Los científicos están mapeando todos los paneles solares del mundo con machine learning - World Energy Trade

Los científicos están mapeando todos los paneles solares del mundo con machine learning

Los científicos están mapeando todos los paneles solares del mundo con machine learning

Central solar Panda, situada en China.

Investigación, Desarrollo e Innovación

El asombroso descenso del 82% en el coste de la energía solar fotovoltaica (FV) desde 2010 ha dado al mundo una oportunidad de luchar por la construcción de un sistema energético libre de emisiones que podría ser menos costoso que el sistema alimentado por combustibles fósiles al que sustituye.

La Agencia Internacional de la Energía prevé que la capacidad de generación de energía solar fotovoltaica debe multiplicarse por diez de aquí a 2040 si queremos cumplir la doble tarea de aliviar la pobreza mundial y limitar el calentamiento por debajo de los 2 °C.

Sin embargo, los retos son importantes. La energía solar es "intermitente", ya que la luz del sol varía durante el día y a lo largo de las estaciones, por lo que hay que almacenar energía para cuando el sol no brilla.

También hay que diseñar políticas que garanticen que la energía solar llega a los rincones más alejados del mundo y a los lugares donde más se necesita.

Además, será inevitable que haya compensaciones entre la energía solar y otros usos de la misma tierra, como la conservación y la biodiversidad, la agricultura y los sistemas alimentarios, y los usos comunitarios e indígenas.

Algunos colegas que colaboran en la revista Nature han publicado el primer inventario mundial de grandes instalaciones de generación de energía solar. "Grande" en este caso se refiere a las instalaciones que generan al menos 10 kilovatios cuando el sol está en su punto máximo. (Una pequeña instalación típica en un tejado residencial tiene una capacidad de unos 5 kilovatios).

Para ello, se creó un sistema de machine learning para detectar estas instalaciones en las imágenes de satélite y se desplegó el sistema en más de 550 terabytes de imágenes utilizando varias jornadas de computación humana.

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Figura 1. Un mapa de todas las grandes instalaciones solares detectadas hasta 2018 (colores más claros = más recientes) Fuente: Kruitwagen et al, Nature

Se buscó en casi la mitad de la superficie terrestre de la Tierra, filtrando las zonas remotas alejadas de las poblaciones humanas. En total, se detectaron 68.661 instalaciones solares. Utilizando la superficie de estas instalaciones, y controlando la incertidumbre del sistema de machine learning, se obtuvo una estimación global de 423 gigavatios de capacidad de generación instalada a finales de 2018. Esta cifra es muy cercana a la estimación de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) de 420 GW para el mismo periodo.

Siguiendo el crecimiento de la energía solar

El estudio realizado muestra que la capacidad de generación de energía solar fotovoltaica creció un notable 81% entre 2016 y 2018, el período para el que se disponía de imágenes cronometradas. El crecimiento fue liderado particularmente por los aumentos en la India (184%), Turquía (143%), China (120%) y Japón (119%).

El crecimiento fue liderado particularmente por los aumentos en la India (184%), Turquía (143%), China (120%) y Japón (119%).

El tamaño de las instalaciones varía desde instalaciones desérticas a escala de gigavatios en Chile, Sudáfrica, India y el noroeste de China, hasta instalaciones comerciales e industriales en tejados en California y Alemania, instalaciones rurales en mosaico en Carolina del Norte e Inglaterra, e instalaciones urbanas en mosaico en Corea del Sur y Japón.

Las ventajas de los datos a nivel de instalación

Los agregados a nivel de país del conjunto de datos que se han presentado son muy parecidos a las estadísticas de IRENA a nivel de país, que se recogen a partir de cuestionarios, funcionarios del país y asociaciones industriales.

En comparación con otros conjuntos de datos a nivel de instalaciones, se abordan algunas lagunas críticas de cobertura, especialmente en los países en desarrollo, donde la difusión de la energía solar fotovoltaica es fundamental para ampliar el acceso a la electricidad y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Tanto en los países desarrollados como en los que están en vías de desarrollo, nuestros datos proporcionan un punto de referencia común no sesgado por los informes de las empresas o los gobiernos.

Los datos localizados geográficamente son de vital importancia para la transición energética. Los operadores de la red y los participantes en el mercado de la electricidad necesitan saber con precisión dónde están las instalaciones solares para conocer con exactitud la cantidad de energía que están generando o generarán.

Los nuevos sistemas in situ o remotos son capaces de utilizar los datos de localización para predecir el aumento o la disminución de la generación causada, por ejemplo, por el paso de las nubes o los cambios en el clima.

Esta mayor previsibilidad permite que la energía solar alcance mayores proporciones en el mix energético. A medida que la energía solar sea más predecible, los operadores de la red necesitarán mantener menos centrales eléctricas de combustibles fósiles en reserva, y las menores penalizaciones por exceso o defecto de generación significarán que se desbloquearán más proyectos marginales.

Gracias al catálogo de imágenes por satélite, es posible estimar las fechas de instalación del 30% de las centrales. Datos como estos permiten estudiar las condiciones precisas que conducen a la difusión de la energía solar, y ayudarán a los gobiernos a diseñar mejor las subvenciones para fomentar un crecimiento más rápido.

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Figura 2. Los autores compararon las ubicaciones de las instalaciones solares con los datos sobre el uso del suelo, para saber qué había antes. Las tierras de cultivo (marrón claro) eran fácilmente las más comunes. Fuente: Kruitwagen et al, Nature

Saber dónde se encuentra una instalación también permite estudiar las consecuencias no deseadas del crecimiento de la generación de energía solar. Por ejemplo, en el estudio se observa que las instalaciones de energía solar se encuentran con mayor frecuencia en zonas agrícolas, seguidas de praderas y desiertos.

Esto pone de relieve la necesidad de considerar cuidadosamente el impacto que tendrá una expansión de diez veces la capacidad de generación de energía solar fotovoltaica en las próximas décadas en los sistemas alimentarios, la biodiversidad y las tierras utilizadas por las poblaciones vulnerables. Los responsables políticos pueden ofrecer incentivos para instalar la generación solar en los tejados, que provocan una menor competencia en el uso del suelo, u otras opciones de energía renovable.

 

Noticia tomada de: Interesting Engineering /  Traducción libre del inglés por World Energy Trade 

 

 

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