Plataforma multi-dron para inspecciones solares autónomas y creación de gemelos digitales

Un nuevo enfoque de inspección basado en drones-tiene como objetivo abordar uno de los crecientes desafíos de la energía solar-a escala de servicios públicos: cómo recopilar datos precisos de sitios fotovoltaicos cada vez más grandes dentro de ventanas operativas limitadas.

 

La empresa de tecnología israelí vHive ha desarrollado una plataforma de software que coordina múltiples drones durante las inspecciones solares, combinando planificación de vuelos autónomos, imágenes térmicas, mapeo RGB (rojo, verde y azul) y capacidades de gemelos digitales. Según la empresa, el sistema está diseñado para permitir a los operadores solares realizar estudios a gran-escala sin depender de pilotos de drones altamente especializados.

 

La tecnología se basa en drones disponibles comercialmente en lugar de aviones-diseñados a medida. Daniel Tomer, fundador y CTO de vHive, explicó que el objetivo de la empresa no era desarrollar un nuevo dron, sino crear la infraestructura de software necesaria para operar flotas de drones de manera eficiente.

 

"Empezamos desde el principio analizando la digitalización a gran-escala", dijo a pv magazine. "Eso, desde la perspectiva del producto, llevó a decisiones de producto como el uso de drones-disponibles-".

 

La plataforma actualmente admite drones térmicos DJI Matrice 4, que según la compañía brindan una solución rentable-para inspecciones térmicas. Según Tomer, cada unidad cuesta alrededor de 7.500 dólares y puede transportarse fácilmente como parte de una instalación de inspección más grande.

 

Coordinando múltiples drones
El principal desafío tecnológico, según vHive, no es el dron en sí, sino la coordinación de varias aeronaves durante una única misión de inspección. "Un solo dron es simple. Haces clic en un botón y vuela", dijo Tomer. "Si necesitas volar dos drones simultáneamente, si lo haces tú mismo, entonces necesitas hacer algo así, lo cual es imposible".

 

Explicó que coordinar manualmente varios drones requiere una comunicación continua entre los operadores, incluida información sobre ubicación, altitud y trayectorias de vuelo. "Si se quieren utilizar varios drones, esto vuelve a ser imposible", afirmó. "La coordinación de la flota y la orquestación de recolectar todo de manera integral es algo que está haciendo el sistema".

 

 

En lugar de volar en formación, a los drones se les asignan áreas separadas del sitio fotovoltaico. El software divide el área de inspección en secciones mediante algoritmos y asigna a cada dron su propia región. "Empleamos algoritmos sofisticados para segmentar el área en diferentes regiones, y cada dron cubre su propia región", dijo Tomer.

 

La compañía dijo que los drones están separados intencionalmente para mejorar la seguridad. Cuando la batería de un dron se agota, el operador la reemplaza y reanuda la misión. "El operador se convierte en administrador de baterías en lugar de operador de vuelo", explicó Tomer. "Sólo necesitan reemplazar las baterías y el dron sigue subiendo y bajando continuamente".

 

ventana diaria
Las grandes plantas fotovoltaicas presentan desafíos particulares para los métodos de inspección convencionales, especialmente porque las mediciones térmicas requieren condiciones climáticas y de irradiancia adecuadas.

 

Tomer dijo que los operadores a menudo tienen solo una ventana diaria limitada para las inspecciones térmicas. "Tienes un período de tiempo muy pequeño en el que realmente puedes hacer un escaneo térmico", afirmó. "Entre cuatro, cinco o seis horas, eso es todo".

 

Perder esa ventana debido a condiciones climáticas cambiantes puede resultar en retrasos significativos, añadió. Por lo tanto, la capacidad de operar varios drones simultáneamente pretende maximizar la cantidad de datos recopilados en condiciones adecuadas.

 

 

Según Tomer, la cantidad de drones necesarios depende del tamaño y el diseño de la planta fotovoltaica, así como de la densidad de capacidad instalada.

 

Sin embargo, dijo que las operaciones paralelas pueden reducir significativamente el tiempo de inspección. "Si te lleva una hora con un solo dron, entonces te llevará 30 minutos con dos drones", dijo. "Luego un tercero con tres drones y, obviamente, un cuarto con cuatro drones".

 

Añadió que existe un límite práctico para aumentar el número de drones operados por una sola persona. Para sitios muy grandes, la empresa recomienda utilizar varios equipos que operen varios drones.

 

Operación autónoma
Un elemento clave de la plataforma es reducir el nivel de experiencia requerido por parte de los operadores de campo. Naomi Stol, directora de marketing de vHive, dijo que la ventaja económica proviene en parte de evitar la necesidad de pilotos de drones altamente especializados. "Cuando hablamos de la economía de utilizar una única tripulación para todos estos drones, estamos hablando de una tripulación que no está formada por pilotos especializados altamente cualificados", dijo a pv magazine.

 

Según ella, permitir que los equipos de campo existentes realicen inspecciones puede reducir los costos operativos y hacer que las encuestas con drones a gran-escala sean más prácticas. Tomer agregó que la plataforma requiere una interacción mínima por parte del operador. En lugar de controlar manualmente la aeronave, los usuarios seleccionan el área que desean inspeccionar a través de la interfaz del software.

 

 

"Sólo tienes que iniciar sesión", dijo. "El sistema contiene la información. Dado que digitalizamos su activo, entendemos exactamente dónde se encuentra".

 

El software ya contiene información sobre el diseño del sitio, incluidas filas, estructuras y módulos. Los operadores solo necesitan seleccionar la sección correspondiente, después de lo cual el sistema lanza los drones automáticamente. "No hay obstáculos en el proceso", dijo Tomer. "Los bastones son para expertos. Nosotros no fabricamos bastones. Es autónomo".

 

Imágenes térmicas y gemelos digitales
El proceso de inspección combina imágenes térmicas y RGB. Según vHive, los drones recopilan tanto datos térmicos como imágenes convencionales durante los vuelos. "Al final del proceso de inspección, en realidad obtenemos dos ortofotos", explicó Tomer. "Uno que sea térmico con una lectura térmica precisa de la temperatura y una ortofoto RGB".

 

Las imágenes RGB proporcionan información visual para identificar problemas como grietas en los módulos, mientras que las imágenes térmicas pueden ayudar a detectar anomalías de temperatura.

 

Más allá de la inspección, la empresa posiciona su tecnología de gemelo digital como un segundo componente de la plataforma. Tomer describió a vHive como si tuviera "dos hemisferios": adquisición de datos en el campo y comprensión digital del activo.

 

"El otro hemisferio es la comprensión digital del campo", afirmó.

 

La empresa afirmó que los gemelos digitales pueden proporcionar representaciones tridimensionales-detalladas de los activos solares, lo que ayuda a los operadores a evitar visitas de campo innecesarias.

 

"Para la energía solar, lo que estamos haciendo ahora es brindar una comprensión avanzada del sitio", dijo Tomer, y agregó que la plataforma puede admitir aplicaciones relacionadas con modelos CAD y BIM.

 

Según vHive, el tamaño cada vez mayor de los proyectos solares y la creciente demanda de electricidad vinculada a la infraestructura de inteligencia artificial están creando una demanda de métodos de inspección más eficientes.

 

"La revolución de la IA se acerca y la alta demanda de energía está impulsando la escala de la energía solar, en particular en el sector de las energías renovables", dijo Tomer, señalando que las inspecciones manuales se están volviendo cada vez más imprácticas a medida que las granjas solares se expanden a cientos de megavatios. "Cuando tienes esas granjas solares-a gran escala, una inspección manual es simplemente imposible en este momento", afirmó.

 

La empresa afirmó que su plataforma ya se está utilizando en proyectos-del mundo real, aunque no proporcionó números de clientes.