A medida que la humanidad se aleja lentamente del precipicio y reduce su dependencia de los combustibles fósiles, la energía solar está ocupando un puesto relevante en la revolución de las energías limpias. En los últimos diez años, la capacidad global de las instalaciones de energía solar ha aumentado sorprendentemente un 1454 %; de solo 40 gigavatios (GW) en 2010 se ha pasado a 583.5 GW estimados en 2020. Para 2024, se prevé que ascienda por encima de los 1400 GW en todo el mundo.
Para satisfacer esta demanda, el tamaño y la capacidad de las plantas solares también están creciendo de manera exponencial. No obstante, el desarrollo de la energía solar trae consigo nuevos retos. Para mantener el rendimiento de las plantas solares y que sigan funcionando con la máxima eficiencia, los operadores deben realizar inspecciones periódicas de los paneles solares para comprobar si están dañados o sucios, ya que esto podría reducir su eficiencia y, por extensión, la rentabilidad de la planta.
Aunque hasta ahora esta labor se ha realizado de forma manual, el tamaño cada vez mayor de las plantas solares modernas hace que esta solución ya no sea viable económicamente. Incluso en las plantas más pequeñas, las empresas de energía solar deben instalar muchos miles de paneles solares distribuidos en grandes áreas y esto supone un desafío enorme, además de costoso.
Descubre Drone Visual, la compañía de tecnología con sede en Brasil que ha introducido nuevos drones de paneles solares en tres plantas que ocupan un área conjunta de 10 km2 y que contienen unos 900 000 módulos solares individuales. En un área de este tamaño, las inspecciones manuales resultaban costosas y poco precisas. Sin embargo, al utilizar drones para inspeccionar los paneles solares, un equipo de dos personas puede ahora revisar cada módulo solar en solo 13 días, al detectar enseguida los paneles dañados o sucios y hacer que el mantenimiento de las instalaciones sea mucho más viable y que estas funcionen a pleno rendimiento.
¿Cómo mantener la capacidad solar máxima?
La eficiencia y la producción de los módulos solares pueden verse afectados por una serie de problemas, que incluyen suciedad, diodos o celdas defectuosos y otros daños más sustanciales en los paneles. La suciedad, en concreto, es uno de los desafíos más habituales en la mayoría de las plantas solares. La Asociación de Energía Eléctrica Solar estadounidense (Solar Energy Power Association) señala que un panel solar sucio puede perder hasta un 20 % de su producción energética, mientras que el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (National Renewable Energy Laboratory) de EE. UU. eleva esa cifra aún más, al 25 %. Investigaciones más recientes han demostrado que la eficiencia de un panel solar sucio puede reducirse hasta un 50 % en comparación con uno limpio. Estas enormes pérdidas provocan un impacto significativo en la eficiencia de toda la planta solar, lo que reduce los beneficios y hace que las granjas solares modernas a gran escala sean mucho menos viables.
Además, en instalaciones del tamaño de las granjas solares modernas, la inspección de los paneles resulta extremadamente difícil. Con el método tradicional, un ejército de trabajadores equipados con instrumentos de inspección portátiles recorrería toda la planta solar a pie para revisar la producción de las celdas individuales y detectar fallos. Debido al enorme tamaño de las plantas, es habitual que solo un pequeño porcentaje de los paneles solares se pueda revisar de forma rutinaria mediante inspecciones manuales y que, en cambio, la inspección de las plantas se efectúe por medio de muestreo y extrapolación. En algunos casos, tan solo el 2-3 % de la planta se evalúa y se analiza, lo que da como resultado informes muy imprecisos. Además, incluso cuando solo se toman muestras, las inspecciones manuales son operaciones en las que se tarda mucho tiempo y que requieren gran cantidad de mano de obra con un coste significativo, lo que de nuevo repercute en los beneficios y limita la efectividad de las plantas modernas a gran escala.
Para resolver este inconveniente, Drone Visual utiliza el dron Matrice 210 RTK V2 (M210 RTK V2) de DJI con una cámara de imágenes térmicas Zenmuse XT2 incorporada. De este modo, los operadores pueden llevar a cabo de forma rentable inspecciones visuales y térmicas de todos los paneles solares para que la totalidad de la planta funcione a pleno rendimiento y se maximicen las ganancias.
La solución de inspección de plantas solares con drones
Durante la inspección de una planta solar con drones, el M210 se sitúa manualmente a una altura de 50 m y sigue rutas de vuelo horizontales de oeste a este. Con un campo de visión de inspección lo bastante grande como para que la XT2 capte dos hileras de módulos a la vez, los operadores obtienen de forma sistemática imágenes térmicas y visuales de toda la planta.
Una vez obtenidas las imágenes, Drone Visual utiliza herramientas FLIR para analizarlas de cara a su procesamiento posterior y a la generación de informes. Los informes proporcionan una descripción general sencilla de la temperatura de cada panel, lo que permite a los operadores identificar rápidamente las unidades defectuosas y enviar equipos que revisen, reparen o limpien esas unidades.
Las imágenes visuales ofrecen un modo sencillo y eficiente de detectar problemas no eléctricos, como suciedad, sombras o anidación de animales. Por otro lado, las imágenes térmicas y las visuales funcionan de forma conjunta para identificar puntos calientes en los paneles solares, que pueden indicar tanto problemas eléctricos como no eléctricos.
Dado que el propósito de un panel es absorber energía solar, el hecho de que la cámara térmica capte niveles de calor demasiado altos significa que el panel no funciona en toda su capacidad y que hay un problema, como una celda o un diodo de derivación defectuosos, suciedad, polvo o daños en el panel. Esto implica que, de forma remota, los operadores podrán no solo detectar que existe un problema, sino, lo que es más importante, de qué problema se trata, lo que aumenta enormemente la eficiencia y la rapidez con que se adoptan las medidas necesarias.
Inspección con drones frente a inspección manual de paneles solares
Antes de utilizar drones, las inspecciones en los tres emplazamientos se realizaban de forma manual, es decir, se revisaban los paneles individuales con equipos portátiles. Sin embargo, dado el tamaño de las plantas solares, las inspecciones manuales solo se podían llevar a cabo mediante muestreo. Esto suponía que solo el 2-3 % de los módulos se analizaran durante una inspección y que los resultados extrapolados fueran lógicamente muy inexactos. Es posible que se pasaran por alto cientos, si no miles, de defectos.
Por el contrario, al inspeccionar la planta solar con drones, se analiza cada módulo y los informes resultantes arrojan datos inmensamente más precisos y valiosos. Con un dron para paneles solares, bastaron dos empleados para inspeccionar el área conjunta de 10 km2 en 13 días e identificar 6000 anomalías en las tres plantas solares.
Al mismo tiempo, los instrumentos empleados para las inspecciones manuales son a menudo enormemente complejos y eso se traducía en informes difíciles de leer y aplicar. A diferencia de aquellos, los informes compilados a partir de las imágenes térmicas han facilitado mucho el análisis, lo que permite a los operadores identificar rápidamente los problemas y adoptar medidas correctivas de inmediato.
También existen beneficios para la salud y la seguridad. Al funcionar de manera remota, los drones reducen la necesidad de que las plantillas trabajen en entornos peligrosos de alto voltaje. Además, el uso de drones conlleva igualmente que las inspecciones tampoco se vean entorpecidas por las limitaciones de los terrenos abruptos, lo que aporta una versatilidad mucho mayor a la construcción y ubicación de plantas solares.
Drones, la herramienta de referencia para la inspección de paneles solares
Dejando a un lado las plantas solares, otros sectores ya están utilizando drones en una serie de escenarios similares de inspección. Si bien Drone Visual ha utilizado el dron M210 RTK V2 de DJI equipado con una cámara térmica XT2, en otros ámbitos se ha adoptado rápidamente la nueva configuración M300 más H20T. El M300 RTK es el dron comercial insignia de DJI y, gracias a su variedad de funciones y capacidades, ha recibido el calificativo de "herramienta soñada de un inspector". Con una capacidad de carga máxima más alta (2.7 kg), el M300 es una de las aeronaves de DJI más resistentes, capaz de volar hasta 55 minutos (sin instrumentos).
Aunque, al igual que el M210, el M300 puede equiparse con la XT2, lo más destacable de este dron es la serie de cámaras H20, que se ha diseñado expresamente para él. Como primera solución de sensor híbrido de DJI, la H20T es un potente instrumento integrado que permite a los operadores capturar todo, de cerca o a cierta distancia, y tanto en colores térmicos como reales. Y, a diferencia de la XT2, la H20 también incorpora funciones de zoom y gran angular, lo que hace que las inspecciones de los paneles solares sean mucho más rápidas y fáciles.
Resumen
A medida que sube la demanda de energía limpia en todo el mundo, el tamaño de las granjas solares aumenta exponencialmente para compensarla. Sin embargo, el aumento de tamaño implica una serie de retos que la tecnología dron puede solventar desde su posición privilegiada. Al inspeccionar las plantas solares con drones, Drone Visual hizo posible que los operadores revisaran todos los paneles de las tres instalaciones en solo 13 días, algo que habría sido imposible de realizar manualmente, y detectaran un número significativo de problemas que de otro modo habrían mermado su rentabilidad. Al lograr que los operadores supervisen y realicen el mantenimiento de los paneles de manera mucho más completa y a una fracción del coste, la tecnología dron se está convirtiendo en una herramienta fundamental para construir plantas solares más grandes y mejores que proporcionen más energía limpia a más gente.
