Droni, satelliti e sensori per la gestione della vegetazione nel fotovoltaico

Negli impianti fotovoltaici, la gestione della vegetazione è una sfida costante. Se trascurata, può ridurre la produzione di energia, aumentare i rischi di guasti e far crescere i costi di manutenzione.

Oggi, però, droni, satelliti e sensori stanno trasformando questo problema in un’opportunità per migliorare efficienza e sostenibilità.

 

Dalla Cina un nuovo standard per il monitoraggio della vegetazione nei parchi fotovoltaici

 

 

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Zhejiang ha sviluppato una metodologia multi-scala che rappresenta un significativo passo avanti nella valutazione delle condizioni della vegetazione all’interno degli impianti fotovoltaici.

L’approccio integra dati di campo, immagini acquisite tramite droni multispettrali e dati satellitari Sentinel-2, superando i limiti delle analisi basate esclusivamente su dati satellitari e correggendo le distorsioni dell’indice NDVI (Normalized Difference Vegetation Index, ovvero Indice di Vegetazione Normalizzato per Differenza). Questo framework consente di restituire una fotografia dettagliata e affidabile dello stato vegetativo, fondamentale per valutazioni ambientali e scelte di pianificazione.

 

Droni multispettrali e deep learning per una calibrazione avanzata dell’NDVI

 

 

Lo studio ha coinvolto nove impianti fotovoltaici distribuiti in diversi contesti climatici e di utilizzo del suolo in Cina, con 76 sopralluoghi in campo e la raccolta di oltre 3.000 coppie di immagini acquisite sotto e tra i pannelli. I dati UAV, integrati con le immagini satellitari Sentinel-2, sono stati utilizzati per addestrare un modello U-Net modificato, capace di calibrare l’NDVI satellitare e ridurre il margine di errore del 16,98%.

L’inclusione della vegetazione sotto i pannelli ha portato a un aumento dell’NDVI medio, dimostrando che circa il 62% degli impianti non compromette la crescita vegetativa. Questa metodologia, pubblicata su Communications Earth & Environment, stabilisce un nuovo riferimento per il monitoraggio ambientale dei parchi solari e per la gestione sostenibile delle infrastrutture energetiche.

 

Monitoraggio avanzato della vegetazione negli impianti fotovoltaici

 

Droni: monitoraggio rapido e ad alta risoluzione

L’impiego di droni multispettrali rappresenta oggi uno standard per la gestione avanzata degli impianti fotovoltaici.

Sorvolando i campi solari, questi dispositivi acquisiscono immagini ad altissima risoluzione che consentono di mappare la vegetazione in tempi estremamente ridotti. I dati raccolti permettono di identificare con precisione le aree critiche, ottimizzare la pianificazione degli interventi e ridurre sensibilmente i tempi di ispezione rispetto ai metodi tradizionali, garantendo una precisione superiore e un controllo capillare.

Satelliti: analisi su larga scala e trend stagionali

Le immagini satellitari Sentinel-2 offrono una visione d’insieme aggiornata e affidabile della vegetazione su superfici estese. L’integrazione tra rilievi da drone e dati satellitari consente di monitorare l’andamento stagionale, rilevare anomalie e pianificare la manutenzione in modo strategico, con una copertura che va dal dettaglio locale alla scala regionale.

Recenti studi, come quello condotto dal team dell’Università di Zhejiang, hanno inoltre dimostrato che la calibrazione degli indici di vegetazione (NDVI) tramite modelli di deep learning migliora sensibilmente l’accuratezza delle analisi satellitari rispetto alle sole rilevazioni da remoto.

Sensori a terra: monitoraggio continuo e dati puntuali

L’installazione di sensori a terra direttamente nell’area degli impianti permette di raccogliere dati in tempo reale su parametri fondamentali come umidità del suolo, temperatura e stato di crescita delle piante.

L’incrocio di queste informazioni con quelle provenienti da droni e satelliti consente di costruire mappe di rischio e strategie di intervento altamente personalizzate, abilitando una gestione predittiva, dinamica e su misura per ogni sito fotovoltaico.

 

Efficienza operativa, sostenibilità e ottimizzazione dei costi

 

 

L’approccio integrato che combina droni, satelliti e sensori a terra garantisce vantaggi concreti e misurabili:

 

• Mappatura accurata: unisce il dettaglio dei rilievi locali alla visione d’insieme, migliorando la precisione degli interventi.
• Riduzione dei costi: diminuisce la necessità di rilievi manuali, limita gli errori e riduce gli interventi urgenti.
• Ottimizzazione della resa energetica: mantenere i pannelli liberi da ombreggiamenti assicura la massima efficienza produttiva.
• Sostenibilità ambientale: limita l’utilizzo di mezzi pesanti e prodotti chimici, con benefici tangibili per l’ecosistema circostante.

 

Verso la manutenzione predittiva degli impianti fotovoltaici

 

 

L’evoluzione tecnologica sta portando la manutenzione degli impianti verso un paradigma predittivo.

L’intelligenza artificiale e il machine learning consentono già oggi di analizzare grandi volumi di dati, prevedere la crescita della vegetazione e suggerire interventi proattivi. Questo approccio anticipa i problemi, riducendo costi operativi, aumentando la sicurezza e promuovendo una gestione sostenibile delle infrastrutture energetiche.

 

 

[Credits: Zhejiang University, Nature]

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