Simplificar el futuro de la generación de energía solar con dispositivos monitoreados a la distancia
Por muchas décadas, la energía solar ha encabezado la lista de los recursos de energía renovable más abundantes, eficientes y rentables disponibles en el mundo. Por lo tanto, varias empresas se están expandiendo hacia el aprovechamiento de la energía fotovoltaica vía paneles solares para abastecer a edificios, fábricas, centros comerciales, etc. Algunas también aprovechan la oportunidad de comercializar el recurso energético generado hacia las redes de servicios públicos. Las cifras son prometedoras, ya que se espera que el valor de mercado global de la energía solar gane margen en los próximos años.
Proyectos de energía fotovoltaica como el Parque Solar Longyangxia Dam de China ha sido identificado como uno de los parques de energía más grandes del mundo que genera una potencia de 850 MW que es capaz de alimentar a casi 200 mil hogares.
La estación de energía fotovoltaica Solar Star cerca de Rosemund, California, es la instalación más grande de los Estados Unidos que se distribuye a lo largo de 13 kilómetros cuadrados y produce 579 MW de potencia.
Otro proyecto popular de energía solar es el ‘Tindo’ que ganó gran popularidad en la ciudad de Adelaide, Australia del Sur, como el primer autobús público totalmente alimentado por energía fotovoltaica que ofrece el servicio de Wifi gratuito y aire acondicionado, capaz de incorporar a 40 pasajeros.
A medida que las inversiones en proyectos de energía solar están ganando terreno e impulso se estima que el mercado global valorado en 52.5 mil millones de dólares, se proyecta que alcance aproximadamente 223.3 mil millones de dólares para 2026, con un valor de CAGR en constante crecimiento del 20.5 por ciento entre 2019 a 2026.
Las economías de rápido crecimiento como China y Japón han aumentado significativamente sus inversiones en la producción de tecnologías solares. América del Norte y Europa se han centrado en gran medida en la investigación para maximizar su potencial solar. Oriente Medio y África también han ganado terreno debido al aumento de aplicaciones específicas para la generación de energía en sectores como la agricultura y la arquitectura.
Sin embargo, ¿Qué está impidiendo que el factor se convierta en el protagonista del sector de energía?
Si bien la idea de un proyecto de energía solar puede parecer una opción favorable a la inversión, las partes interesadas en la industria solar se enfrentan a varios desafíos.
Algunos de ellos son la ineficiencia de las celdas solares que pueden verse obstaculizadas debido al polvo a la tierra que van almacenando con el paso del tiempo, esto puede resultar en una falla en la detección de celdas defectuosas y causar periodos de inactividad debido a fallas en el equipo, condiciones climáticas intermitentes que pueden afectar posteriormente la generación de energía y, por supuesto, altos costos de mantenimiento.
Administrar los activos de las centrales fotovoltaicas que se extienden en una amplia área de terreno también podría resultar un desafío. Cuando se trata de energía solar, la transferencia de datos desde locaciones remotas a través de una amplia gama de dispositivos es un obstáculo permanente. Aquí es donde se cuestionará la infraestructura del sistema.
¿Cómo ayuda IoT a acelerar el crecimiento y el desarrollo de la energía fotovoltaica para las grandes poblaciones?
Con varias ciudades adoptando paneles para la generación y distribución de energía, el monitoreo y mantenimiento efectivo se han convertido en procesos cruciales para calcular su rendimiento y rentabilidad.
Con la llegada del Internet de las Cosas, los paneles solares conectados por sensores se pueden monitorear fácilmente a la distancia para recopilar datos, programar mantenimientos, optimizar la eficiencia y realizar la detección de fallas para abordar los defectos del panel de manera inmediata y, por lo tanto, maximizar los resultados.
Si bien factores como el costo de implementación, las preocupaciones de seguridad y conectividad fueron alguna vez un problema, las soluciones de IoT de hoy han resuelto tales situaciones haciendo realidad la implementación a en campos generadores a Gran Escala. Varias empresas están cambiando su enfoque hacia la adopción de sistemas de IoT para satisfacer las demandas de los clientes y rebasar sus expectativas de satisfacción.
Algunos beneficios categóricos de adoptar el Internet de las cosas para su sistema de energía solar se pueden describir de la siguiente manera:
El seguimiento y el análisis de los datos vía sensores ayudarán a controlar la salud física de la planta de energía solar y los dispositivos en tiempo real a la distancia. La provisión de un sistema de monitoreo centralizado puede brindar visibilidad sobre módulos fotovoltaicos, transformadores, inversores y cajas de combinación.
Una recuperación en profundidad de datos históricos del sistema puede proporcionar información sobre el rendimiento de la unidad solar que impulsaría a abordar los problemas de rendimiento de manera oportuna, aumentando así la eficiencia y la confiabilidad.
La analítica predictiva permitirá la detección de fallas, averías, degradaciones, así como el estado de componentes como módulos solares, inversores y transformadores.
Esto puede contribuir a reducir el tiempo de inactividad del sistema y la pérdida de generación de energía debido a fallas del dispositivo.
El funcionamiento del dispositivo de monitoreo de energía solar basado en IoT
Un prototipo de central de energía solar consta de miles de paneles que se distribuyen en una vasta área, todos los cuales producen electricidad de forma independiente. Los paneles están conectados a inversores solares que convierten la energía de corriente continua (CC) en corriente alterna (CA) que se puede utilizar para alimentar hogares y edificios.
Cuando se trata de administrar decenas o centenas de paneles solares juntos, un dispositivo inteligente de monitoreo de energía solar puede hacer el trabajo de manera oportuna y eficaz. Consiste en una red de sensores conectados que se ubican a lo largo del proyecto para monitorear y registrar datos, los datos recolectados son información relacionada con las condiciones ambientales y la producción de energía.
La red de sensores conectados incrustados en el panel transfiere los datos recopilados a una puerta de enlace de IoT que puede estar ubicada a pocos kilómetros de distancia. La puerta de enlace agregaría los datos del sensor y los cargaría en el centro de datos. Todos los datos enviados a la nube se mostrarán al usuario a través del software de la aplicación.
Un aspecto importante del éxito de un dispositivo inteligente de monitoreo de energía solar dependerá en gran medida de la disponibilidad de una conectividad constante. Principalmente, la mayoría de los dispositivos de monitoreo se basan en redes como WiFi o redes celulares. Las redes celulares siguen siendo una opción común dado el beneficio adicional de su amplia cobertura geográfica.
Las funciones de red en malla son excepcionalmente esenciales para los casos de uso de IoT. El dispositivo de monitoreo de energía solar inteligente conectado es uno de esos casos de uso que se beneficiaría de la potencia de las redes de malla. En las redes BLE, la topología de malla permite la comunicación mutua entre todos los nodos: dispositivos dentro del rango. Junto con el soporte para un número casi ilimitado de suscriptores de red en una sola BLE, esta característica extiende la cobertura de la red, aumenta la robustez y al mismo tiempo protege la red del único punto de falla.
La complejidad de los sistemas actuales de IoT
En general, las aplicaciones de IoT son bastante complejas y fragmentadas y, por lo tanto, una plataforma robusta de extremo a extremo es imprescindible cuando se trata de transmitir y procesar datos generados en la fuente que finalmente se integran en la plataforma de aplicaciones de las empresas. Esto requiere el establecimiento de una conectividad consistente, seguridad de datos y garantizar que todos los módulos celulares inteligentes, puertas de enlace y plataformas de aplicaciones estén bien integrados.
Al mismo tiempo, también necesitará que su dispositivo y software proporcionen estadísticas en tiempo real sobre si la unidad solar está entregando niveles de energía suficientes. También pueden surgir más complicaciones a medida que sean agregados más paneles a la unidad, lo que dificultaría la administración de activos con mayores posibilidades de vulnerabilidades en el sistema. Por todo ello, se recomienda de manera certera una solución de gestión de módem y conectividad IoT de extremo a extremo para simplificar su proyecto de energía solar.
Alimente su Dispositivo Inteligente de Monitoreo de Energía Solar con el módulo celular inteligente LTE CAT NB-IoT C1RM de Cavli
El LTE CAT NB-IoT C1RM de Cavli con una opción de respaldo 2G es un módulo celular inteligente que viene con una e-SIM integrada (Embedded SIM). El módulo inteligente C1RM está especialmente diseñado para alimentar sus dispositivos de monitoreo de energía solar conectados de manera inteligente en todo el mundo.
El módulo C1RM compatible con NB-IoT con una opción de respaldo 2G puede garantizar que sus sistemas inteligentes de monitoreo de energía fotovoltaica se puedan implementar incluso en las regiones más remotas del mundo donde las implementaciones de LPWAN también pueden ocurrir en 2G. El cambio de red a NB-IoT de forma inalámbrica se admite a través de la plataforma Cavli Hubble IoT siempre que la red esté disponible. La e-SIM integrada junto con la conectividad IoT global de Cavli Hubble garantiza que el módulo se pueda implementar a nivel mundial.
El módulo C1RM IoT también impulsa una amplia gama de aplicaciones de IoT en industrias como la agricultura, telemedicino e-salud, la manufactura, Ciudades Inteligentes, la seguridad y la protección y el comercio al menudeo. Algunos de los casos de uso populares impulsados por los módulos C1RM IoT son las soluciones de estacionamiento inteligente, los medidores de servicios inteligentes, las soluciones de monitoreo del clima y de administración remota de activos, entre otras.
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