Todo lo que necesitas saber sobre drones para inspecciones solares

Inspección de parques solares, eficiencia y más

By Jaime Perez Jaime Perez
julio 7, 2020

Con la capacidad de cubrir grandes distancias y proveer imágenes de alta resolución, los drones han permitido que compañías de diferentes sectores realicen operaciones más seguras y efectivas. La Industria de Energía Solar no ha sido diferente, drones equipados con tecnologías de medición térmica ayudan al personal encargado de estos proyectos energéticos a obtener datos más precisos y tomar mejores decisiones.

Compañías de la industria energética  combinan tecnología de punta con drones especializados para incrementar la eficiencia de las operaciones de sus planta. Los drones están jugando un papel importante en la búsqueda de proveer energía asequible y confiable.

solar farm drone inspections 2

El futuro de la energía: Crecimiento y necesidades de eficiencia

Debido a las crecientes preocupaciones sobre el cambio climático y las emisiones de carbono, muchos países alrededor del mundo han incrementado su inversión en proyectos de energía renovable. La Energía Solar ha sido entre las soluciones preferidas dentro de las diferentes fuentes de energía renovable disponibles. En la última década (2009-2019), las inversiones en Energía Solar sumaron 1.3 Trillones de dólares a nivel mundial, representando la mitad del total de inversiones en energías renovables[1].

Una de las razones principales detrás de la creciente adopción de soluciones solares, ha sido la reducción del costo total de instalación. El costo de instalación por kW ha bajado en un 73% en la última década, de $4621 dólares en 2010 a $1210 en 2019 [2]. El objetivo es continuar reduciendo costos, y para lograr esto, los administradores de los parques solares necesitan optimizar las operaciones y aumentar el valor agregado en todo el proceso de generación de energía.

Desafíos en la Inspección de Parques Solares

Para poder cumplir con la demanda de energía, las compañías de energía solar necesitan instalar miles de paneles solares y distribuirlos en grandes áreas de alta radiación solar. Para tener una idea clara de las dimensiones de un parque solar, se necesitan alrededor de 2500 acres para suplir energía a 100,000 hogares[3].

Las inspecciones tradicionales de los parques solares consisten en revisar uno a uno los paneles con la ayuda de una pistola de temperatura laser. Luego de identificar fallas en los arreglos solares, el personal en campo debe registrar la ubicación de estos paneles para futura referencia y reparación. Debido a las dimensiones de estos parques solares, estos métodos tradicionales son ineficientes y perjudiciales para los equipos de operación y mantenimiento.

La integración de drones aumenta la eficiencia y precisión de las inspecciones solares. Drones como el  DJI Matrice 210 RTK V2 equipados con cámaras térmicas como la XT2, son capaces de realizar inspecciones de grandes áreas del parque solar recolectando imágenes RGB y Térmicas de alta resolución.

Los parques solares están optimizando sus procesos de inspección con la ayuda de los drones, especialmente aquellos que se encuentran en lugares donde la alta radiación solar hacen la inspección manual aún más difícil para el personal. La integración de drones permite a los equipos de trabajo reducir tiempo de inspección en un 70% con respecto a los métodos tradicionales.

¿Cómo realizar una inspección de un Parque Solar con Drones?

solar farm drone inspections

La revisión del estado del Parque Solar usando drones no es solo sobrevolar el área, el proceso involucra una planificación y conocimiento del área a trabajar. Existen algunos pasos requeridos para ejecutar una inspección exitosa.

Análisis del Parque Solar

El equipo de inspección necesita conocer las dimensiones del parque solar para preparar el plan de ejecución. A pesar de que cada inspección posee sus características propias, de manera general algunas cosas que se deben tomar en cuenta a la hora de evaluar el parque son: el área del parque solar, numero de paneles instalados y la capacidad de generación.

Plan de vuelo

En base a la información recopilada en el análisis del área y la capacidad de inspección de los equipos – drones y pilotos disponibles – los planes de vuelos son preparados. Tomando en consideración el GSD (Ground Sample Distance) requerida y el tiempo de batería por vuelo, se definen las áreas y alturas de vuelo. Estos planes de vuelo se pueden importar a aplicaciones como DJI Pilot para preparar la ejecución.

Recolección de Datos

Los equipos de inspección se dirigen al campo y ejecutan los vuelos en base al plan. Se recomienda disponer de múltiples sets de baterías para optimizar el flujo de trabajo, el equipo en campo se encarga de cambiar las baterías y recargar las ya usadas. Dependiendo del plan de trabajo y las dimensiones del Parque Solar, algunos equipos de trabajo pueden ejecutar hasta 25 vuelos por día, recolectado unas 6500 imágenes.

Organización y Procesamiento de Datos

La información recolectada es almacenada y organizada para su procesamiento. Software de Fotogrametría reconstruyen mapas ortomosaicos RBG y térmicos , y se ajusta la ubicación utilizando puntos de control terrestres. Luego de la reconstrucción y los ajustes de posicionamiento, los mapas resultantes son integrados a un Sistema de Información Geográfica (GIS) donde los equipos de mantenimiento pueden ubicar fácilmente las anomalías que reflejan fallos potenciales.

solar panel thermal inspection with drones

Beneficios del uso de Drones para Inspecciones Aéreas

Imágenes Térmicas y RGB

Las imágenes aéreas proveen una amplia perspectiva del estatus del Parque Solar y permite a los equipos de mantenimiento enfocarse en los puntos que reflejan potenciales fallas. Las imágenes térmicas facilitan la detección de fallas en base a las anomalías de temperatura entre las celdas, paneles o cadenas. Al combinar los datos térmicos y visuales RBG, podemos determinar si estas anomalías de temperatura son resultado de factores físicos como delaminación, rupturas o polvo; o si se debe a problemas de conexión como inversores o fallas en el cableado.

Eficiencia

Una de las razones principales para integrar drones en la inspección de Parques Solares es eficiencia. Juan Francisco Mosqueda, un proveedor de  servicios de inspección para Parque Solares, explica los resultados de la integración de drones: “ Al utilizar drones podemos auditar 250 hectáreas en un dia” agrega “este tipo de trabajo tomaría 3 o 4 meses con los métodos tradicionales de inspección”.

El uso de las imágenes aéreas no solo contribuye a la mejora en la detección de fallas, también ayuda con el proceso de mantenimiento. Las imágenes visuales y térmicas proveen la ubicación precisa de la falla, haciendo que el trabajo en campo sea más preciso y con menor margen de error.

Datos Históricos

Almacenar los registros de inspecciones pasadas es muy útil a la hora de determinar las causas de las fallas. En algunos caso, un fallo en una celda solar no justifica reemplazar todo el panel pero es importante mantener un registro de estos casos para prevenir fallas mayores.  Se recomienda realizar una inspección aérea luego de que la instalación está completada y usar la información recolectada como referencia para futuras inspecciones.

Eficiencia de Rendimiento

La detección temprana de elementos defectuosos, ayuda a prevenir deficiencia en la producción del Parque Solar. Mientras más rápido se puedan detectar las posibles fallas, mejor la respuesta y menor la probabilidad de fallas mayores en el sistema. A fin de cuentas, una inspección efectiva en conjunto con un buen plan de mantenimiento, resulta en una mejor protección del valor de la inversión y una mayor eficiencia en el suministro de energía.

El uso de Drones continúa expandiéndose

Con el surgimiento de soluciones enfocada a empresas, es importante seleccionar las herramientas adecuadas para la tarea a realizar. Las inspecciones energéticas requieren cámaras térmicas, en cambio operaciones de cartografía requieren más precisión en la ubicación con módulos RTK. Es importante saber el resultado que se quiere obtener a partir de la integración de los drones y seleccionar la mejor solución en base a esas necesidades.

Mientras el número de compañías que integran de drones para mejorar sus procesos sigue creciendo, DJI continúa desarrollando nuevas soluciones para cubrir las necesidades de los diferentes sectores. La versatilidad y aplicación de los drones, abre oportunidades para mejoras y estamos viendo solo el inicio de cómo será el futuro.

Fuentes

1.https://www.unenvironment.org/news-and-stories/press-release/decade-renewable-energy-investment-led-solar-tops-usd-25-trillion

2.https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2019/Nov/IRENA_Future_of_Solar_PV_2019.pdf

3 https://greencoast.org/solar-farm-land-requirements/

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Tags: Electricidad, Energía

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Jaime Perez
Sobre el autor Jaime Perez

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