ES1303669U - Sistema para Inspección robotizada de parques fotovoltaicos - Google Patents

Abstract

Máquina para la inspección de infraestructuras que consiste en un robot AGV con capacidad de movimiento autónomo programable que lleva al menos un mástil sobre el que se ubica al menos un sensor estabilizado con ayuda de un mecanismo estabilizador tipo cardán.

Description

DESCRIPCIÓN

Robot para la inspección de parques fotovoltaicos

SECTOR DE LA TÉCNICA

La invención se encuadra en el ámbito de los robots para inspección de infraestructuras.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La implantación de grandes infraestructuras para la generación de energía renovable obtenida a partir del sol conlleva la necesidad de establecer un proceso de monitorizado cuidadoso de algunas anomalías que pueden derivar en pérdidas considerables de producción o incluso en incendios causados por puntos calientes. Para evitar estos problemas, los procesos de inspección en plantas fotovoltaicas buscan detectar estos puntos calientes, así como también los stríngs abiertos que acarrean pérdidas de producción. La búsqueda de estas anomalías con el auxilio de sensores manejados por personal técnico in situ, implica en las grandes plantas de generación, la inversión de muchas horas, dada la gran extensión de este tipo de instalaciones. Los elevados costes asociados a estos procesos condicionan la inexistencia de inspecciones o la realización de estas con una periodicidad insuficiente. El empleo alternativo de sistemas fijos de sensorización de tipo IOT (Internet Of Things) implica un despliegue logístico muy considerable. El uso de drones como alternativa para agilizar estas tareas conlleva riesgos para el espacio aéreo, necesidad de pilotos e implica autonomías muy limitadas, que requieren paradas para sustitución o recarga de baterías. Por otra parte, los sensores embarcados en los drones cubren únicamente la detección cenital de anomalías, sin posibilidad de monitorizar la presencia de anomalías asociadas a los elementos que se encuentran en la parte inferior de los paneles fotovoltaicos que en muchas ocasiones revisten de gran criticidad.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El sistema comprende un vehículo terrestre AGV (Automated Guided Vehicle) con capacidad de funcionamiento autónomo gracias a su electrónica programable que conlleva, según el conocido estado de la técnica, un autopiloto, con sensores tales como giróscopos, acelerómetros, barómetro, magnetómetro, y receptores de posición basados en señal satelital como las constelaciones, GPS, GLONASS; BAIDU, Galileo). A través de un hardware de estación de tierra ubicado, bien en las proximidades, o bien de manera remota, el robot es capaz de recibir un archivo de software previo a la misión, basado en una serie de instrucciones asociadas a posiciones de coordenadas geográficas conocidos como way points. Esta misión permite establecer un encadenamiento de acciones y movimiento entre y en estos way points para generar una misión automática, según el conocido estado de la técnica.

El robot, diseñado para rodar por terrenos irregulares, se desplaza a través de orugas o ruedas con tracción sobre cada una de las mismas, lo que permite el giro sobre sí mismo, necesario para maniobrar en el entorno limitado por las hileras de paneles fotovoltaicos.

Sobre la estructura del robot rodante AGV se incorpora al menos un mástil que puede ser de longitud fija, o bien desmontable en tramos separados, ensamblables de manera superpuesta, encajados unos en otros, o bien plegables en tramos que se mantienen unidos mediante articulaciones, o bien retractiles bajo un concepto de funcionamiento telescópico. El al menos un mástil, monta al menos un sensor dotado de un dispositivo estabilizador de tipo cardán y en su extremo inferior se ancla al mencionado AGV. La disposición en altura de el al menos un sensor permite la toma de datos de inspección continua desde una posición cenital. La incorporación de otros sensores a distinta altura en el mástil permite la inspección de estructuras más bajas, como las existentes bajo los paneles fotovoltaicos. El robot programable permite generar un proceso de inspección activa y autónoma de un parque fotovoltaico sin necesidad de contar con la presencia de un piloto o técnico humano sobre el terreno.

El anclaje de la base del mástil puede incorporar un dispositivo de absorción de vibraciones asociadas a la circulación del vehículo sobre las irregularidades del terreno, basado por ejemplo en una placa asentada en dispositivos de polímero elástico o bucles de cables de acero conocidos como “silentblock’’.

El al menos un sensor montado en el extremo del mástil puede ser elegido de entre los disponibles en mercado para captar muy diversa información, desde espectro infrarrojo térmico, para la captación de puntos calientes, imagen de espectro visible o multiespectral en un modo de realización en el que el equipo se aplica a otro tipo de infraestructuras tales como cultivos en emparrados lineales.

El robot AGV autónomo se desplazará siguiendo un recorrido de inspección preestablecido, pudiendo cargarse de forma automática retornando a un punto de estación de carga cuando sea necesario.

El al menos un sensor del extremo del mástil se alimentará mediante un cable desde la batería del robot y enviará los datos al sistema de procesado de este, consistente en un microcontrolador ubicado y protegido bajo la carrocería del AGV, que o bien almacenará los datos digitales y los procesará, o bien los enviará a una central de procesado remota a través de radio, telefonía o cobertura satelital.

La posición cenital del al menos un sensor en lo alto del mástil, estabilizado con un dispositivo tipo cardán permite obtener una imagen termográfica de la parte superior de los paneles fotovoltaicos a inspeccionar. La posición de un segundo sensor en la parte inferior del mástil, estabilizado también con un dispositivo tipo cardán orientable al sentido opuesto al primero, facilita la obtención simultáneamente de imagen termográfica correspondiente a la parte inferior de los paneles de la hilera paralela, tal como muestra la figura 2.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista frontal del dispositivo en el que se aprecia el sensor superior (1), el anclaje del sensor con un estabilizador tipo cardan (2), el mástil (3), el anclaje con estabilizador tipo cardan del sensor inferior (4), el sensor inferior (5), el anclaje del mástil al AGV ( 6) y el AGV (7) .

Figura 2.- Muestra una vista del dispositivo de la invención, en proceso de inspección de unas en el que se detalla el AGV (1) el mástil que se inserta en el AGV (2), el sensor y su estabilizador tipo cardan en posición cenital (3), el sensor y su estabilizador tipo cardan en la parte inferior del mástil (4) y las caras superior (5) e inferior (6) de las hileras de paneles fotovoltaicos objeto de inspección.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

En un modo de realización preferente de la invención, el dispositivo se emplea para la inspección de un parque fotovoltaico, desplazándose a lo largo de sus calles entre hileras de paneles. El mástil, instalado en el AGV lleva montados dos sensores termográficos, estabilizados con sendos dispositivos tipo cardán. El primero, situado en la parte superior del mástil documenta la existencia de posibles puntos calientes en la parte superior de los paneles. El segundo, situado en la parte inferior del mástil, monitoriza simultáneamente la existencia de posibles puntos calientes en la parte inferior de los paneles, así como en los cableados, fusibles, grapas y presillas que se encuentran bajo los mismos. El robot base de tipo AGV está dotado de ruedas de transmisión independiente o cadenas. Este vehículo autónomo tiene un funcionamiento programable. Para su programación se emplea una estación de tierra dotada de un software que permite establecer una misión automática basada en puntos conocidos georreferenciados denominados comúnmente way points. El AGV está dotado de un hardware de tipo autopiloto capaz de reproducir la misión automática siguiendo una ruta preprogramada consistente en una concatenación de los mencionados way points. Este hardware de tipo autopiloto del AGV se enlaza con la estación de tierra de forma inalámbrica mediante un protocolo de comunicaciones estándar para recibir la misión programada, según es conocido en el estado del arte de estos dispositivos. El mástil está dotado de conectores para facilitar la alimentación y permitir la transferencia de datos hasta un microprocesador ubicado en el interior del AGV. Ambos sensores se encuentran estabilizados con la ayuda de sendos dispositivos tipo cardán.

En un modo de realización preferente, ambos estabilizadores orientan a los sensores hacia el frente y giran sus lentes, por acción de los motores del cardán a uno u otro lado de manera programada en cada giro de las calles del parque fotovoltaico. De este modo siempre se mantiene la orientación correcta de las cámaras termográficas en cada momento de la ejecución de la misión autónoma. Estos sensores, en un modo de realización preferente son cámaras termográficas de tipo radiométrico, capaces de generar un patrón digital de temperaturas por píxel.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Máquina para la inspección de infraestructuras que consiste en un robot AGV con capacidad de movimiento autónomo programable que lleva al menos un mástil sobre el que se ubica al menos un sensor estabilizado con ayuda de un mecanismo estabilizador tipo cardán.

2. La máquina de la reivindicación 1 caracterizada por constar al menos de un mástil sobre el que se ubica al menos dos sensores estabilizados de tipo termográfico radiométrico estabilizados por sendos mecanismos de tipo cardán, orientables de manera independiente.

3. La máquina de la reivindicación 1 caracterizada por estar controlada y activada por una estación remota que envía misiones automáticas.

4. La máquina de la reivindicación 1 caracterizada por constar de al menos un mástil que soporta el al menos un sensor y cuenta con una base adicional apoyada en piezas amortiguadoras de vibraciones.

5. La máquina de la reivindicación 1 caracterizada por constar de al menos un mástil que soporta el al menos un sensor, puede ser desmontable en diversos tramos separables.

6. La máquina de la reivindicación 1 caracterizada por constar de al menos un mástil de tipo retraíble de tramos telescópicos, que soporta el al menos un sensor.

7. La máquina de la reivindicación 1 caracterizada por constar de al menos un mástil plegable en tramos que se mantienen unidos, que soporta al menos un sensor.