Aprovechando la IA, las comunicaciones inalámbricas, los sensores, la navegación GPS y la gestión centralizada, la empresa de San Antonio Renu Robotics está revolucionando la forma en que las instalaciones de energía solar gestionan la vegetación. Con un sofisticado robot cortacésped eléctrico autónomo, la empresa ayuda a las centrales solares a controlar la maleza, la hierba y otros tipos de vegetación para que no crezcan y oculten 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 comercial, 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 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 desbocada.
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 otra vegetación silvestre que, si no se controla, puede crecer hasta alturas incontrolables. Según Michael Blanton, director técnico de Renu Robotics, los herbicidas y herbicidas químicos no son la solución. "Estos herbicidas matan las plantas no deseadas, pero acaban con sus raíces", explica. "Eso provoca la erosión del suelo y desestabiliza los soportes de los paneles solares, por no hablar de su impacto ambiental y los riesgos potenciales 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 los brotes no deseados, lo que genera costes elevados y problemas de seguridad no deseados. "Una instalación solar podría tener docenas de personas cada día simplemente segando la vegetación y las malas hierbas para asegurarse de que los paneles solares tienen acceso sin obstrucciones a la luz solar", dijo Blanton. "Pero eso supone costes muy elevados y riesgos sustanciales para la infraestructura del emplazamiento y ese personal".
Una solución autónoma e inteligente para la gestión de la vegetación
La oportunidad de ayudar a los operadores de energía solar a controlar las plantas, hierbas y malas hierbas descontroladas - 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 totalmente eléctrico utiliza 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 hileras 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 de su clase a los dispositivos. El XBee PRO 900HP aprovecha al máximo el protocolo de red DigiMesh®, que ofrece un funcionamiento en red densa y compatibilidad con routers durmientes. Con un alcance de línea de visión 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 caudal de datos.
El Digi XBee 900HP PRO se despliega en una red de malla a través de las hectáreas de paneles solares para transmitir datos correctivos de navegación desde una estación base a una flota de segadoras Renubot. Cuando esas segadoras vuelven a sus módulos de carga, también reciben información actualizada sobre la programación y las rutas.
" Digi XBee 900HP PRO ha sido una solución excelente para el componente de comunicaciones de nuestra solución", afirma 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 sénior, la integración de Renu Robotics se llevó a cabo 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 cortacésped", explica. "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 conexión en red de malla para desarrollar el software integrado para operar los nodos XBee en el sistema."
Ahorrar dinero y cuidar el 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 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 a la hora de recortar costes, tiempo y emisiones de carbono, manteniendo al mismo tiempo los terrenos para el máximo rendimiento de la instalación".
"Con nuestra solución, los operadores ya no tienen que contratar y gestionar equipos de siega. Eso elimina accidentes y optimiza los horarios, incluida la posibilidad de segar las instalaciones fuera de las horas diurnas", afirma 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."