IA y Energía 1: Cómo construir una planta solar orientada hacia el futuro potenciada por la IA

(Inteligencia artificial)

Con la llegada de la inteligencia artificial (IA), diversos sectores industriales están ingresando a una nueva era de aplicación de la IA. Si bien nos impresionan herramientas avanzadas de IA como ChatGPT y Midjourney, muchas empresas están incorporando cada vez más la IA en sus productos y procesos. En el sector de energía, hay numerosas posibilidades que la IA puede ofrecer. Este artículo es el primero de una serie sobre IA y Energía, donde exploraré la aplicación de la IA en la generación de energía, utilizando plantas solares fotovoltaicas a gran escala como ejemplo. Investigaré el potencial de aplicación de la IA en todo el proceso.

Para construir una planta solar, se deben considerar varias etapas, incluyendo el desarrollo inicial, la obtención de permisos, la identificación de un punto de conexión, el diseño preliminar, la ingeniería, la compra de equipos, la construcción, el comisionamiento, la conexión final, la operación y el mantenimiento, entre otras. Muchas de estas etapas requieren profesionales con experiencia como ingenieros, desarrolladores de negocios y compradores. Sin embargo, las herramientas de IA pueden ofrecer más posibilidades.

Desarrollo

Durante la etapa de desarrollo, se deben considerar varios factores, como el terreno, las finanzas, los permisos, la conexión a la red, el diseño preliminar de ingeniería, etc. Muchas de estas tareas requieren una gran cantidad de datos y análisis manual por parte de los ingenieros para identificar el mejor sitio para el proyecto. Con la IA, gran parte de este trabajo se puede simplificar. Imagine un sistema potenciado por IA donde solo necesite ingresar la ubicación de la propuesta de la planta. Aparecería un puntaje en su pantalla, como un puntaje de crédito, que proporcionaría toda la información necesaria, incluyendo condiciones meteorológicas, datos de la comunidad, proceso de permiso, demanda de energía, punto de conexión más cercano y la viabilidad de la conexión a la red. El sistema incluso podría dar un diseño preliminar para la planta solar que solo requiere revisión de expertos, lo que reduce los costos y el tiempo requerido para identificar un sitio adecuado y diseñar la planta.

Ingeniería

Una vez que se han asegurado el sitio y los permisos, el siguiente paso suele ser la fase de ingeniería, que incluye el diseño de la planta, que es la etapa más importante. Si bien muchos programas de software ofrecen una amplia gama de servicios y cálculos, actualmente no hay herramientas impulsadas por IA disponibles. Una herramienta de diseño de plantas de IA sería muy beneficiosa, utilizando datos meteorológicos o archivos OND, así como diseño de otras plantas con características similares, ya sea cercanas o remotas. La herramienta también debería ofrecer recomendaciones basadas en datos de rendimiento de diferentes componentes del sistema.

Compra

Durante la compra, se pueden emplear algoritmos de inteligencia artificial para analizar datos sobre tendencias del mercado, precios y calidad, así como para monitorizar el rendimiento del equipo, con el fin de que las empresas puedan tomar decisiones informadas sobre adquisiciones. La herramienta podría generar automáticamente datos importantes, como el cálculo del LCOE bajo diferentes supuestos, para que los equipos de finanzas y compra puedan tomar mejores decisiones. Además, la IA también puede ser útil para supervisar el rendimiento y el precio de los subcontratistas de servicios.

Construcción y conexión

Aunque las aplicaciones de la IA en las herramientas de gestión de proyectos ya son evidentes, todavía se requiere una reforma sistemática durante la fase de construcción. La IA se puede utilizar durante esta etapa para monitorear el desempeño de los contratistas, identificar posibles problemas y transformarla de una herramienta reactiva pasiva a una herramienta poderosa y proactiva que pueda ingresar datos automáticamente, supervisar procesos, brindar sugerencias y evitar riesgos potenciales simultáneamente. Asimismo, se puede integrar con dispositivos de IoT en el equipo y los materiales para proporcionar recomendaciones predictivas sobre el proyecto en construcción. También se pueden utilizar sensores de IoT en el equipamiento para chequear el desempeño e identificar posibles problemas durante el comisionamiento y conexión.

(Proyecto solar en el techo en construcción )

O&M

Cuando una planta solar está en funcionamiento, la responsabilidad de su mantenimiento suele recaer en empresas de O&M (Operaciones y Mantenimiento). La IA puede ser una herramienta poderosa para estas empresas por varias razones. En primer lugar, la IA puede optimizar el desempeño del sistema: los algoritmos pueden controlar y optimizar automáticamente la integración de la planta generadora en la red eléctrica, y también realizar solicitudes de mantenimiento predictivo que requieran intervención humana o optimización de MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia) a nivel de sub-string. En segundo lugar, la IA puede reducir significativamente los costos de O&M: junto con tecnologías modernas como CCTV (televisión de circuito cerrado) y sensores IoT, se puede esperar una gestión O&M automatizada. Solo se necesitaría un mantenimiento mínimo de rutina mientras el equipo pueda monitorear el sistema a cientos de kilómetros de distancia. Sin embargo, esto difiere de lo que actualmente llamamos “Smart O&M”, ya que la lógica subyacente es la herramienta potenciada por IA que hace sugerencias preventivas y predictivas en lugar de simplemente monitorear la operación de forma remota. Además, la IA puede utilizarse para la previsión de energía e integrarse directamente con el sistema comercial de energía desde la generación. Con el aumento de sitios de co-localización de PV + batería en los últimos años, la IA también puede monitorear y ajustar la energía conectada a la red, especialmente para aquellos que buscan oportunidades en el mercado spot, y también garantizar la estabilidad de la red.

En general, este artículo analiza la aplicación de la IA en diferentes fases de la generación de energía, tomando como ejemplo una planta solar fotovoltaica: desde el desarrollo temprano, la ingeniería, la compra y construcción, hasta la operación y mantenimiento. Claramente, con la creciente aplicación de la IA, el sector de generación de energía puede mejorar la eficiencia, reducir los costos y aumentar la viabilidad de la energía renovable como fuente confiable de generación en la red eléctrica. Sin duda, esto ayudará a construir y acelerar la transición hacia un futuro de energía limpia en los próximos años.