Pueden pasar muchas cosas con los paneles solares que están montados en un techo: desde ramas de árboles que proyectan sombra sobre ellos hasta la pelota de béisbol de un vecino que rompe una pelota de béisbol.

Ahora, el propietario de un panel solar puede comprender mejor cómo funciona su sistema con una nueva herramienta de software que transforma los datos de energía solar en una imagen clara defuerzageneración a lo largo del tiempo.La herramienta podría facilitar a los propietarios de energía solar el mantenimiento de sus sistemas a medida que pasan los años, ayudándoles a generar más electricidad limpia para sus hogares y unred electrica.

El software, llamado PVInsight, revela el rendimiento de un sistema en días nublados frente a días soleados;posibles impedimentos de sombra, como edificios o vegetación;o cambios más catastróficos, como granizo que daña los paneles durante una tormenta.Construido por un equipo de investigadores del laboratorio de Movilidad y Sistemas de Integración de Redes (GISMo) del Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC, el software también es de código abierto, lo que significa que cualquier persona interesada puede acceder a él.

"Una persona con azoteapaneles solares"Podríamos preguntarnos si sus paneles están generando tanta energía como cuando se instalaron por primera vez", dijo el científico de SLAC Bennet Meyers, que trabaja en el equipo de GISMo y dirigió el desarrollo del software. "Dado que muchas personas no tienen experiencia enciencia de datosoelectrotecnia, nuestro software les proporciona una visión más directa de sus sistemas".

Una demanda creciente

La demanda de sistemas solares para tejados está creciendo (las instalaciones aumentaron un 34% en los EE. UU. de 2020 a 2021) y con ella la necesidad de un software más fácil de usar como PVInsight.

Algo similar ya existe para los grandes sistemas de energía solar, como los paneles solares a gran escala en los desiertos de California.Pero estos sistemas más grandes suelen tener equipos de ingenieros que interpretan los datos y luego desarrollan soluciones de generación de energía.Los ingenieros hacen esto con datos meteorológicos confiables y conocimiento del modelado de sistemas fotovoltaicos, cosas que no están disponibles para muchos propietarios de sistemas de energía solar o comunidades desfavorecidas con sistemas de energía solar.

Si los sistemas de energía solar domésticos más pequeños tuvieran un mejor mantenimiento, podrían generar más electricidad limpia y hacerlo de manera más confiable, ya que su generación de energía será más consistente.Recursos energéticos más confiables son una alta prioridad para los operadores de redes eléctricas de todo el mundo a medida que recursos más intermitentes, como la energía solar y eólica, se conectan a la red.

Convertir ruidos incoherentes en música

Para construir su software, los investigadores recopilaron datos de alrededor de 1.000 sitios de paneles solares en intervalos de cinco minutos durante tres a diez años.Estos datos ayudaron a los investigadores a establecer un conjunto de principios de diseño de algoritmos, como la necesidad de una entrada de datos mínima y un trabajo de ingeniería mínimo, e incluir estimaciones de error.

Más específicamente, los investigadores se basaron en una técnica llamada descomposición de señales para construir el software.La descomposición de la señal toma solo los datos recibidos por una máquina registradora del sistema de paneles solares (solo cuánta energía se genera, por lo que no hay datos de las estaciones meteorológicas) y desglosa estos datos para contar una historia sobre la generación de energía de un sistema.Esto es como clasificar el ruido proveniente de una habitación que no se puede ver: una habitación con niños corriendo, música y perros ladrando.La descomposición de la señal separa los diferentes ruidos de la habitación para que puedas escuchar un sonido a la vez, de modo que puedas escuchar la música en el ruido.

"Los datos fotovoltaicos pueden parecer incomprensibles al principio", dijo la ingeniera de SLAC Sara Miskovich, que forma parte de GISMo y desarrolladora del proyecto."Pero después de analizar los datos mediante la descomposición de la señal, se pueden ver cosas como los días en que las nubes bloqueaban el sol o cuando hubo una pérdida total de energía debido a que algo cayó sobre un panel".

Es importante destacar que el software es seguro, interpretable y auditable gracias a la forma en que el equipo decidió codificar los algoritmos, dijo Meyers.En lugar de utilizar inteligencia artificial más popular yred neuronalTécnicas de codificación, que pueden hacer que un software sea más difícil de entender paso a paso, el equipo codificó en un lenguaje informático que es fácil de seguir.El software que sea seguro, interpretable y auditable es particularmente crítico en la industria energética, que proporciona recursos esenciales a las comunidades a diario, dijo Meyers.

Actualmente, el equiposoftwareayudará a las personas con sistemas solares domésticos y a las organizaciones energéticas a descargar gráficos fáciles de entender de la energía generada a lo largo del tiempo.Estos gráficos revelan los momentos en los que se produjo una falla del sistema o cuando la energía se redujo por algún motivo desconocido: el primer conocimiento fundamental que siempre se necesita para solucionar un problema del sistema.

En el futuro, los investigadores quieren que la herramienta sea aún más fácil de usar para que más personas en casa puedan entender sus datos solares en una aplicación telefónica.En este momento, los usuarios con inclinaciones técnicas pueden interactuar directamente con estos algoritmos, por lo que los investigadores están trabajando en cómo permitir que los usuarios menos técnicos accedan a las herramientas en una aplicación y una interfaz de apuntar y hacer clic, dijo Meyers.

"Podemos aprender mucho de los datos de energía solar", dijo Meyers."Cuanta más gente pueda entender sus datos, mejor".