Huertas solares 2.0: Los avances en robótica prometen ganancias multimillonarias

Por Andrew Oliver, Director Ejecutivo de Tecnología, RES

En 2030, la energía solar tendrá la mayor capacidad energética instalada de todas las tecnologías del mundo. Este increíble aumento ha sido posible gracias al incesante compromiso del sector con la innovación, que redujo los costos a lo largo de todo el ciclo de vida del proyecto. En los últimos tiempos, la automatización ha empezado a desempeñar un papel protagonista en el éxito de la innovación. Con el potencial de aumentar la rentabilidad de las huertas solares en millones de dólares, RES ha invertido y sigue explorando el uso de la automatización en el diseño, la construcción, las operaciones y el mantenimiento en beneficio de sus clientes.

Automatización en el diseño

El diseño de las huertas solares puede parecer bastante sencillo para el ojo inexperto: suelen estar dispuestas en hileras ordenadas y espaciadas uniformemente. Sin embargo, pequeñas diferencias en el diseño pueden crear grandes diferencias en el costo de construcción y la producción de la energía. Si una huerta está demasiado llena de módulos solares (paneles), puede tener problemas de sombra, al tiempo que demasiado espacio implica más costos de cableado eléctrico e inmobiliarios.

Sola Max, un software desarrollado por RES, analiza automáticamente miles de posibles diseños de instalaciones y opciones de equipos para la producción de energía, los gastos de capital y los costos operativos, con el fin de minimizar el precio de la energía suministrada o maximizar el valor del proyecto. En el diseño influyen otros factores, como los acuerdos firmados sobre los terrenos y el mercado eléctrico en el que participa el proyecto; y esto no se puede entender sin asociar el programa técnico al modelo financiero. En un proyecto, el software logró una reducción del precio de la electricidad de alrededor del 3 % (es decir, $1,50/MWh), lo que equivale a millones de dólares a lo largo de la vida de este.

Automatización en la construcción

Recientemente, RES ha puesto a prueba un moderno enfoque de “fábrica en el campo” para construir la instalación solar White Wing Ranch, de 168 MW, en Arizona. El “Terafab” de Terabase forma parte de una plataforma digital y de automatización interconectada que se diseñó para acelerar el despliegue de la energía solar, a gran escala, mediante la automatización del montaje de módulos fotovoltaicos y elementos robotizados.

Terafab combina un gemelo digital del sitio del proyecto, sistemas avanzados de gestión de la cadena de suministro y de inventario, un centro de mando digital inalámbrico in situ, una cadena de montaje robotizada desplegada sobre el terreno y robots de instalación especializados. Este método presenta varias ventajas (entre ellas) una mayor seguridad, un mejor control de la calidad, la posibilidad de trabajar 24 horas al día 7 días a la semana y una productividad de instalación superior a la de los sistemas tradicionales.

Esta iniciativa se basa en nuestros ensayos anteriores con robots autónomos para mover tarimas de módulos solares por la obra y retirar el material de embalaje.

Operación de huertas solares y drones

Si bien los drones se utilizan en huertas solares desde hace varios años, sus capacidades siguen ampliándose a medida que mejora la tecnología y se experimenta con distintas integraciones.

Por ejemplo, los técnicos suelen tardar entre 2 y 3 horas en identificar manualmente las fallas con un dispositivo portátil. Mediante un dron equipado con una cámara termográfica, este tiempo se puede reducir a menos de media hora. En RES vamos un paso más allá, innovando la tecnología para ofrecer resultados preliminares de la inspección en cuestión de minutos. En muchas de nuestras plantas solares ya se utilizan cámaras infrarrojas montadas en drones para identificar los módulos que se deben reemplazar.

Con el tiempo, introduciremos drones autónomos que se colocarán de forma permanente en los sitios más grandes o se alojarán en la parte trasera de camiones con detalles de vuelo preprogramados para una serie de lugares. Sin embargo, la normativa vigente en la mayoría de las jurisdicciones no permite realizar vuelos autónomos sin un piloto humano u observador.

Uso de gemelos digitales en parques solares

Los gemelos digitales se pueden presentar en muchos tipos diferentes, lo que a veces ha llevado a confusión sobre lo que constituye un gemelo digital. Si tomamos el ejemplo de una turbina eólica, un gemelo digital podría ser tan simple como controlar la potencia de salida o complejo como un modelo de ingeniería completo que describe cómo se comportan la aerodinámica y la carga en diferentes condiciones atmosféricas y de viento, mientras funciona en la estela de otra turbina. Un gemelo puede ser, incluso, un simulador en el que un técnico se puede capacitar virtualmente antes de desplazarse al lugar de trabajo.

Muchas de las innovaciones en tecnologías de drones van de la mano de un gemelo digital solar. Por ejemplo, una vez que un dron ha detectado problemas en los módulos solares, un “gemelo eléctrico” (un modelo de la disposición eléctrica específica del emplazamiento) nos permite calcular las pérdidas de producción previstas y (por tanto) centrarnos primero en las zonas con mayores pérdidas.

En Australia, RES ha estado probando el uso del gemelo digital para supervisar el rendimiento de los activos y notificar automáticamente cualquier problema que requiera una inspección adicional. Por ejemplo, durante el COVID-19, cuando se realizaban pocas inspecciones manuales de las instalaciones, el gemelo digital identificó un inversor de bajo rendimiento que no había sido señalado por la alarma SCADA del OEM.

Si el problema no se hubiera descubierto, el daño habría costado A$8.000 al mes al cliente y podría haber tardado hasta un año en descubrirse con los informes habituales. Los daños se repararon y la planta volvió a producir al 100 % en una semana, con lo que el costo del incidente se redujo en más del 90 %.

Éstas son solo una pequeña selección de algunas de las tecnologías de automatización que RES está probando y desarrollando para maximizar la rentabilidad de la inversión en proyectos solares. Hay muchos más casos de uso, como el de cascos de realidad mixta, la limpieza automatizada de módulos y el corte de césped, la prevención de robos… y muchos más que vendrán más adelante, a medida que sigamos desarrollando y probando las tecnologías de automatización más novedosas.