Manutenzione impianti fotovoltaici con SAPR

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L’Italia, anche grazie agli incentivi statali degli anni scorsi, è diventata la terza potenza al mondo per il numero degli impianti fotovoltaici, dopo Germania e Cina. Ma in tutto il Vecchio Continente, l’interesse verso questa tecnologia sta crescendo: nel giro dei prossimi quattro anni, la potenza installata nell’area europea passerà dagli attuali 200 GW ai circa 400 GW nel 2018 (fonte EPIA, “Report on Global Market Outlook for Photovoltaics 2014-2018”).

Il problema arriva ora: come mantenere le performance delle celle? E come scovare eventuali danni che potrebbero ridurre del 30% l’efficienza dell’impianto?

Rispetto alle ispezioni termografiche effettuate manualmente dagli operatori, l’impiego degli RPAS con camera termica rappresenta un salto di qualità: riduce tempi, costi e problemi di sicurezza legati a operazioni sul tetto. Tuttavia i pochi manutentori che si affidano alla tecnologia RPAS lavorano manualmente: si effettuano più voli a quote differenti, aspettando la giusta irradiazione solare, il tutto sotto il controllo del pilota-in-comando e di un osservatore dedicato a ispezionare in tempo reale il video termico, che poi dovranno mettersi al pc per analizzare i rilievi e modificare la planimetria dell’impianto. Inoltre, le prestazioni ottenibili con il solo sistema GPS non sono sufficienti a soddisfare i requisiti di misurazione con accuratezza deci/centimetriche. Dalla figura sottostante si capisce come sia impossibile riconoscere pannelli affetti da hotspot esclusivamente nello spettro del visibile.

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Fig. 1 – “HotSpot” visti nello spettro del visibile (VIS) e nello spettro TIR (Thermal InfraRed)

Da queste considerazioni è nato il consorzio internazionale EasyPV, che raggruppa piccole e medie imprese con capacità verticali, e si basa su meccanismi di augmentation, ottimizzati con il sistema EGNOS e con l’avvento operativo del sistema di positioning Galileo (l’equivalente europeo del GPS).

Il consorzio è composto da: Sistematica S.p.A, SW house con mission nel dominio energetico e GNSS; Università di Aalborg (Danimarca) in rappresentanza del mondo accademico; TopView s.r.l. con esperienza su aspetti manufatturieri e applicativi di RPAS; ENTEC S.p.A., azienda competente in aspetti manutentivi fotovoltaici; DeepBlue, per gli aspetti operativi RPAS e Alpha Consultants Ltd (Inghilterra), quale market analyst.

Il risultato di questa sinergia è un software di riconoscimento e classificazione automatica delle immagini/anomalie termiche in grado di determinare con risoluzione decimetrica la posizione del pannello difettoso e un centro servizi che riceve le mappe aggiornate dei moduli difettosi di ogni impianto.

Gli aspetti di accuratezza nella localizzazione sono fra i più interessanti del progetto. Visto che un pannello fotovoltaico può avere dimensioni di 120 x 60 cm (è quindi necessario scendere al di sotto dei 30 cm per individuare il pannello), sarà realizzato un tool combinando l’emergente tecnologia RPAS con la risoluzione promessa dalla costellazione Europea Galileo, in fase di deployment. In attesa del pieno dispiegamento della costellazione, si possono sfruttare tecniche di augmentation già esistenti (RTK, PPP, SBAS, reti EDAS/EUREF) che, pur non avvicinandosi alle risoluzioni attese, rappresentano un buon trade-off momentaneo.

All’automazione dei processi penserà l’algoritmo di computer vision, che processa l’immagine termica nel campo di vista e la geo-referenzia attraverso tecniche GNSS (Global Navigation Satellite System) ad alta accuratezza.

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Fig. 2– Fix accurato per identificazione Panello

Ma chi effettuerà questi controlli? I piloti che si affilieranno al consorzio. EasyPV erogherà formazione direttamente sul territorio: oltre al vantaggio della capillarità del servizio, questo permetterà l’abbattimento dei costi di trasferta. Gli operatori saranno formati tenendo in considerazione la roadmap RPAS europea e guadagneranno sulla base dei MW ispezionati ogni anno.

Alcune note sui progettisti

alberto-mennellaALBERTO MENNELLA
Laurea in Scienze Nautiche con specializzazione in Navigazione Radio Elettronica e Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni, entrambe conseguite presso la “Università degli Studi di Napoli Parthenope”; cofondatore di TopView srl, startup innovativa operante nel settore dei sistemi a pilotaggio remoto. Ha lavorato con il ruolo di System Engineer per oltre 10 anni in diverse aziende operanti nel settore aerospaziale come Thales Alenia Space Italia su tematiche legate alla Navigazioneed alle Comunicazioni integrate all’interno di programmi europei e nazionali come SENECA (Satellite Navigation services for Civil Aviation – ASI/ENAV) d in aziende operanti nella ricerca industriale e nello sviluppo software (CRIAI, ITS).
Ad Aprile 2013 ha progettato e realizzato una piattaforma di validazione basata su un sistema multirotore (RPAS) con capacità di volo autonome, finalizzata al test ed alla validazione di un algoritmo di Geo Encryption denominato “GREAT” (GNSS Regenerative Encryption Algorithm and Technique), che fonde aspetti di navigazione e di sicurezza informatica, del quale risulta co-autore. Nel dicembre 2009, all’interno del programma GAPACOM (MIUR) è stato premiato con il “Thales Innovation Awards” per l’algoritmo GREAT insieme a tutto il gruppo di ricerca. La sua area d’interesse è focalizzata sui sistemi aeromobili a pilotaggio remoto con particolare riferimento alla radionavigazione (GNSS) ed alle comunicazioni integrate, in tutti gli aspetti sia tecnici che normativi. In quest’area è membro di ASSORPAS e della community DIYDRONES dal 2009, motivato da vera passione per l’aerospazio, nonché per l’aeromodellismo che pratica come hobby da 20 anni

marco-nisiMARCO NISI
Laureato in Ingegneria Aerospaziale presso la facoltà “La Sapienza”, consegue un master in “Sistemi avanzati di Comunicazione e Navigazione satellitare” col massimo dei voti in “Tor Vergata”.
System engineer, SW engineer e project technical manager presso Sistematica S.p.A., con 10 anni di esperienza in progetti nazionali ed europei in ambito GNSS (Galileo, EGNOS, GPS) sia per aspetti di System Design che nei domini applicativi e di servizio (Aeronautics e Security).
Ha  svolto  numerose  ricerche  in  ambito  UAS:  all’interno  del  progetto  SENECA (Satellite Navigation services for Civil Aviation), finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana  e  supervisionato  da  ENAV,  ha  analizzato  come  responsabile  tecnico  per Thales Alenia Space la tematica per l’inserimento degli UAV all’interno del traffico dell’aviazione generale ed i relativi impatti in ambito ATM.
È co-autore dell’algoritmo GREAT (GNSS Regenerative Encryption Algorithm and Technique) attraverso il quale aspetti di navigazione vengono fusi ad aspetti di sicurezza informatica per permettere comunicazioni sicure in particolari aree geografiche. Tale ricerca è stata premiata con il premio “Thales Innovation Awards 2009” ed è stata completata all’interno del progetto GAPACOM (Galileo Advanced Payload Addressing Communication Mission), progetto co-finanziato da MIUR, realizzato da Thales Alenia Space Italia con il supporto di Sistematica S.p.A. e TopView s.r.l. e con la partecipazione delle Università La Sapienza di Roma, consorzio CNIT, Luiss e CNA:  un payload con algoritmo GREAT è stato installato su un esarotore e nel settembre 2013 è stato validato in volo con successo presso il campo di volo WACO (ROMA).

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