Inspección de campos de paneles solares fotovoltaicos con UgCS
Un dron equipado con una cámara térmica es la mejor opción para la inspección de campos de paneles solares, ya que en la mayoría de los casos ahorra costes en comparación con la aviación tripulada y ahorra tiempo frente al control visual con una cámara IR de mano.
Los drones semiprofesionales con cámaras intercambiables como el DJI Inspire también pueden utilizarse, pero esto requerirá el doble de tiempo: realizar primero el vuelo de reconocimiento con la cámara de luz diurna y luego repetir el vuelo tras cambiar a la cámara IR. Para minimizar el tiempo necesario para la inspección, normalmente se utilizan ambos sensores (cámaras) simultáneamente, lo que requiere un dron con suficiente capacidad de carga.
Defectos detectables
Los dos defectos principales visibles con una cámara IR son los problemas de conexión y los daños físicos.
Problemas de conexión: cuando un panel o una cadena de paneles no están conectados al sistema, la energía producida por el panel o los paneles no puede fluir a través del sistema hacia la red, por lo que la energía se convierte en calor y el panel o los paneles se calientan ligeramente.
Por ejemplo (véase la Figura 1), el panel marcado como Bx7 presenta una temperatura media ligeramente superior en comparación con otros paneles y debe revisarse tanto por posibles defectos como por problemas de conexión.
Cuando existe un daño físico en el panel subyacente, se producen pequeñas áreas de calentamiento más extremo a medida que la energía fluye alrededor y se acumula detrás de la zona dañada. Estos defectos pueden verse en la muestra: un punto brillante en el rectángulo marcado como Bx3 con una temperatura máxima de 76,3 °C (169,4 °F). También se pueden observar daños físicos en otras zonas.
Ambos tipos de defectos suelen ser claramente visibles en las imágenes del espectro IR, lo que facilita la localización de los mismos incluso en ortofotografías unidas.
En el espectro visible (usando una cámara diurna), generalmente solo se pueden detectar residuos en los paneles. Esto ayuda a determinar si el punto caliente es el panel calentándose o si son los residuos (suciedad, excrementos de aves, etc.) lo que se está calentando.
Las roturas de cristal generalmente no son detectables a menos que el dron vuele muy bajo, ya que las grietas son pequeñas. Solo en casos de daños graves las roturas de cristal serán visibles en las fotos.
Planificación de misiones de inspección de campos de paneles solares en UgCS
En general, las misiones de inspección de campos de paneles solares con drones se planifican de la misma manera que las misiones estándar de fotogrametría con UAV: definiendo el área de estudio y optimizando la ruta y los ajustes de la cámara para obtener el mejor resultado para el procesamiento de datos.
Selección del GSD
Para una misión de fotogrametría, el muestreo de distancia en el suelo (GSD) lo define el cliente y es la característica principal de los datos resultantes del estudio.
En el caso de la inspección de paneles solares, el cliente debe definir qué defectos se deben detectar. Para detectar paneles con problemas de conexión, el GSD para imágenes infrarrojas debe establecerse en 25 cm. Para detectar daños físicos o puntos calientes más pequeños que el panel completo, el GSD debe establecerse entre 5 y 16 cm.
Para misiones de estudio en las que el dron lleva cámaras infrarrojas y diurnas simultáneamente, el GSD de la cámara diurna no es relevante, ya que producirá imágenes con un GSD mucho mejor que el sensor infrarrojo debido a la baja resolución de las cámaras térmicas. Por ejemplo, una cámara óptica con un objetivo de 16 mm para igualar el objetivo FLIR de 7,5 mm producirá imágenes con un GSD de 1,3, mientras que las imágenes FLIR tendrán un GSD de 15,7.
Para misiones de estudio de paneles solares en las que se utilice un dron con cámaras intercambiables, establezca un GSD > 2 cm; esto permitirá detectar incluso residuos pequeños en los paneles, pero no generará miles de imágenes durante el vuelo.
Posición de la cámara
Por lo general, la cámara se colocará en posición nadir. En situaciones en las que el sistema de seguimiento no pueda colocarse en un ángulo determinado o en instalaciones con estructuras fijas, se puede utilizar una configuración oblicua según la hora del día y la posición del sol.
El ángulo óptimo de los paneles solares para imágenes térmicas es de 5 a 30 grados para evitar reflejos y temperaturas inexactas. Si no se pueden obtener dichas imágenes con la cámara en posición nadir, se debe ajustar el ángulo de la cámara para asegurar que las fotos de los paneles se tomen en un rango de ángulo de 5 a 30 grados.
Procesamiento de datos
Se pueden utilizar técnicas estándar de procesamiento de imágenes para unir las fotos tomadas con cámaras diurnas e infrarrojas.
Los ortofotomapas de campos de paneles solares relativamente pequeños pueden analizarse manualmente con distintos niveles de zoom.
Figura 7. Detección automática de defectos en paneles solares
Sin duda, el uso de drones para el levantamiento de áreas o la inspección de infraestructuras permite ahorrar tiempo y costes. Las funciones y herramientas de planificación de misiones de UgCS permiten a los profesionales de los drones personalizar cada misión según los requisitos de la aplicación.