Monitoreo de plantas fotovoltaicas con drones, la solución para anticipar fallas

El interés por generar electricidad a través de plantas fotovoltáicas crece año tras año, es un negocio rentable que cuida el medio ambiente y para 2023 su popularidad sigue en auge, en especial cuando estas abarcan grandes cantidades de hectáreas.

 

Como en toda red eléctrica, las fallas forman parte de la ecuación y prevenir que se conviertan en un problema mayor es vital para tu negocio. El método que utilices en la detección de fallas en las plantas fotovoltaicas marcará la diferencia, con tantos metros por abarcar y la basta cantidad de paneles, puede ser difícil encontrar la falla.

 

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Drone inspeccinonando planta de paneles solares

En vez de perder el tiempo, dinero y eficiencia en estos pormenores, la mejor solución para el mantenimiento de plantas fotovoltáicas desde mi punto de vista es el uso de drones de reconocimiento especializados para esta tarea.

 

Como cualquier otra infraestructura industrial, las plantas fotovoltáicas requieren de inspecciones periódicas con la finalidad de detectar errores o fallas que pueden comprometer las metas de producción de energía, funcionamiento y la vida útil de los paneles solares.

 

Drones para la revisión y monitoreo de plantas fotovoltaicas

El trabajo de investigación Denio III, afirma que el uso de imágenes aéreas termográficas a través de aviones o helicópteros son necesarias para la detección de anomalías y prevención de problemas. 

 

Pero, este tipo de recursos sólo supone un gasto mayor en combustible y personal calificado, además de poseer menos tiempo en el aire para una correcta evaluación termográfica. debido a su poca facilidad de mantenerse estabilizado y enfocado en una zona.

 

 

¿En qué se basa la inspección con drones en plantas fotovoltáicas?

Al tomar en cuenta las diferentes fallas que suelen generarse en los paneles y su patrón térmico, la inspección con drones de reconocimiento se basa en el análisis de imágenes termográficas y RGB, donde permitirá observar el patrón de calor en las plantas fotovoltaicas en búsqueda de alguna anomalía.

¿En qué beneficia?

A diferencia del proceso de revisión habitual, con la utilización de drones se pueden obtener las siguientes ventajas:

  • Visualizar en tiempo real el mapa termográfico de las plantas
  • Reducción del personal necesario para el monitoreo
  • Bajar los costos de mantenimiento
  • Localización de fallas con mayor velocidad
  • Temperaturas de los módulos
  • Automatización de rutas

 

Equipamiento para monitoreo en plantas fotovoltaicas utilizando drones

A pesar de la gran cantidad de drones en el mercado no todos son relevantes para esta tarea, sabemos que todos están compuestos por turbohélices, batería, tarjetas electrónicas y algunos modelos que incluyen cámara. 

 

Sin embargo, para revisar plantas fotovoltáicas es necesario que el dron sea multirotor. Siendo los que mayores casos de éxito ha tenido en los estudios por su estabilidad.

 

Por otra parte, es obligatorio que sea equipado con sensores especiales como la cámara térmica e infrarroja  (IR) de luz diurna o  RGB. Por ellas es que los drones pueden detectar los paneles defectuosos que no se calientan debido a problemas de conexión, daños físicos o desechos.

 

En resumen se necesita:

  • Drones compatibles
  • Cámara RGB
  • Cámara termográfica
  • Software de administración
  • Radio control
  • SD Cards
  • Laptop

 

¿Cómo se realiza una inspección de parques fotovoltaicos con drones?

Para comprender cómo un drone puede ayudar a nuestro negocio, necesitamos aprender cómo funciona. He creado esta guía básica que puede ilustrar en unos sencillos pasos, lo fácil y útil que es la implementación de los mismos.

 

1- Elección del drone

Es casi que el paso más importante de todo el proceso, una mala selección puede generar imágenes inestables (Motion Blur) o una mala lectura de la temperatura. El UAV que recomiendo para este proceso es el DJI Mavic 3T, Matrice 30T y Matrice 300 RTK este último el más recomendado en trabajos profesionales, puedes hacer clic en el nombre del modelo para leer más información.

 

Lo más importante es que cuente con su cámara térmica con visión infrarroja, además debe ser de alta resolución. 

 

 

Por otra parte, la importancia en la facilidad de manejo y que el drone tenga capacidad para reconocer los obstáculos para evitarlos, es indispensable.

 

Video

En este video podrás observar cómo se realiza una revisión de plantas fotovoltaicas con drones, la mejor forma de ilustrarte en pocos segundos.

 

 

2- Planificación del vuelo de reconocimiento

Las misiones de inspección de parques fotovoltaicos con drones se programan de la misma manera que las misiones de vuelo de la fotogrametría con UAV. 

 

  1. Se establece el área de mapeo: Según la cantidad de metros que abarque los paneles, se define un límite de vuelo para incrementar la efectividad del rastreo. 
  2. Configuración del vuelo: Con el área delimitada, se especifican las rutas que implementarán los drones.
  3. Cámara: Los parámetros de la cámara se ajustan de acuerdo a la cobertura y resolución que queramos obtener en el procesamiento.

 

Cabe destacar que algunos drones tienen por defecto una aplicación que programa vuelos autónomos, facilitando el proceso.

 

3- Procesar la imágenes con un software especializado

El procesamiento de imágenes es indispensable para unir las fotografías tomadas con el drone y tener una sola ortofoto como reporte fotográfico de todo el complejo fotovoltaico, esto es posible gracias a un software de procesamiento rápido, potente y fácil de usar que permite procesar cientos o miles de imágenes de acuerdo al tamaño del proyecto.

¿Qué tipos de datos se obtienen?

El análisis ofrece 3 datos de gran importancia, fotos térmicas en formato (R-JPG) que contienen la metadata de temperatura en cada imágen, fotos RGB y la metadata del vuelo. 

 

Esta podría ser considerada como el dato más importante debido a que contiene la ubicación de las fotografías, permitiendo generar un mapa virtual del lugar donde se presentan las fallas.

Conocimientos necesarios para analizar los datos

  1. Fotogrametría
  2. Termografía para detectar patrones térmico de fallas
  3. Extracción de metadata
  4. Manejo de tablas de datos

Programa que se utiliza para el procesamiento de imágenes

Nuestra recomendación de software de procesamiento se basa en lo fácil e intuitivo que le resultará crear resultados a partir de las imágenes generadas con el drone

 

Para fotogrametría y termografía: PIX4Dmapper, puedes hacer clic en el nombre del modelo para leer más información.

Para el manejo de metadata: Suele usarse Machine o Deep Learning para acelerar el proceso, como Keras o Python.

¿Qué resultados son importantes obtener?

Aunque los resultados dependen en función a la tecnología que utilizan los prestadores del servicio, en su mayoría se entregarán a los clientes los siguientes documentos.

Mapa de fallas

Es un diagrama donde se muestra en un esquema la ubicación de las fallas en las plantas fotovoltaicas y la gravedad de la misma.

Fallas en las plantas fotovoltaicas

Estadísticas de fallas

Organiza en un sistema de tablas, el tipo de problema, la cantidad de paneles afectados y su severidad.

estadisticas de fallas en panels solares

Ortomosaico térmico y mapa 3D

Según la tecnología implementada, puede ofrecerte probabilidad de reconocimiento en el tipo de falla para que estés preparado, así como la ubicación precisa del panel.

Ortomosaico térmico y mapa 3D

¿Es recomendable la inspección de paneles solares con drones?

¿Hay por qué dudarlo? Es cierto que existen muchas formas de hacer las revisiones de plantas fotovoltáicas para su mantenimiento, pero pocas conllevan las grandes ventajas que suponen la utilización de drones en el proceso.

 

Los drones ofrecen vuelos autónomos con una visión aérea que facilita la obtención de imágenes en corto tiempo, de forma fácil y sin riesgos, ¿Por qué tomar el camino más complicado?

Puntos clave

  1. Elige el drone adecuado
  2. Planifica tu vuelo
  3. Procesa las imágenes 
  4. Analiza los datos y encuentras las fallas
  5. Resuelve el problema

Conclusión

Sin duda, el uso de UAVs para la inspección de infraestructura es una de las mejores herramientas de la actualidad que están cambiando la manera de trabajar las energías renovables.

 

Inspecciones más rápidas, eficientes, menores costos de inspección y cero riesgos para el personal humano, los drones demuestran cómo dar un salto a otro nivel de eficiencia operativa. 

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