Las plantas fotovoltaicas son una fuente recurrente de energía renovable. El mantenimiento de sus paneles es fundamental para lograr picos de eficiencia, pero hay otro factor que afecta a su rendimiento y ayuda a prolongar su vida útil: la limpieza y desbroce de la vegetación que las rodea.
Si es excesiva, su sombra puede reducir la producción, al registrarse desajustes entre los módulos y los hot-spots; aumentar la humedad, produciendo corrosión en los paneles y resto de componentes; dificultar el acceso, afectando a las revisiones; y cuando se seca, aumentar el riesgo de incendio.
Las derivadas son fáciles de discernir: más costes, más paradas y menos producción de energía. La solución pasa por una correcta planificación acorde con la estacionalidad, la intensidad de las lluvias y datos que aportan las ortofotos sobre la geografía.
Con esta información se controla esa vegetación y, cuando excede las condiciones idóneas, se procede a su desbroce. Para ello, se utilizan máquinas o se recurre al pastoreo.
El gasto anual por este concepto para una planta de 50 MW oscila entre los 60.000 y los 170.000 euros, en función de elementos como la orografía o las precipitaciones registradas. Cuando se trata de instalaciones a gran escala de varios kilómetros cuadrados y en terrenos con vegetación densa, esta tarea se complica y se dispara el gasto.
Rediseño del robot
Esta es la razón de fondo por la que EDP decidió buscar una alternativa que redujera los costes. "La clave era automatizar el desbroce bajo panel, una tarea que hasta ahora se hacía con tractores y desbrozadoras de forma manual", cuenta a DISRUPTORES - EL ESPAÑOL, el director de Innovación de la compañía, Enrique Menéndez.
El encuentro con el directivo tiene lugar en CTIC RuralTech , la sede rural de este centro tecnológico asturiano. Porque la base de este proyecto se gestó en Asturias, aunque su objeto eran las plantas que la compañía portuguesa tiene en Brasil. Fue en este rincón de España donde EDP identificó una "máquina" que, con algunas modificaciones, cumplía las características que buscaban.
Su fabricante es la gijonesa SVMAC, donde se enfrentaron al reto de su rediseño siguiendo unas indicaciones muy concretas. "El principal reto técnico fue reducir la altura del robot a sólo 90 centímetros para permitir su desplazamiento bajo los paneles solares", explica a este medio uno de los fundadores de la compañía, Jorge Villarrica.
Un requisito que les obligó a intervenir en varios subsistemas: "Rediseñamos el sistema de disipación de calor, incluidos el radiador y el vaso de expansión, el tren de rodaje y el conjunto del chasis". También hubo que preparar el equipo para el estrés térmico: "La máquina ha sido dimensionada para operar a plena carga en condiciones de temperatura ambiente de hasta 70 °C", detalla el directivo.
Automatización
Otro de los grandes desafíos era que el robot fuera completamente autónomo y preciso, incluso cuando la cobertura satelital es deficiente. Para ello, desarrollaron un sistema que "combina información GNSS con datos inerciales y de odometría, asegurando el correcto funcionamiento del robot".
Para la planificación de rutas, recurrieron a un gemelo digital del terreno: "Se utilizan ortofotos generadas por un dron y se importan las coordenadas de los obstáculos, como las hincas (soportes) de los paneles", indica Villarrica. Con todo ello, el operador puede dibujar la ruta manualmente sobre la ortofoto o delimitar un perímetro de trabajo para que el sistema calcule automáticamente el recorrido óptimo.
"La ruta generada contiene todas las instrucciones que la máquina necesita para ejecutar la tarea de manera completamente autónoma, incluyendo el control de los implementos, la altura del brazo, los desplazamientos, la velocidad y la gestión de potencia", asegura el cofundador de SVMAC.
Como adelanta Villarrica, no todo depende del robot. La labor del personal humano también es esencial. "La teleoperación remota de la máquina permite interrumpir la ruta y retomarla cuando sea necesario, algo clave en entornos menos estructurados", apunta Menéndez.
Con supervisión humana
Superada esa primera fase, la segunda se centró en esa teleoperación remota y en la seguridad en la interacción humano-máquina. “Se incorporó una plataforma de supervisión que permite tomar el control del equipo desde cualquier lugar con conexión a internet, contemplando escenarios en los que la autonomía no sea suficiente o existan imprevistos", añade.
Para lograrlo, se añadieron cámaras para mejorar la “conciencia situacional del operador” (vista tipo 'pájaro' y visión perimetral con varias cámaras), así como funciones de control reactivo, que incluye “la detección de obstáculos o presencia de personas, aviso al operador y parada segura si es necesario", explica Menéndez.
El objetivo, según el directivo, es que el sistema ayude a las personas a detectar riesgos y a tomar mejores decisiones “evitando la falsa sensación de 'videojuego' que puede producir la teleoperación en pantalla", completa.
Para que la reacción y la acción cumplan con los requerimientos es fundamental la conexión y la latencia, cuyos resultados han respondido a las exigencias del proyecto. Han conseguido transmitir "seis flujos de vídeo simultáneos con una latencia inferior a 100 milisegundos, siendo deseable mantenerla por debajo de 200 ms para evitar retardos perceptibles en el control", precisa Villarrica
Con la validación del piloto hecha y una unidad ya operando en la planta Pereira Bareto de Brasil, el modelo diseñado entre EDP, SVMAC y el apoyo de CTIC, avanza hacia su escalado para mejorar la operativa y mantenimiento de las plantas fotovoltaicas. Un paso más para aumentar la producción de energías sostenibles.
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