En una instalación solar fotovoltaica, uno de los elementos más importante es el sistema de fijación que va a dar un soporte seguro a toda la planta. La estructura es la responsable de darle tanto un óptimo rendimiento a los paneles solares con una inclinación ideal como un soporte que haga que estos aguanten las inclemencias meteorológicas. Añadiendo elementos de seguridad también puede soportar los otros tipos de inclemencias, las de los amigos de lo ajeno.

Existen dos tipos de instalaciones fotovoltaicas, según el lugar en el que estén ubicadas: sobre suelo rústico o sobrecubierta.

Las estructuras sobre suelo rústico, al menos en lo que a conexión a red se refiere, son las más completas a la hora de anclarlas. A diferencia de las cubiertas, hay que tener en cuenta que, en este tipo e instalación solar, no hay elementos donde nos podamos sujetar como correas, pórticos, etc. Tampoco hay elementos que podamos aprovechar para ahorrar estructura para darle la elevación idónea a los paneles fotovoltaicos. Es aquí donde hay que crear una estructura de suportación en su más amplia acepción.

El diseño de las estructuras de suelo rústico requiere un especial cuidado puesto que fenómenos meteorológicos como la nieve, y sobre todo el viento, afectan en mayor medida ya que están más expuestas en campo abierto. Por ello, es conveniente tener muy en cuenta los valores de carga de nieve, la zona de viento, la altitud del terreno y, en cierto caso que luego veremos, estudiar geológicamente el terreno.

Existen una infinidad de sistemas de montaje que ofrecen soluciones para este tipo de estructuras. Éstas pueden ser bien de acero galvanizado o bien de aluminio. Un denominador común es la utilización de perfiles con gran resistencia de carga que permite la colocación de los paneles solares con pórticos o puntos de apoyo a una mayor distancia entre ellos y, por lo tanto, recibirán más luz. Como consecuencia se consiguen montajes más rápidos con menos fijaciones.

La forma clásica de fijar estas estructuras al suelo son las zapatas de hormigón que se hacen a lo largo de una fila de paneles solares y se van anclando los pórticos a éstas. Sin embargo, existe otra manera; la fijación mediante tornillos de cimentación, que consiste en unos elementos cilíndricos de acero galvanizado de unos 1.500 mm acabados en punta y con una rosca que ayuda a su anclaje. Aquí hará falta desarrollar un estudio geológico del terreno ya que vamos a clavar unos puntales de metro y medio a lo largo de toda la instalación. Este tipo de fijaciones ha proliferado en los últimos años por la conciencia ecológica de no verter hormigón en zonas no urbanizadas, y dicho sea de paso, para cumplir normativas medioambientales tipo ISO 14001, etc.

Cada tipo de anclaje tiene sus ventajas y sus inconvenientes. En el caso del hormigón, nos ahorramos material de estructura pero el gasto en obra civil aumenta considerablemente. Además,, los tornillos de cimentación requieren de maquinaria especial para hincarlos y un estudio geológico del terreno Algo a tener en cuenta a la hora de poner los tornillos de cimentación es que hay que aislar uno de otro mediante cinta adhesiva de neopreno para evitar el temido par galvánico ya que son de acero galvanizado y el resto de la estructura es de aluminio. Entramos de lleno ahora en las estructuras y anclajes a cubiertas. Las soluciones son infinitas al igual que los tipos de tejados con los que nos podemos encontrar. Podemos encontrar estructuras confeccionadas en acero galvanizado o en aluminio; el aluminio es un 300% mas liviano que el acero, cosa a tener muy en cuenta a la hora de no sobrecargar la cubierta. A pesar de todas estas posibilidades que se nos brinda se distinguen dos grandes grupos atendiendo a la tipología del mismo: plano e inclinado.

En el caso de los tejados planos, normalmente terrazas transitables de tela asfáltica, hormigón, cubiertas tipo deck, etc. prima la estanqueidad de las fijaciones, ya que son zonas donde el agua de lluvia no corre con la misma facilidad que en los inclinados; ésta se puede estancar momentáneamente y puede filtrar por las pequeñas fisuras que tenga el punto de anclaje. En estos casos, es evidente que la estructura tendrá que darle toda la inclinación necesaria al panel solar ya que no podemos aprovecharnos de la inclinación de la cubierta.

En esta ocasión se podría fijar la estructura al tejado mediante perforaciones, elemento de sujeción y el posterior sellado, cosa poco recomendable ya que únicamente los profesionales pueden hacer un buen trabajo. También resulta complicado asegurar la estanqueidad de las fijaciones durante 25 años.

Por otro lado, tenemos las soluciones de las estructuras contrapesadas, se les añade un complemento en forma de guía o receptáculo a la parte inferior de la estructura para colocar unas baldosas, piedras o sacos de arena que hagan de lastre para todo el sistema. Hay que prestar especial atención al estudio de las cargas de viento y nieve que va a soportar la estructura para averiguar el peso necesario de estos elementos, así como   al conocimiento de la sobrecarga máxima de la cubierta para no  ocasionar molestias o sorpresas desagradables a los posibles habitantes de la parte inferior del tejado.

Otra forma, igual de efectiva pero menos limpia, de colocar unos contrapesos es la “fabricación” in situ de bloques de hormigón de obra. Atendiendo a las necesidades se calcula el tamaño de los bloques y sus ubicaciones y se ancla la estructura a éstos mediante los clásicos tornillos expansivos, por ejemplo. Esta pequeña construcción de hormigón también ayuda a compensar desniveles de la terraza. El único contratiempo es el coste de mano de obra que esto supone.

Existe un tipo de cubiertas planas que tienen un recubrimiento de gravilla a modo de protección para la tela asfáltica que se encuentra debajo. Este elemento a diferencia de ser una molestia a la hora de instalar las placas fotovoltaicas es una posible solución a nuestra fijación de la estructura. Se puede usar la propia gravilla como lastre de la instalación, de manera que no añadimos más carga a la cubierta. Para esto hay unos paneles de polietileno (PET) de 1.000 x 1.000 mm aproximadamente con forma ondulada que se colocan debajo de la gravilla, se aparta ésta, se coloca el panel de PET, se ancla la estructura a esta placa y acto seguido se recubre de nuevo con la gravilla. Esta es una de las opciones más limpias. Hay que tener en cuenta el grosor de la capa de gravilla que tiene la cubierta y el diámetro medio de la piedra para saber el peso que estamos colocando y que cumpla con los requerimientos estáticos de la instalación.

Últimamente, se han multiplicado las estructuras sin lastre y sin fijación a la cubierta, son estructuras que elevan el panel solar mínimamente, 10º, y que están protegidas por los lados con chapas metálicas que hacen de parapetos para que el viento no pueda entrar y levantar el módulo. Como añadido, se colocan perfiles entre fila y fila de placas fotovoltaicas perpendicularmente y a lo largo de todo el montaje, haciendo que la instalación al completo sea sólo una y evitando desplazamientos laterales. Para impedir este tipo de movimientos indeseados también se usa el anclaje con cables de acero a los muretes que rodean la cubierta. Este tipo de montajes es la solución para esos tejados donde por un lado es imposible taladrar la cubierta y por el otro no soportaría añadir cargas excesivas. Por el lado de los tejados inclinados no hay tanto problema a la hora de taladrar el tejado, aún así hay que ir con mucho cuidado.

Dentro de los tejados inclinados tenemos los típicos tejados de teja, muy extendidos por toda Europa y un poco menos por estas latitudes ibéricas. Para fijar en estos casos tenemos la pieza universal de salvateja en forma de gancho -que muchos ya conocemos-, una garra con varias curvaturas y una base robusta, de forma que levantamos la teja, introducimos la pieza, la fijamos, volvemos a poner la teja y queda sólo visible una parte muy pequeña donde poner los perfiles que van a sujetar las placas solares. Es una fijación muy sencilla y muy limpia; los módulos quedan coplanares al tejado. Es la alternativa más recomendable ya que suelen ser tejados con suficiente inclinación. Tenemos que dejar suficiente espacio por debajo para la refrigeración de los paneles FV y así no perder rendimiento por temperaturas extremas.

Por último quedan los tejados inclinados de cubiertas industriales, cuyo crecimiento se ha disparado en nuestro país. Aquí lo que hay que tener en cuenta es la búsqueda de elementos estructurales de la nave para anclarnos a ellos, correas, pórticos, etc. Hay que saber que la chapa sólo es un envoltorio de la propia estructura y no nos ofrece garantías de fijación. Otra cosa importante es fijar, siempre que se pueda, los tornillos autotaladrantes por la zona de las crestas de la chapa trapezoidal. En el caso que sea de este tipo, nos evitaremos probabilidad de goteras. Aprovechando la pequeña inclinación que tienen estos tejados, se puede reducir bastante la inclinación efectiva de la propia estructura sin que afecte a estos, más o menos, 30º ideales de inclinación del panel solar.

Para finalizar, se pueden citar los casos de estructuras de integración sobre tejados inclinados o fachadas. Éstas consisten en la sustitución de elementos de construcción, como tejas o baldosas cerámicas por los propios paneles fotovoltaicos.

Las estructuras sobre mástiles son casos muy especiales que no suelen darse en instalaciones solares de conexión a red, son más comunes en instalaciones aisladas para bombas de riego, dispositivos meteorológicos, etc.