Cómo las inspecciones solares con drones están aumentando la eficiencia de las plantas de energía solar modernas
A medida que la humanidad se aleja lentamente del abismo y su dependencia de los combustibles fósiles disminuye, la energía solar está ocupando un lugar central en la revolución de la energía limpia. En los últimos 10 años, la capacidad mundial instalada de energía solar ha aumentado un asombroso 1.454%, de sólo 40 gigavatios (GW) en 2010 a unos 583,5 GW estimados en 2020. Para 2024, se prevé que aumente a más de 1.400 GW en todo el mundo.
Para satisfacer estas demandas, el tamaño y la capacidad de las plantas solares también están creciendo exponencialmente. Sin embargo, la ampliación de la energía solar plantea nuevos desafíos. Para mantener la producción de las plantas solares y mantenerlas funcionando con la máxima eficiencia, los operadores deben realizar inspecciones periódicas de los paneles solares, comprobando si hay daños o suciedad, lo que podría estar reduciendo la eficiencia y, por extensión, la rentabilidad de la planta.
Aunque tradicionalmente esto se llevaría a cabo manualmente, el tamaño cada vez mayor de las plantas solares modernas significa que esta solución ya no es financieramente viable. Incluso para sitios más pequeños, las empresas de energía solar deben instalar miles de paneles solares distribuidos en grandes áreas y esto presenta un desafío enorme, por no decir costoso.
Ingrese Drone Visual, la empresa de tecnología con sede en Brasil que ha introducido nuevos drones con paneles solares en tres sitios que cubren un área combinada de 10 km 2 y que contienen unos 900.000 módulos solares individuales. Para un área de este tamaño, las inspecciones manuales resultaron costosas e inexactas. Sin embargo, al realizar inspecciones de paneles solares con drones, un equipo de dos ahora puede inspeccionar cada módulo solar en solo 13 días, identificando rápidamente los paneles dañados o sucios y haciendo que los sitios sean mucho más viables para mantener y seguir funcionando a su máxima capacidad.
Cómo mantener la capacidad solar máxima
Cualquier cantidad de problemas puede afectar la eficiencia y el rendimiento de los módulos solares, incluida la suciedad, diodos o celdas defectuosos y daños más sustanciales a todo el panel. Específicamente, la suciedad es uno de los desafíos más comunes para la mayoría de las plantas solares. La Asociación de Energía Solar señala que los paneles solares sucios pueden perder hasta el 20% de su producción de energía, mientras que el Laboratorio Nacional de Energías Renovables sitúa esa cifra aún más alta, en un 25%. Investigaciones más recientes han demostrado que un panel solar sucio puede perder hasta un 50% de su eficiencia en comparación con uno limpio. Pérdidas tan enormes tienen un impacto significativo en la eficiencia de toda una planta solar, merman las ganancias y hacen que las granjas solares modernas a gran escala sean mucho menos viables.
Sin embargo, para sitios del tamaño de las granjas solares modernas, las inspecciones de los paneles solares son extremadamente difíciles. Tradicionalmente, un ejército de trabajadores equipados con instrumentos de inspección portátiles recorrían a pie toda la planta solar, comprobando la producción de células individuales en busca de defectos. Debido al gran tamaño de las plantas, las inspecciones manuales a menudo significan que sólo un pequeño porcentaje de paneles solares se puede verificar de forma rutinaria y, en cambio, las plantas a menudo realizan inspecciones mediante muestreo y extrapolación. En algunos casos, se evalúa y analiza tan solo el 2-3% de una planta, lo que genera informes muy inexactos. Además, incluso cuando se trata simplemente de muestreo, las inspecciones manuales son operaciones que requieren mucho tiempo y requieren una inmensa mano de obra, lo que conlleva un costo significativo, lo que nuevamente reduce las ganancias y limita la efectividad de las plantas modernas a gran escala.
Para superar este desafío, Drone Visual utiliza el dron Matrice 210 RTK V2 (M210 RTK V2) de DJI con una cámara termográfica Zenmuse XT2 montada. Esto permite a los operadores realizar de forma rentable inspecciones visuales y térmicas de todos sus paneles solares para mantener toda la planta funcionando con la máxima eficiencia y maximizar la rentabilidad.
La solución de inspección solar con drones
Durante una inspección solar con drones, se vuela manualmente un M210 a una altura de 50 m siguiendo trayectorias de vuelo horizontales de oeste a este. Con un campo de visión de inspección (FOV) lo suficientemente grande como para que el XT2 capture dos cadenas de módulos a la vez, los operadores capturan sistemáticamente imágenes térmicas y visuales de todo el sitio.
Una vez capturadas las imágenes, Drone Visual utiliza herramientas FLIR para analizar las imágenes para su posprocesamiento y generación de informes. Los informes brindan una descripción general simple de la temperatura de cada panel, lo que permite a los operadores identificar rápidamente unidades defectuosas y enviar equipos para investigar, reparar o limpiar esas unidades.
Las imágenes visuales proporcionan una forma sencilla y eficaz de identificar problemas no eléctricos, como suciedad, sombra o anidación de animales. Sin embargo, las imágenes térmicas funcionan en conjunto con imágenes visuales para identificar puntos calientes en los paneles solares que pueden indicar problemas tanto eléctricos como no eléctricos.
Dado que el propósito de un panel es absorber energía solar, si la cámara térmica detecta niveles de calor demasiado altos, esto es una indicación de que el panel no está funcionando a su capacidad y que hay un problema, como una celda defectuosa o un diodo de derivación. , suciedad o polvo, o daños al panel. Esto significa que de forma remota, los operadores pueden no solo identificar que hay un problema sino, más importante aún, cuál es el problema, lo que aumenta enormemente la eficiencia y la velocidad de cualquier acción de respuesta requerida.
Inspecciones con drones versus inspecciones manuales de paneles solares
Antes de utilizar drones, las inspecciones en los tres sitios se llevaban a cabo manualmente, comprobando paneles individuales con equipos portátiles. Sin embargo, dado el tamaño de las instalaciones solares, las inspecciones manuales sólo podían realizarse mediante muestreo. Lo que esto significa es que sólo entre el 2 y el 3 % de los módulos se analizaban durante una inspección y, comprensiblemente, los resultados extrapolados eran muy inexactos. Potencialmente, cientos, si no miles, de defectos quedarían sin abordar.
Por el contrario, con una inspección solar con drones, se analiza cada módulo y los informes resultantes se vuelven inmensamente más precisos y valiosos. Utilizando un dron con paneles solares, solo dos empleados pudieron inspeccionar toda el área combinada de 10 km 2 en 13 días, identificando 6.000 anomalías en las tres plantas solares.
Al mismo tiempo, los instrumentos utilizados para las inspecciones manuales suelen ser muy complejos, lo que genera informes difíciles de leer y de aplicar. En comparación, los informes compilados a partir de las imágenes térmicas han simplificado mucho el análisis, permitiendo a los operadores identificar rápidamente los problemas y tomar medidas correctivas rápidas.
También hay beneficios para la salud y la seguridad. Al operar de forma remota, los drones reducen la necesidad de que los trabajadores operen en entornos peligrosos de alto voltaje. Además, el uso de drones también significa que las inspecciones no se ven obstaculizadas por las limitaciones del terreno accidentado, lo que aporta una versatilidad mucho mayor a la construcción y ubicación de plantas solares.
Los drones, la herramienta de referencia para las inspecciones de paneles solares
Dejando a un lado las plantas solares, otras industrias ya están utilizando drones en una variedad de escenarios similares de inspección con drones. Si bien Drone Visual ha utilizado el dron M210 RTK V2 de DJI equipado con una cámara térmica XT2, otros escenarios se han apresurado a adoptar la configuración más nueva M300 plus H20T. El M300 RTK es el dron comercial insignia de DJI y, con una variedad de funciones y capacidades, ha sido descrito como "la herramienta soñada por un inspector". Con una carga útil máxima de 2,7 kg, el M300 tiene una de las resistencias más altas de cualquier avión DJI capaz de ofrecer tiempos de vuelo de hasta 55 minutos (sin carga útil).
Si bien, al igual que el M210, el M300 puede equiparse con el XT2, lo más destacado del M300 es la serie de cámaras H20 , que ha sido diseñada específicamente para este dron. Como la primera solución de sensor híbrido de DJI, el H20T es una potente carga útil integrada que permite a los operadores capturar todo, de cerca o de lejos, y tanto en color térmico como real. Y, a diferencia del XT2, el H20 también viene con capacidades de zoom y gran angular, lo que hace que las inspecciones de paneles solares sean mucho más rápidas y sencillas.
Resumen
A medida que aumentan las demandas de energía limpia en todo el mundo, el tamaño de los parques solares aumenta exponencialmente para compensar. Sin embargo, el aumento de tamaño plantea una serie de desafíos que la tecnología de drones está en una posición única para superar. Con inspecciones solares con drones, Drone Visual permitió a los operadores inspeccionar cada panel de sus tres sitios solares en solo 13 días (algo que hubiera sido imposible de realizar manualmente), identificando una cantidad significativa de problemas que de otro modo reducirían la rentabilidad de las plantas. Al permitir a los operadores monitorear y mantener los paneles de manera mucho más integral y a una fracción del costo, la tecnología de drones se está convirtiendo en una herramienta fundamental para construir plantas solares mejores y más grandes que proporcionen más energía limpia para más personas.
Fuente: https://enterprise-insights.dji.com/user-stories/drone-solar-inspection-saves-time