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Calcolatore del carico del vento per pannelli solari

Calcolatore gratuito del carico del vento per pannelli solari. Sollevamento e sollecitazione di estrazione per vite secondo NTC 2018 e Eurocodice 5 in N/m² e N.

Calcolatore del carico del vento per pannelli solari

Pressione cinetica
455,6 N/m²
Pressione di sollevamento
729 N/m²
Sollevamento per modulo
1458 N
Sollecitazione di estrazione per vite
364 N
Capacità per vite
1557 N
Vite M8 × 80 mm, 60 mm di affondamento (EC5)
Utilizzo della capacità
23,4%
Entro la capacità tipica della vite

Come usare questo calcolatore

Inserite cinque valori. Lo strumento restituisce pressione cinetica, pressione di sollevamento sull’array, forza per modulo, sollecitazione di estrazione per vite e un verdetto rispetto a vite M8 × 80 mm in legno C24:

  1. Numero di moduli — dal progetto dell’impianto.
  2. Superficie del modulo (m²) — superficie fisica di un modulo; un 400 W misura circa 2,0 m².
  3. Velocità di riferimento v_b,0 (m/s) — dalle NTC 2018 Allegato A per il comune.
  4. Inclinazione (°) — angolo dei moduli rispetto al piano di copertura. Integrazione complanare equivale a 0°.
  5. Punti di fissaggio per modulo — numero di viti che trasferiscono il sollevamento dalla guida al puntone. Standard: 4 per modulo.

Il calcolatore computa la pressione cinetica di riferimento q_b = 0,5 × ρ × v_b,0² con ρ = 1,25 kg/m³, moltiplica per un coefficiente di sollevamento che dipende dall’inclinazione, e divide la forza per modulo per il numero di fissaggi.

La formula

q_b      (N/m²) = 0,5 × ρ × v_b,0²              (ρ = 1,25 kg/m³)
Sollev.  (N/m²) = q_b × c_f(inclinazione)
F_modulo (N)    = Sollev. × Superficie
F_vite   (N)    = F_modulo / n° fissaggi
Util.    (%)    = F_vite / R_d × 100

Esempio: array di 16 moduli a integrazione complanare a v_b,0 = 27 m/s (zona 3, Roma) con viti M8 × 80 in C24:

  • q_b = 0,5 × 1,25 × 27² = 456 N/m²
  • c_f a 0° = 1,2
  • Sollevamento = 456 × 1,2 = 547 N/m²
  • Forza per modulo = 547 × 2,0 = 1.094 N
  • Per fissaggio (4) = 1.094 ÷ 4 = 273 N
  • R_d (EC5, M8 × 80, 60 mm affondamento, C24) = 1.555 N
  • Utilizzo = 273 ÷ 1.555 = 18% — entro la capacità tipica della vite

Margine confortevole per un’installazione tipica zona 3 (Lazio, Toscana costiera). Zona 4 (Sicilia, Calabria, v_b,0 = 28 m/s) porta lo stesso calcolo al 19% — ancora dentro la capacità.

Riferimento velocità del vento per zona italiana

NTC 2018 Allegato A velocità di riferimento v_b,0:

Zonav_b,0 (m/s)Regioni / aree
125Valle d’Aosta, Piemonte, Lombardia, Trentino, Veneto, Friuli, Emilia-Romagna, Marche, Umbria, Lazio interno, Toscana interna
225Liguria
327Toscana costiera, Lazio costiero, Campania interna
428Sicilia, Calabria, Basilicata, Puglia, Sardegna interna
528Sardegna occidentale
628Isola di Lampedusa, Pantelleria
730Valichi appenninici sopra 1.500 m, isole minori esposte
828Sicilia costiera meridionale
928Calabria ionica

Per edifici di classe d’uso III-IV (ospedali, scuole) applicare coefficiente c_alt e c_r aggiuntivi. Il calcolatore assume residenziale classe II.

Perché il coefficiente di sollevamento dipende dall’inclinazione

Dati di galleria del vento SEAOC PV2-2017 e linee guida ANIE Rinnovabili forniscono i seguenti coefficienti:

  • Integrazione / complanare (0° a 5°) : c_f = 1,2. Configurazione dominante su tetto a falda residenziale italiano.
  • Inclinazione bassa (10° a 15°) : c_f = 1,4. Copertura piana ballastata est-ovest.
  • Inclinazione media (20° a 25°) : c_f = 1,6. Ottimo di produzione per la maggior parte dell’Italia.
  • Inclinazione alta (30° a 35°) : c_f = 1,8. Cavalletti a terra o su tetto piano.
  • Inclinazione elevata (oltre 35°) : c_f = 2,0. Impianti a terra di grande taglia.

Le zone di bordo e angolo mostrano c_f maggiore secondo UNI EN 1991-1-4 §7.2.3. Il calcolatore applica conservativamente il coefficiente di bordo/angolo.

Fissaggi e valori di calcolo Eurocodice 5

UNI EN 1995-1-1 fornisce la resistenza caratteristica all’estrazione R_k di viti in legno massiccio. R_d = R_k × kmod / γM. Per classe di servizio 2 (interno riscaldato, sottotetto ventilato), kmod = 0,6 e γM = 1,3 per legno massiccio. I 1.555 N usati dal calcolatore includono già questi fattori.

Sistemi di fissaggio PV comuni in Italia:

  • K2 Systems CrossHook — vite M8 × 80 attraverso gancio per tegola fino al puntone. 4 ganci per modulo standard.
  • Sun Ballast — sistema ballastato senza penetrazione per copertura piana. Massa di lastra calcolata secondo NTC.
  • Schletter Rapid 2+ — vite M8 × 80 con guarnizione EPDM per copertura metallica.

Per installazioni ballastate su copertura piana (capannoni industriali, garage), il sollevamento è resistito dalla massa di lastra secondo UNI EN 1991-1-4 §6.3. Usate il calcolatore di carico fotovoltaico sul tetto per verificare la capacità portante della copertura.

Regole pratiche per installazioni italiane

  • Sotto 50% di utilizzo: le certificazioni pre-stabilite del produttore sono sufficienti. Nessun calcolo strutturale aggiuntivo necessario oltre alla verifica obbligatoria del direttore lavori.
  • Tra 50 e 70%: verificare specie e classe del legno del puntone (C16 vs C24 vs legno non classificato).
  • Tra 70 e 100%: aggiungere fissaggi o passare a M10. Da 4 a 6 fissaggi per modulo riduce l’utilizzo del 33%.
  • Sopra 100%: calcolo di ingegnere strutturale obbligatorio. Comune in zone 4+, sui valichi appenninici, o su edifici storici con puntoni di scarsa qualità.

La spaziatura tra file e l’inclinazione interagiscono con il carico del vento. Il calcolatore dell’angolo di installazione aiuta a bilanciare produzione e carico eolico.

Implicazioni economiche

Calcolo strutturale per installazione standard: 300 € a 600 €. Sistemi pre-certificati K2 o Schletter coprono la maggior parte dei casi e sono inclusi nel preventivo. Sovracosti materiali per zone 4+:

  • Viti M10 × 100: 2,50 € cad. vs 1,20 € per M8 × 80
  • Fissaggi inox (zone costiere, isole): 4,80 € cad.
  • Scossaline aggiuntive per 6 fissaggi: 8-12 € cad.

Combinate questo strumento con il calcolatore di carico sul tetto per un’analisi strutturale completa prima del montaggio.

Fonti

Domande frequenti

Quale zona di vento si applica al mio indirizzo in Italia?
Le NTC 2018 §3.3 dividono l'Italia in nove zone di vento. Zona 1 (Valle d'Aosta, Piemonte, Lombardia, Trentino, Veneto, Friuli, Emilia-Romagna, Marche, Umbria, Lazio, Abruzzo, Molise, Toscana interna) con v_b,0 = 25 m/s. Zona 2 (Liguria) con 25 m/s. Zona 3 (Toscana costiera, Lazio costiero, Campania interna) 27 m/s. Zona 4 (Sicilia, Calabria, Basilicata, Puglia, Sardegna interna) 28 m/s. Zona 5 (Sardegna occidentale) 28 m/s. Zone 6 e 7 (isole minori, valichi appenninici) fino a 30 m/s. Il calcolatore usa 27 m/s come predefinito — consultate l'Allegato A delle NTC 2018 per la vostra zona.
Qual è la differenza tra v_b,0 e la pressione di picco q_p?
v_b,0 è la velocità di riferimento del vento (media su 10 minuti a 10 m di altezza in terreno aperto) secondo NTC 2018 §3.3.2. La pressione di picco q_p aggiunge il coefficiente di esposizione c_e (categoria di esposizione del sito, altezza dell'edificio, topografia) e fattori di raffica. Per un'abitazione tipica in categoria di esposizione III (zona suburbana, altezza di gronda 8-10 m), q_p è circa 1,3-1,5 volte la pressione cinetica di riferimento q_b = 0,5 × ρ × v_b,0². Il calcolatore lavora con q_b come prima approssimazione conservativa.
Quale vite assume il calcolatore?
La vite predefinita è una M8 × 80 mm con 60 mm di affondamento in legno C24 (qualità strutturale standard nelle nuove costruzioni italiane). L'Eurocodice 5 (UNI EN 1995-1-1) fornisce una resistenza caratteristica all'estrazione R_k di circa 1,55 kN per fissaggio, con kmod = 0,6 e γM = 1,3 si ottiene un valore di progetto R_d di circa 1,55 kN. I sistemi K2 Systems, Schletter e Sun Ballast venduti in Italia usano fissaggi M8 secondo le loro guide di installazione.
Serve un ingegnere strutturale per il calcolo?
Il DM 28/2011 e la Circolare NTC 2018 richiedono per ogni impianto PV permanente una verifica della struttura portante e dei fissaggi. La maggior parte degli installatori GSE-qualificati usa certificazioni pre-stabilite dei produttori (K2 Systems, Schletter, Sun Ballast) che coprono le zone 1-4 e categorie di esposizione III-IV. Per zone con v_b,0 superiore a 28 m/s, copertura piana ballastata, o fabbricati elevati, è richiesto un calcolo individuale firmato da ingegnere strutturale e depositato presso il Genio Civile.
Come funzionano le zone di bordo e angolo del tetto?
NTC 2018 e UNI EN 1991-1-4 §7.2.3 definiscono per coperture a falda tre zone di pressione: F (angolo), G (bordo), H/I (interno). In zona F il coefficiente di pressione esterna c_pe,1 può arrivare a 2,0, mentre in zona interna è 1,0-1,2. I moduli vicini alla gronda o al colmo subiscono quindi circa il doppio del sollevamento. Il calcolatore applica conservativamente il coefficiente di bordo/angolo — una riduzione a zona interna può essere applicata solo tramite calcolo di ingegnere strutturale.

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