Maximizando los beneficios de las instalaciones fotovoltaicas en 2023 – parte 2
Parte 2 de nuestra entrevista con Michał Frys: maximizando los beneficios de las instalaciones fotovoltaicas en 2023 — cómo aumentar la cantidad de energía producida gestionando de forma óptima los costes operativos.
En la primera parte nos centramos en los retos más habituales para 2023 y en la importancia de contar con datos de calidad y análisis de rendimiento. Las soluciones innovadoras e inteligentes pueden ayudarnos a gestionar correctamente el presupuesto y a aumentar la eficiencia de las plantas solares. Entonces, ¿puedes contarnos qué es Solar Spy?
Sí, es una plataforma que llevamos desarrollando desde 2019. Se creó en respuesta a las necesidades de nuestros clientes que mencionamos anteriormente. Sin embargo, no pudimos abordar todos los retos desde el principio del proyecto. Al principio, nos centramos en aprovechar nuestras competencias en análisis de imágenes e IA para detectar automáticamente defectos en los módulos.
El resultado nos permitió ofrecer un análisis fiable del estado y la eficiencia de la planta en el momento exacto de la medición. Aprendimos a detectar, localizar y caracterizar defectos con una precisión de hasta una sola célula, y a determinar en qué medida reducen la generación de producción. En el contexto de un análisis periódico y en profundidad del estado de la instalación, se trata de un servicio extremadamente valioso. Ahora bien, este tipo de análisis muestra el estado en el momento en que se realiza. Otro reto es la necesidad de medir constantemente la eficiencia de la planta y detectar las anomalías de producción lo antes posible, para minimizar su impacto en la generación de energía.
Por eso hemos invertido mucho tiempo y esfuerzo en desarrollar una funcionalidad centrada en el análisis continuo del rendimiento de la planta, es decir, en el cálculo fiable del Energy Performance Index (EPI).
Cuéntanos más sobre el EPI.
El Energy Performance Index se basa en el cálculo cíclico correcto de la cantidad de energía que debería producir una planta fotovoltaica en unas condiciones de insolación determinadas. Tenemos en cuenta su capacidad de producción total, las pérdidas derivadas de la topología y las especificaciones, y las posibles caídas causadas por defectos diagnosticados previamente. Se trata de un indicador clave para supervisar el rendimiento de la instalación.
¿En qué se diferencia el enfoque de Solar Spy de otras soluciones del mercado?
Contar con datos de irradiación, o insolación, de alta calidad es fundamental. Para garantizar la máxima precisión posible de los datos, los obtenemos en intervalos de 10 minutos a partir de numerosos modelos meteorológicos, como ECMWF, GFS e ICM. También utilizamos datos históricos del sistema CAMS y, si están disponibles, de la estación meteorológica de la instalación.
Este enfoque tiene una ventaja clave frente a obtener información de una sola fuente, o —lo que es peor— no obtenerla en absoluto. Debemos recordar que las lecturas de la estación pueden estar sujetas a errores. La estación puede estar sucia o, por diversos motivos técnicos, puede haber interrupciones periódicas en el suministro de datos de la instalación. En estos casos, gracias al análisis continuo de los datos de insolación procedentes de múltiples fuentes, al análisis continuo de la generación de energía y al uso de datos de eficiencia, podemos incluso calcular de forma retroactiva cuál era el nivel de insolación en el momento en que se perdió la conexión. La plataforma se creó precisamente para verificar la fiabilidad de los datos y garantizar la coherencia y la calidad de los análisis.
Teniendo en cuenta toda la especificación técnica de la instalación (topografía, componentes —inversores, módulos e incluso las pérdidas por conexiones), calculamos cuánta energía debería producirse. Comparamos este resultado con el valor máximo que la planta debería producir sin ningún defecto. Y este es uno de los ámbitos de nuestros servicios que denominamos PERFORMANCE.
Somos capaces de detectar y localizar defectos importantes a nivel de un solo string de la instalación, como strings desconectados, averías, reducción de la eficiencia del inversor o el apagado de parte o de toda la instalación. Sin embargo, no nos detenemos en este nivel de análisis.
Junto con más investigación, tenemos previsto implementar un análisis de las características de las caídas de rendimiento de los inversores. A partir de ahí, podremos determinar con qué tipo de anomalía nos enfrentamos. Podremos identificar si la causa de la caída de generación es, por ejemplo, la suciedad en la instalación (total o parcial) o si se debe, por ejemplo, al fallo de un diodo de bypass.
Y aquí es donde comienza toda la magia. Ya solo con este análisis podemos ver cuál es el nivel de pérdidas generadas por los defectos identificados en un string concreto, y si resulta rentable enviar a un técnico para repararlo o a un equipo de servicio para desbrozar la vegetación o limpiar una parte determinada.
Esto es importante porque muchos gestores de plantas no son conscientes de la gravedad que puede alcanzar la suciedad y el ensuciamiento. Sabemos, gracias a investigaciones realizadas en EE. UU. y la UE, que la suciedad en los paneles puede reducir la producción de energía entre un 30 % y un 40 %. Estos valores pueden variar en otras partes del mundo, como la región MENA, pero lo que sabemos con certeza es que monitorizar este fenómeno y planificar de forma inteligente los trabajos de mantenimiento resulta realmente crucial.
Entonces, ¿la plataforma Solar Spy os ayudará a tomar las decisiones correctas y rentables?
Exacto. Nuestro objetivo es notificar casi en tiempo real, a partir de los datos de variación de tensión, que se ha producido un defecto u otro evento en el string indicado, provocando caídas de producción.
El reto aquí es realizar un diagnóstico automático e inteligente de las caídas de generación observadas en un string concreto. Queremos evitar la situación de recibir falsas alarmas provocadas por nubes que se desplazan sobre la instalación.
Se trata de una cuestión muy compleja, pero gracias a la implementación experta de algoritmos que funcionan en segundo plano en la plataforma Solar Spy, podemos señalar las caídas relevantes casi inmediatamente después de que se produzcan.
Por eso Solar Spy es único. Entendemos la importancia de combinar datos procedentes de múltiples fuentes, algo que nuestros clientes nos trasladan constantemente. Y contar con una plataforma unificada que integra y estandariza sin fisuras los datos de todos tus dispositivos in situ, incluidos los sistemas SCADA, los inversores y los datos meteorológicos externos, resulta fundamental para obtener una comprensión integral y precisa del rendimiento de tu cartera fotovoltaica. Al centralizar todos tus datos en un solo lugar, alcanzas un nivel de análisis más profundo, que sencillamente no se puede lograr de ninguna otra manera. Esto significa que obtienes información que antes no era posible tener, y lo consigues para toda tu cartera, en una única plataforma. La realidad es que muchos de los dispositivos de monitorización de instalaciones saturan a los operadores con tal cantidad de información y falsas alarmas que el valor del resultado se vuelve muy bajo. La respuesta consiste en enviar los datos a una plataforma inteligente que filtre el ruido y entregue únicamente la información y las notificaciones sobre las que realmente hay que actuar.
Además, el uso de la ciencia de datos en la generación de energía puede conducir a una reducción significativa de costes. Varios estudios estiman que la aplicación adecuada de analítica avanzada debería traducirse en ahorros de entre el 5 % y el 7,5 %. Numerosas investigaciones disponibles en internet respaldan esta afirmación, entre ellas un estudio reciente de McKinsey. Se trata de un valor importante que las organizaciones que trabajan en este ámbito deberían tener en cuenta a la hora de mejorar la eficiencia de sus carteras. Mediante la implementación de aplicaciones de mantenimiento predictivo y la optimización de las operaciones, así como a través de una monitorización detallada del rendimiento, las organizaciones pueden mejorar el uptime y, en última instancia, lograr este tipo de ahorro de costes. No hay que subestimar estos valores, y deben tenerse en cuenta para lograr una generación de energía sostenible y rentable.
¿Y podéis identificar defectos con un 100 % de certeza? ¿Es posible localizar las anomalías dentro del módulo en el que se producen, clasificar con precisión su tipo y su impacto en la producción de energía?
Aquí la respuesta es la funcionalidad que denominamos MAINTENANCE, que fue la primera fase de desarrollo de la plataforma Solar Spy. Tras analizar los datos recopilados con el dron, presentamos, en forma de informe, una visión detallada del estado actual de la instalación y un análisis de su nivel de rendimiento actual.
¿Cómo se realiza este análisis y por qué merece la pena llevarlo a cabo?
El primer paso consiste en recopilar los datos necesarios durante un vuelo con dron. Al tomar unas 3000 fotos RGB y térmicas de una planta de 1 MW, obtenemos información suficiente para realizar un análisis profesional del estado real de la instalación fotovoltaica.
Las fotos captadas se suben a nuestra plataforma y se procesan mediante algoritmos de IA que reconocen y clasifican los defectos en cada módulo. El resultado de este trabajo es un informe claro y comprensible, disponible en nuestra plataforma. Para que tenga valor comercial para un inversor, un asset manager o una empresa de O&M, incluye tres factores clave.
En primer lugar, mostramos la ubicación de los defectos identificados, con una precisión de hasta una sola célula del módulo. El informe indica dónde se encuentra el defecto identificado, de qué tipo se trata —ya sea un diodo de bypass activo, un punto caliente, vidrio agrietado o PID— y a continuación señala el impacto exacto (calculado en kWh) sobre la productividad del módulo y, en consecuencia, muestra la magnitud de la generación de energía para toda la instalación. Todo esto, junto con la clasificación de los defectos, lo realizamos conforme a la última norma europea IEC TS 62446-3:2017.
Recomiendo aquí nuestro caso de estudio, que muestra lo significativas que fueron las caídas causadas por el PID en uno de nuestros clientes.
Hablando de valor comercial, ¿por qué invertir en un informe así?
El objetivo del análisis es presentar toda la información clave sobre el estado actual de la instalación en forma de un informe claro con recomendaciones.
A partir de ahí, el inversor o el Asset Manager pueden tomar decisiones rentables: si eliminar o no un defecto concreto, y en qué orden deben repararse los defectos.
Los algoritmos de IA también son capaces de clasificar eventos como «problemas de seguridad», es decir, aquellos que deben resolverse de inmediato por la seguridad de la instalación o de los técnicos. Entre ellos se incluyen defectos como vidrio agrietado o un diodo de bypass muy caliente, que pueden provocar riesgo de incendio o, peor aún, una posible electrocución del técnico.
En conclusión, la inversión en el análisis del estado de la planta, respaldada por un informe fiable, sin duda merece la pena. El primer ámbito de retorno es una evaluación fiable de la instalación y de sus posibles riesgos, crucial tanto para su funcionamiento seguro como para la realización de tareas por parte de los empleados.
Además, al revelar los defectos y estimar su impacto en el volumen de producción, podemos tomar decisiones rápidas, precisas y también rentables sobre reparaciones importantes, priorizando primero la eliminación de los defectos responsables de las mayores caídas de generación.
También nos beneficiamos de la optimización del trabajo del técnico, quien, al conocer la ubicación y el tipo de defectos diagnosticados, puede organizar la secuencia óptima de tareas y llevar consigo las piezas de repuesto necesarias para las reparaciones.
Por último, un informe de este tipo es un documento valioso que puede utilizarse en muchos procesos operativos que aún no hemos mencionado, por ejemplo, al trabajar con otras entidades.
¿En qué tipo de situaciones estás pensando?
Por ejemplo, este tipo de informe forma parte del protocolo de aceptación entre la empresa EPC, es decir, la entidad responsable de la construcción, y la empresa de servicios de O&M, que asume la gestión de la instalación. Sirve como confirmación para ambas partes de la eficiencia de la planta en el momento de su traspaso.
Aquí recomiendo nuestro caso de estudio sobre la localización de fallos antes de comprar una planta fotovoltaica.
El informe también puede ser muy importante desde la perspectiva del pago de una indemnización por parte de la aseguradora. Si es necesario liquidar un siniestro, por ejemplo, tras un evento fortuito como un incendio, la ausencia de un informe que confirme la correcta ejecución y conexión de la instalación puede exponer al inversor a no recibir indemnización.
Como último ejemplo, mostraré un caso completamente distinto de uso de un informe de inspección con dron. Se refiere al momento del ciclo de vida de la planta en el que finaliza la garantía de los módulos.
El análisis incluye una estimación de la reducción del rendimiento de los módulos causada por una degradación excesiva. El cliente puede utilizar este documento al presentar una reclamación al fabricante e intentar conseguir la sustitución de los módulos por otros nuevos, u obtener alguna otra forma de compensación.
Un ejemplo perfecto es nuestro caso de estudio sobre la evaluación del grado de delaminación de módulos.
Gracias. Volvamos a la optimización de los costes operativos de mantenimiento de la planta. ¿Ofrece Solar Spy alguna solución en este ámbito?
Sí, en este ámbito también tenemos en cuenta las necesidades de nuestros clientes actuales y futuros. Nos preguntamos a qué siguiente área de optimización deberíamos dedicarnos. La respuesta resultó ser los dos retos más mencionados por los clientes: la coordinación de todos los eventos que se producen en la planta y la facilidad para vincularlos entre sí. Esto se traduce en resúmenes en forma de informe periódico, que muestran el impacto de las acciones operativas llevadas a cabo, con especial atención a la recuperación de la capacidad de producción de la planta.
Independientemente de la fuente a través de la cual detectemos un problema relacionado con una caída de rendimiento, registramos los eventos en el registro de eventos. A partir de ahí, el O&M Manager o el Plant Manager decidirá qué acciones deben realizar los técnicos, convirtiendo así los eventos registrados en los denominados tickets.
Y aquí pasamos a las siguientes soluciones de nuestra plataforma: el sistema de tickets, junto con la aplicación móvil.
Desde el punto de vista operativo: cuando el O&M Manager decide que el defecto detectado es significativo, crea un «ticket» para él, que se envía automáticamente a la aplicación móvil del técnico.
Pero eso no es todo. Con vistas a nuevas optimizaciones operativas, orientadas a acelerar la respuesta a los eventos y minimizar la implicación de personas, tenemos previsto dividir los eventos identificados en los que ya he descrito y los denominados «eventos críticos», que pueden reducir significativamente la eficiencia de la planta.
Me refiero a eventos como el apagado de toda la planta o una caída del 15-30 % en la generación de toda la instalación. En ese caso, la plataforma puede enviar automáticamente una notificación al técnico asignado a la planta que esté de guardia, e informar al O&M Manager únicamente sobre dicho evento.
Se trata también de una solución especialmente importante cuando hablamos de días problemáticos como los fines de semana o festivos. Sabemos que muchos de nuestros clientes han perdido ingresos significativos en estas circunstancias, debido a la falta de disponibilidad de personal que pudiera reaccionar ante eventos repentinos.
El sistema de tickets y la aplicación móvil son funcionalidades que tenemos previsto implementar desde principios de este año. Como he mencionado, el técnico recibirá información concreta sobre en qué parte de la instalación y en qué módulo se produjo el problema, junto con una sugerencia sobre las acciones a tomar.
Al disponer del procedimiento en la aplicación o de las instrucciones necesarias, puede ponerse a trabajar de inmediato. Además, la aplicación funciona incluso en situaciones sin conectividad, y cuando el técnico vuelve a estar dentro del alcance de la red, el sistema sincroniza automáticamente.
Es importante que la aplicación también se convierta en una herramienta para el reporting eficiente del trabajo del técnico. Tras realizar las acciones, puede informar de lo que ha hecho como parte de la reparación pulsando un botón o grabando una nota. Por ejemplo: si ha conseguido reparar el defecto o si necesitará piezas de repuesto adicionales. La propia aplicación proporcionará la información más importante al panel del O&M Manager, ya que registra los tiempos calculados desde la notificación, el tiempo hasta encontrar una solución, etc. Se trata de información importante que queremos analizar para obtener indicadores de rendimiento relacionados con el equipo de O&M.
Entonces, el sistema de tickets junto con la aplicación os dará una visión precisa de lo bien gestionada que está la instalación. ¿Correcto?
Sí. A partir de todos los eventos relacionados tanto con el análisis continuo de la eficiencia de la instalación como con la eficacia de los equipos técnicos que la mantienen, analizaremos los datos de forma transversal. Podremos acceder al panel de la plataforma y consultar todos los indicadores automáticos de KPI y SLA, tanto para los equipos de O&M como para la propia instalación.
Sistema de tickets de Solar Spy: solución de gestión del mantenimiento
¿Por qué este enfoque a la hora de analizar estos ámbitos?
Todas las direcciones de desarrollo de producto que hemos elegido responden a las necesidades del mercado. Es a través de los clientes como sabemos que un viernes a las 17:10 se produjo un problema, que el coordinador del centro de control se había ido a casa a las 16:59, y que la instalación permaneció apagada todo el fin de semana.
Volviendo al sistema de notificaciones que hemos comentado, todas las partes implicadas sabrán que se ha producido un problema. Además, gracias a nuestra tercera herramienta de Solar Spy, FORECASTING —es decir, la previsión de generación—, sabemos, por ejemplo, si el fin de semana será soleado o no. De este modo, podemos determinar cuánta generación perderá el cliente durante el fin de semana, y esta información también llegará al O&M Manager. Con esta base, la persona responsable de la instalación podrá tomar una decisión: solicitar rápidamente un técnico para restablecer la generación, o bien, en caso de mal tiempo, ahorrar costes posponiendo la reparación a un día laborable. Gracias a esto, no incurrirá en costes adicionales por un posible encargo de reparación durante el fin de semana.
¿Se enriquecerá también la herramienta FORECASTING con nuevas funcionalidades?
FORECASTING es un área de la plataforma que creamos originalmente para dar soporte al trading de energía. También puede utilizarse para otros fines, incluido el O&M. Es una herramienta muy útil para planificar los trabajos de servicio y asignar el tiempo cuando la radiación solar es más baja. Gracias a ello, se minimiza la pérdida de generación asociada a la desconexión de strings o de toda la instalación. Por ejemplo, cuando detectamos problemas con la generación, pero se prevé un tiempo muy nublado para el día siguiente, en días no laborables quizá no siempre sea necesario reaccionar de inmediato. Sin embargo, en el caso de reparaciones o trabajos de servicio planificados, como la sustitución de un inversor, merece la pena planificarlos y llevarlos a cabo en el momento del día en que el tiempo sea menos favorable, de forma que la pérdida sea menor. Lo mismo ocurre con las acciones de «mantenimiento predictivo», donde las inspecciones programadas o la sustitución de elementos en degradación también deben planificarse adecuadamente. Gracias al servicio FORECASTING, podemos tanto planificar los trabajos de servicio como decidir con qué rapidez reaccionar ante eventos relacionados con caídas de rendimiento.
Solar Spy Forecasting
En lo que respecta al trading de energía, el servicio FORECASTING puede utilizarse para prever la magnitud de la generación hora a hora, lo que a su vez minimizará los costes de balance. Se trata de un área que estamos desarrollando con mucha intensidad, ya que queremos añadir datos satelitales a los datos recopilados hasta ahora a partir de numerosas fuentes meteorológicas independientes. Esto nos permitirá realizar previsiones ultracortas, aumentando la precisión de las previsiones a intervalos de 15 minutos.
El tercer ámbito de aplicación del servicio FORECASTING es el uso de los datos generados para el reporting automático a la red de transporte.
Aquí combinamos la posibilidad de prever con precisión los volúmenes de producción con la automatización que hemos creado. Así, independientemente del día del año, de los días no laborables o de posibles ausencias de empleados, cada día, antes de la hora requerida, la plataforma envía a la red de transporte los datos necesarios relacionados con la previsión de generación para los próximos 10 días.
El reporting entre los stakeholders de una instalación fotovoltaica es un tema importante, pero también complejo. ¿Cómo pretende Solar Spy facilitar el reporting entre los equipos de O&M y los Asset Managers, y entre los AM y los inversores?
A principios de año, tenemos previsto implementar el área responsable del reporting automático, es decir, DASHBOARDS, para que el Asset Manager o el O&M Manager reciba información mensual sobre la diferencia entre la producción prevista y la real de un día concreto. Aquí utilizamos el indicador de rendimiento más reciente, el EPI (Energy Performance Index), mencionado al principio de nuestra conversación. Gracias a esto, disponemos del UPTIME calculado, es decir, el tiempo de funcionamiento bajo el sol, así como la cantidad de energía producida a partir de él. El BACK LOG contiene datos sobre los eventos que han reducido la generación de producción y que, al final del mes o de otro período de facturación, deben liquidarse con el equipo de O&M.
Desde la perspectiva de los equipos de O&M, es posible demostrar de forma muy fiable si las caídas de generación se debieron a causas dependientes o independientes de sus operaciones, y si un evento concreto estaba incluido en el contrato o no.
Por ejemplo, si nieva, la disminución de la generación de energía no debería contabilizarse dentro de la tasa de mantenimiento del rendimiento garantizado del contrato de O&M. Sin embargo, si a pesar de lo estipulado en el SLA no hubo respuesta a dicho evento en un plazo de 12 horas y, por ejemplo, la acción se llevó a cabo solo después de 48 horas o más, es posible detectar este problema, calcular los costes asociados a la pérdida de producción y responder a la pregunta: ¿qué se puede hacer en el futuro para evitar que vuelva a ocurrir?
¿Te gustaría añadir algo a modo de conclusión?
En resumen, en la situación actual de cambio y con el aumento de los costes de mantenimiento de las plantas fotovoltaicas, resulta fundamental centrarse en maximizar la eficiencia de la producción y optimizar los costes operativos de las plantas fotovoltaicas.
Las soluciones de Solar Spy te permiten analizar de forma asequible y rentable cómo está funcionando tu planta, detectar caídas de producción y obtener datos fiables sobre su estado y posibles defectos, de forma rápida, consistente y fiable. Además, el uso de algoritmos de inteligencia artificial (tecnologías de IA y ML) en la plataforma contribuye a una gestión de activos aún mejor y a la toma de decisiones rentables gracias a recomendaciones inteligentes.
La plataforma Solar Spy puede implementarse tanto en instalaciones fotovoltaicas grandes como pequeñas. Es una solución excelente para 2023, que seguimos desarrollando para ayudar a producir aún más energía verde y reducir al mínimo absoluto las pérdidas de producción de nuestros clientes.