Supervisión de plantas fotovoltaicas con datos de teledetección en 3D

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Científicos de la Universidad de Jaén (España) han desarrollado un novedoso método para monitorizar plantas fotovoltaicas a partir de datos de teledetección. Su método utiliza un vehículo aéreo no tripulado (UAV) equipado con una doble cámara RGB y térmica que sobrevuela una planta fotovoltaica. Con esas dos cámaras, distintos algoritmos crean modelos en 3D.

“La contribución clave de este estudio es doble”, afirman los académicos. “Primero, el mapeo de imágenes térmicas sobre nubes de puntos densas y de alta resolución que representan el estado y la geometría de los módulos solares fotovoltaicos, y segundo, la identificación automática de paneles solares individuales en el espacio 3D y su caracterización térmica a lo largo de su superficie orientada”.

El grupo utilizó un UAV DJI Matrice 210 equipado con una cámara Zenmuse XT2, que combina un sensor térmico FLIR Tau 2 con una cámara RGB 4K. Tras sobrevolar el aparato plantas urbanas y rurales durante una media hora, se procedió al procesamiento de las imágenes en el software Pix4D.

Se utilizaron algoritmos de visión por ordenador para detectar paneles solares individuales. En primer lugar, el software detecta los bordes astillados, luego emplea operaciones morfológicas, más tarde lleva a cabo la extracción de bordes y termina con el filtrado de bordes. Utiliza los datos recogidos de la cámara térmica para extraer las temperaturas de cada panel identificado.

“La etapa final consiste en estimar la temperatura media de cada panel solar”, explica el equipo. “Llegados a este punto, tenemos un conjunto de puntos 3D para cada panel. Por tanto, el siguiente paso se reduce a consultar sus datos térmicos y calcular la temperatura media. De este modo, se calcula una temperatura representativa de todo el panel”.

Tras probar el método de detección y compararlo con los resultados reales sobre el terreno, los científicos comprobaron que su precisión era “excepcionalmente alta”, del 99,12% en el paisaje urbano y del 99,31% en el rural. Además, se observaron un 0,88% y un 0,69% de falsos negativos, respectivamente.

En cuanto a los índices de precisión para extraer la temperatura de los paneles fotovoltaicos, encontraron un valor mínimo observado de 0,0010 grados y un máximo de 0,2607 grados. “Esto indica una gran concordancia entre la temperatura extraída manual y automáticamente”, añadieron.

El novedoso método se presentó en “Automated detection and tracking of photovoltaic modules from 3D remote sensing data” (Detección y seguimiento automatizados de módulos fotovoltaicos a partir de datos de teledetección 3D), publicado en Applied Energy. “Esta metodología tiene un potencial significativo para mejorar la gestión, el seguimiento y la evaluación del rendimiento de las instalaciones de paneles solares fotovoltaicos, contribuyendo al avance de las tecnologías de energías renovables”, concluyeron los investigadores.

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