe, dépendant en partie du fait qu’ils soient fixés mécaniquement ou de manière autonome. Les deux devront résister au soulèvement dû au vent, mais les modules autonomes devront également résister au glissement. Les charges de vent dépendront de l'emplacement du module sur le toit, du toit avec un parapet et du fait que la structure de support PV soit ouverte ou entièrement revêtue. Les calculs devront également prendre en compte l'emplacement des modules sur le toit, avec des coefficients de pression nets différents pour ceux situés près du bord, dans les coins ou au centre du toit. Sur les toits plats, un calcul essentiel peut consister à déterminer s’il existe un risque de renversement. Pour cela, la masse de l'unité et du ballast doit être supérieure à la force du vent (moment), elle-même affectée par l'angle d'inclinaison du panneau.
Note 1: BS6399: La partie 2 (Code de pratique concernant la charge de vent sur les structures de bâtiment) a été retirée en mars 2010 et remplacée par la norme BS EN 1991-1-4: 2005 Eurocode 1: Actions sur les structures: Partie 1-4: Actions du vent et NA selon BS EN 1991-1-4: 2005 - Annexe nationale du Royaume-Uni à Eurocode 1. Actions sur les structures. Actions générales. Actions du vent (septembre 2008).
Nous souhaitons remercier BRE et les autres partenaires du projet EurActive Roofer pour leur aide sur cette page. Les informations données sont fournies à titre indicatif uniquement et ne doivent pas être utilisées à la place de calculs d'ingénierie corrects conformes aux normes britanniques en vigueur.
Ces informations sont basées sur les travaux entrepris par le projet EurActive Roofer de 2005 à 2008 et ont été soutenus par le programme d’actions horizontales impliquant les PME de l’Union européenne.
