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Energia solar tem drones como aliados

Adilson Pimentel JúniorDoutorando em Agronomia – UNESP e professor UNIFIO adilson.pimentel@unifio.edu.br

Pedro Henrique Silva de Oliveira Graduando em Agronomia – UNIFIOpedro.henriqueagro@outlook.com  

Placas de energia solar – Crédito: AgroPower

A adoção de fontes de energia renováveis está em ascensão em todo o mundo, motivado principalmente pelas preocupações sobre as mudanças climáticas e emissões de carbono geradas em outros sistemas energéticos.

A energia solar tem sido o recurso mais querido dentre as muitas fontes de energia renováveis. Devido ao seu baixo custo de aquisição, fácil instalação e altos rendimentos, foi responsável pela metade dos investimentos no setor de energia “limpa”, atingindo US$ 1,3 trilhão em todo o mundo entre 2009 e 2019.

Uma fazenda solar requer cerca de 100 hectares para fornecer energia a 100.000 famílias. Para atender às altas demandas, as empresas de energia solar devem instalar e zelar por milhares de painéis.

A manutenção e inspeção de uma fazenda solar é demorada e perigosa. Como alternativa para aumentar a eficiência dessas vistorias de rotina, surgiu a necessidade de se utilizar o drone, que percorre grandes distâncias e fornece imagens aéreas de alta resolução por meios tecnológicos.

Para inspeção, a aeronave não tripulada deve apresentar um receptor GNSS (GPS) e uma ou mais câmeras óticas especiais a bordo, para a coleta de dados. Contudo, já se encontra no mercado o modelo com sensores térmicos que identifica falhas nas células pelo espectro de calor.

Como implantar a técnica

O Brasil possui rigorosas regras para o uso e importação de drones. O detentor do equipamento deve ter treinamento especializado e a aeronave registrada na Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel), sendo regulamentada pela Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC).

Existem diversos tipos de prestadores de serviço na área de drones, cada um com sua especificidade. Uma análise criteriosa nos serviços prestados é o primeiro passo para implantar essa técnica.

O mercado de inspeção com drones ou por meio de suas câmeras convencionais indica locais com conexões danificadas, painéis solares quebrados, poeira sobre as placas, situação das torres de transmissão, para-raios, turbinas eólicas, telhados, em meio a tantos outros.

Além da câmera convencional e um receptor que define sua posição global, o drone deve conter um sensor que analisa imagens termográficas. Este sensor marca em vermelho o local onde estão as células fotovoltaicas do painel afim de detectar variações de temperatura da rede, falhas, sobrecargas, superaquecimento e curtos. Tais falhas não são perceptíveis a olho nu.

A informação captada pelas câmaras térmicas indica as células fotovoltaicas que deixam de produzir eletricidade, pois apresentam a temperatura mais elevada, e com isso indica falhas no sistema devido ao aquecimento. Assim, isso é mais prático elaborar um relatório de manutenção para reparos, geralmente apresentados na forma de um mapa de localização detalhado de todas as falhas detectadas.

Em campo

As avaliações tradicionais da fazenda solar consistem em inspecionar cada painel com termo visores portáteis e acompanhar manualmente os locais dos painéis defeituosos para futura manutenção. Como visto, a maioria dos parques solares são extensos, esse método convencional de inspeção é ineficiente e resulta em uma carga de trabalho pesada e perigosa.

A identificação de componentes defeituosos se tornou vantajosa com o uso de drones, sendo que essas inspeções são importantes para evitar problemas no desempenho e na segurança das fazendas, pois componentes muito quentes podem tornar-se focos de incêndio ou ocasionar a redução do desempenho e limitar a vida útil de todo o aparato.

Os dados térmicos, em conjunto com câmeras especiais, reproduz as anomalias de calor e acusa as falhas físicas no painel, como rachaduras, poeira ou problemas internos, como a incapacidade de conectar-se a um painel devido a uma falha no cabo ou no inversor.

Outro aspecto a ser considerado é ter um banco de dados com imagens de inspeções aéreas antigas logo após concluir a instalação, e atuais, pois é possível verificar os locais de novos danos e agir com maior exatidão, além de servir como base para futuras inspeções.

Em resumo, os drones mitigam o tempo de detecção de falhas e melhora a eficiência de fazendas fotovoltaicas.

Como evitar erros

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Os drones, por serem pilotados de forma remota, exigem determinados cuidados. Seu alcance pode chegar a até 10 quilômetros. Deste modo, jamais se deve pilotar com nível baixo de bateria e perder a aeronave de vista, mesmo quando preparado para retornar e pousar sozinho.

Outro erro comum é pilotar o drone sobre superfícies reflexivas e/ou irregulares, como espelhos d’água. Isso porque seus sensores perdem a referência de localização, pois os sinais são refletidos na água ou qualquer outra superfície reflexiva. O mesmo acontece em locais com excesso de sinais paralelos, como estações de rádio e celular.

Ainda, deve-se ter todo cuidado ao manuseá-lo, pois a hélice pode ferir o operador ou outras pessoas próximas, sendo muito importante usar as devidas proteções ante o impacto das lâminas, que atingem alta rotação e são feitas de material resistente. Também é importante ressaltar que a poeira levantada ao sobrevoar uma placa ou do próprio equipamento poderá danificá-lo, ou a qualidade das imagens.

Como agregar à técnica

A integração do drone em atividades especificas melhorou, sem dúvida, a eficiência e a precisão do processo de inspeção deste tipo de empreendimento. Contudo, a resolução da câmera interfere diretamente na eficácia da análise, sendo o ideal uma resolução gráfica alta.

Por exemplo, um drone que analisa a termografia de sistemas fotovoltaicos, a resolução mínima é de 320 x 240 pixels, porém, de 640 x 480 pixels é a mais recomendada para a coleta de imagens térmicas de alta resolução durante um único voo.

Custo envolvido

Existem duas formas de ter acesso aos drones, sendo a contratação de uma empresa de consultoria ou serviços voltados para tal função, ou a aquisição de um equipamento próprio e treinamento de uma equipe para atuar apenas nessa função.

Existem aeronaves mais simples de inspeção visual de painéis de R$ 40 mil até os mais sofisticados, que podem custar, em média, R$ 150 mil.

Os drones vêm se tornando uma ferramenta importante no campo da energia solar. Com a função de supervisionar as placas e gerar relatórios de desempenho das mesmas, a aeronave indica defeitos nos painéis solares por meio de inspeção visual, e até mesmo projeta a instalação dos novos sistemas em relação ao comportamento solar do local.

Por meio desta tecnologia, o tempo de inspeção de problemas foi reduzido em 70%, uma diminuição significativa em comparação aos métodos tradicionais. Para se ter uma ideia, um único drone operado por uma equipe pode inspecionar cerca de 120 hectares em um dia. A mesma quantidade de trabalho levaria quatro meses (120 dias) para ser inspecionado de forma tradicional, ou seja, manualmente.

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