Proyecto COPILOT: Control, supervisión y operación optimizada de plantas fotovoltaicas mediante integración sinérgica de drones, IoT y tecnologías avanzadas de comunicaciones

Indicadores y procesos de mejora

El impacto potencial del programa radica en que aborda una temática clave para el futuro energético mundial.

En particular la generación fotovoltaica, dadas sus características, requiere de soluciones tecnológicas sinérgicas para optimizar su rendimiento y garantizar que la energía generada cumpla los estándares de calidad de energía y de conexionado a red.

Este proyecto aborda esta problemática con el uso sinérgico de distintas tecnologías emergentes, algoritmia de control avanzada y generación de gran cantidad de datos de operación, lo que permitirá mejorar el rendimiento de las plantas fotovoltaicas, su control, su operación, su mantenimiento y, de esta forma, ayudar en la reducción de los efectos del calentamiento global.

Cuantificación/Estimación reducción consumo

En este caso se busca optimizar la producción de las grandes instalaciones fotovoltaicas.

Estas instalaciones requieren para su despliegue grandes superficies (sobre dos hectáreas por MW instalado), que dan lugar un mantenimiento y operación posteriores no exentas de importantes retos tecnológicos, cuya resolución aborda el presente este proyecto.

Investigaciones recientes, demuestran que los paneles instalados en la última década muestran en la actualidad una gama bastante amplia de defectos capaces de comprometer sensiblemente el rendimiento de las plantas fotovoltaicas, entre ellos: puntos calientes en las placas solares, ”snail trails”, rotura de los diodos de bypass, suciedad, etc.

A todo ello se une que los paneles fotovoltaicos carecen de sistemas que permiten monitorizar de manera individualizada su funcionamiento, siendo éste un hecho sorprendente cuando el despliegue de la tecnología IoT puede encontrarse en dispositivos y equipos de un coste claramente inferior.

Cuantificación/Estimación reducción emisiones CO2

Con la mejora de la eficiencia de las grandes instalaciones fotovoltaicas se logra reducir de forma significativa el consumo de energía proveniente de fuentes fósiles y con ello las emisiones de CO2.

Esto se debe a dos factores principales, por un lado los parques existentes producirán una cantidad de energía mayor y por otro lado se fomentará la construcción de un mayor número de parques nuevos al mejorar su rendimiento económico.

Estando este proyecto totalmente en línea con los objetivos de implantación masiva de energías renovables descritos en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC).

Innovación aplicada y buenas prácticas

Este proyecto busca obtener los siguientes resultados tecnológicos innovadores:

1) sistemas IIoT de bajo coste para conseguir paneles solares digitalizados, capaces de autoevaluar su rendimiento, comunicarse con otros paneles y con cierta capacidad de autosanación.

2) Sistemas de comunicaciones multiprotocolo, incluyendo conectividad celular de baja latencia, para permitir autodescubrimiento de nuevos

paneles y lazos de control en tiempo real con sistemas sensoriales fijos o en vuelo autónomo a través de drones.
3) algoritmos para control autónomo de flotas de drones diseñados para inspección de parques solares.

4) nuevos algoritmos de control adaptativo de los convertidores de potencia del parque fotovoltaico, para atender a los cambios paramétricos detectados por los sistemas de inspección fijo y/o móvil.

Usabilidad de Tecnologías de la Información y Comunicaciones

Como aspectos tecnológicos diferenciadores claros, se destaca la digitalización de los paneles solares, el despliegue de comunicaciones multiprotocolo, incluyendo 5G y el empleo de la información proveniente de la flota de drones para la operación y control en tiempo real del parque, gracias a algoritmos de control adaptativos desplegados en los convertidores de potencia del parque solar.