Aprovechando la IA, las comunicaciones inalámbricas, los sensores, la navegación por GPS y la gestión centralizada, la empresa de San Antonio Renu Robotics está revolucionando la forma en que las instalaciones de energía solar realizan la gestión de la vegetación. Mediante un sofisticado robot segador eléctrico autónomo, la empresa ayuda a las plantas de energía solar a gran escala a controlar las malas hierbas, los pastos y otros tipos de vegetación para que no crezcan y obstruyan los paneles solares. Los resultados: menores costes y mayor seguridad.
El reto de la gestión de la vegetación
En las instalaciones de energía solar a escala de servicios públicos, que pueden abarcar cientos de hectáreas, hay innumerables cuestiones que deben gestionarse para reducir el coste y mejorar las operaciones y el mantenimiento de los sistemas fotovoltaicos y los sistemas de almacenamiento de energía, garantizar el máximo rendimiento y maximizar la generación de electricidad libre de carbono. Pueden ir desde la normativa medioambiental, sanitaria y de seguridad hasta la gestión segura de los datos, la formación del personal, el mantenimiento y el inventario de piezas. Pero hay un problema simple pero molesto que puede desviar incluso la mejor instalación de energía solar: la vegetación descontrolada.
Y es que, incluso en días soleados, los paneles solares fotovoltaicos no pueden generar electricidad respetuosa con el medio ambiente si están tapados por hierbas, maleza y otros tipos de vegetación silvestre que, si no se controlan, pueden crecer hasta alcanzar alturas incontrolables. Según Michael Blanton, director técnico de Renu Robotics, los herbicidas y herbicidas químicos no son la solución. "Aunque estos herbicidas matan las plantas no deseadas, eliminan las raíces de las plantas", explica. "Eso provoca la erosión del suelo y desestabiliza los soportes de los paneles solares, por no hablar de su impacto medioambiental y de los posibles riesgos para los trabajadores".
Esto ha llevado a muchos operadores de energía solar a desplegar equipos de jardinería semanal o mensualmente para mejorar la gestión de la vegetación y segar el crecimiento no deseado, lo que conlleva altos costes y problemas de seguridad no deseados. "Una instalación solar podría tener docenas de personas cada día simplemente cortando la vegetación y las malas hierbas para garantizar que los paneles solares tengan un acceso sin obstáculos a la luz solar", dijo Blanton. "Pero eso supone unos costes muy elevados y unos riesgos considerables para la infraestructura del emplazamiento y ese personal".
Una solución inteligente y autónoma para la gestión de la vegetación
La oportunidad de ayudar a los operadores de energía solar a controlar las plantas, las hierbas y las malas hierbas que se escapan - y reducir los costes y los problemas de seguridad- llevó a Renu Robotics a crear el Renubot. Junto con su Recharge Pod y su Mission Control Center, este cortacésped/tractor autónomo y totalmente eléctrico utiliza la inteligencia artificial, Sensores lidar Velodyne, navegación cinemática con posicionamiento GPS en tiempo real, baterías potentes, comunicaciones inalámbricas y gestión remota para realizar una siega regular y precisa entre las filas de sensores fotovoltaicos y mantener la vegetación a una longitud aceptable.
Una de las claves de la solución Renubot: las comunicaciones inalámbricas integradas del Digi XBee® PRO 900HP, un módulo integrado que proporciona la mejor conectividad inalámbrica a los dispositivos. El XBee PRO 900HP aprovecha al máximo el protocolo de red DigiMesh®, que ofrece un funcionamiento de red denso y es compatible con los routers durmientes. Con rangos de línea de visión de RF de hasta 28 millas (con antenas de alta ganancia), y velocidades de datos de hasta 200 Kbps, estos módulos son ideales para aplicaciones de largo alcance que requieren un mayor rendimiento de datos.
El Digi XBee 900HP PRO se despliega en una red de malla a través de las hectáreas de paneles solares para transmitir los datos correctivos de navegación desde una estación base a una flota de cortacéspedes Renubot. Cuando esas segadoras regresan a sus puestos de carga, también reciben información de programación y rutas actualizadas.
"El Digi XBee 900HP PRO ha sido una solución excelente para el componente de comunicaciones de nuestra solución", dijo Blanton. "Estamos especialmente satisfechos con su capacidad de conexión en red, su fácil integración y la gama de frecuencias que admite. Dado que nuestras implantaciones pueden abarcar cientos de hectáreas, queríamos disponer de una selección de frecuencias de radio para soportar distancias más largas."
Según Jason Beans, ingeniero eléctrico senior, la integración de Renu Robotics se realizó en dos fases. "Inicialmente, utilizamos la radio XBee en modo transparente para emular una conexión por cable serie entre nuestra estación base y los robots segadores", dijo. "Esta configuración fue fácil de desplegar con muy poco esfuerzo de desarrollo, y nos permitió operar nuestro sistema rápidamente. A continuación, aprovechamos el modo API y la red de malla para desarrollar el software integrado para operar los nodos XBee en el sistema."
Ahorro de dinero - y del planeta
Además de la conectividad por módem Digi, la solución Renubot para la gestión de la vegetación aprovecha la inteligencia artificial para el mando y el control autónomos, mientras que el aprendizaje automático controla la optimización del uso de la energía, el autodiagnóstico y los sensores/algoritmos para aprender y evaluar la topografía. La navegación se basa en un mapa de trayectorias almacenado, mientras que los sensores detectan objetos inesperados en esa trayectoria. Con más de 2 millones de líneas de código de software y utilizando el sistema operativo robótico líder del sector, el Renubot supervisa y controla de forma inteligente las segadoras y transmite de forma inalámbrica información sobre el rendimiento, la ubicación y el mantenimiento a los operadores a través de ordenadores portátiles, tabletas o smartphones.
"Los sistemas Renubot suelen ahorrar a las instalaciones solares y energéticas entre un 30% y un 50% en comparación con sus costes actuales", explicó Blanton. "Nuestros tractores autónomos han demostrado a los propietarios de activos y a los proveedores de energía solar la valiosa contribución que pueden hacer para reducir los costes, el tiempo y las emisiones de carbono, al tiempo que mantienen los terrenos para el máximo rendimiento de la instalación".
"Con nuestra solución, los operadores ya no tienen que contratar y gestionar equipos de siega. Así se eliminan los accidentes y se optimizan los horarios, incluida la posibilidad de segar las instalaciones fuera de las horas de luz", dijo Blanton.
"Nuestro objetivo con el Renubot es apoyar la visión de nuestros clientes de una energía limpia y renovable utilizando un vehículo autónomo totalmente eléctrico. Se calcula que la siega de una instalación típica de 100 kilovatios genera 160.000 libras de CO2 al año. Pero con el Renubot, estamos ayudando a que la energía solar sea más limpia y asequible, lo que refuerza el futuro de la industria solar."