Los datos casi en tiempo real sobre las interacciones aviar-solar ayudarán a la industria energética a comprender los riesgos y las oportunidades para la vida silvestre en las plantas de energía solar.

¿Cómo cambia un hábitat una matriz de paneles solares? La pregunta es compleja y cada vez más importante, a medida que proliferan las plantas de energía solar en los Estados Unidos. Sin embargo, la industria y los investigadores actualmente no tienen muchas respuestas. Los investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía (DOE) están desarrollando tecnología que puede ayudar.

Al igual que en cualquier entorno al aire libre donde la vida silvestre está presente, en las instalaciones solares ocurre mucha actividad de aves que los humanos no ven. Las aves se alimentan, se aparean, anidan y, lamentablemente, mueren. El papel que juegan los paneles y el equipo en estas actividades es a menudo un misterio. El monitoreo humano en los sitios solares es limitado y solo puede revelar mucho.

"Las interacciones aviar-solar en tiempo real son un agujero negro en términos de datos", dijo Misti Sporer, directora de desarrollo ambiental de la empresa de servicios públicos Duke Energy, que opera más de 65 plantas solares en los EE. UU. "No tenemos un imagen completa de cómo las aves usan estos sitios, porque en el momento en que pones a alguien en el suelo, las aves salen volando o hacen algo en reacción al topógrafo humano".

Un proyecto de tres años tiene como objetivo permitir que cámaras avanzadas e inteligencia artificial hagan el trabajo de monitorear la actividad de las aves en las instalaciones solares. Desde la primavera de 2020, los investigadores de Argonne han estado recopilando videos en sitios de energía solar, incluido uno operado por Duke, y entrenando algoritmos informáticos para reconocer aves en las escenas. El sistema también está aprendiendo a clasificar tipos específicos de actividades, incluidas colisiones con paneles.

Las leyes federales y estatales protegen muchas especies de aves y examinar el impacto ambiental es parte del cumplimiento de esas leyes. Los desarrolladores y operadores solares a menudo deben realizar evaluaciones de hábitat previas a la construcción y monitoreo de muertes posteriores a la construcción como parte de los requisitos de revisión ambiental para un proyecto. La tecnología de Argonne podría ayudar con esa tarea.

"Los gerentes hacen todo lo posible para minimizar los efectos negativos de las instalaciones utilizando la mejor ciencia disponible", dijo Yuki Hamada, científico de teledetección en Argonne y líder del proyecto. "Desafortunadamente, la mejor ciencia disponible puede contener una incertidumbre considerable debido a la insuficiencia de datos en términos de calidad, cantidad y categoría".

Un trabajador de energía solar podría encontrar un cadáver en el suelo cerca de algunos paneles, por ejemplo, pero a menudo no está claro cómo murió el ave. Una revisión de estudios de monitoreo de muertes en sitios solares encontró que la causa de la muerte no se pudo determinar en más de la mitad de los casos. Otro estudio publicado en 2022 encontró que las tasas de mortalidad de aves en proyectos solares a menudo se subestimaban debido a la "duración de monitoreo baja o insuficiente".

Al recopilar una gran cantidad de datos casi en tiempo real que incluirían cualquier colisión, el sistema de monitoreo de Argonne podría llenar los vacíos de datos críticos para ayudar a comprender la causa y la magnitud de las muertes de aves.

Por otro lado, las instalaciones solares pueden fomentar comportamientos beneficiosos para las aves, y comprender más acerca de esos comportamientos podría conducir a diseños y prácticas de instalaciones que sean amigables con las aves. Los factores podrían incluir la ubicación de la instalación, el tipo y la ubicación del equipo y la vegetación que crece cerca. La tecnología también podría ayudar a identificar qué tipos de aves están presentes en el área antes y después de que se construya un proyecto.

"En realidad, estamos viendo aves que usan el hábitat para buscar semillas, para lo que parece ser un comportamiento de anidación y lo que parece ser una interacción entre especies e intraespecies", dijo Sporer sobre los datos provenientes del sistema de Argonne en un sitio de Duke Energy en Arizona. . "Entonces, estoy sorprendido por la cantidad de uso de aves en el sitio en términos de que las aves son simplemente aves, sin interacciones negativas".

La tecnología Argonne se encuentra actualmente en las primeras etapas y se ha avanzado mucho. "Un gran enfoque ha sido recopilar muchos videos que podamos anotar y usar para entrenar nuestros modelos", dijo Adam Szymanski, ingeniero de software de Argonne y líder técnico del proyecto. "También hemos creado y entrenado muchos de los algoritmos de aprendizaje automático necesarios para identificar aves en el paisaje y clasificar la actividad. Hemos logrado una precisión bastante alta en ambos frentes".

En la fase actual del proyecto, Hamada, Szymanski y el equipo continúan refinando su modelo y demostrando un sistema prototipo funcional para la primavera de 2023.

Amanda Klehr, bióloga de proyectos de la firma consultora DNV Energy U.S. Inc., señaló que hay muchas preguntas abiertas relacionadas con la actividad de las aves y la muerte de aves en los sitios solares, particularmente en términos de qué fenómenos podrían ser regionales y cuáles podrían estar generalizados. El "efecto lago", por ejemplo, donde las aves migratorias confunden los paneles solares con masas de agua y chocan con ellos, es una teoría que se está explorando, particularmente con respecto al suroeste de EE. UU.

"Lo principal que preguntan los desarrolladores de energía solar es qué debemos hacer en cuanto a los estudios previos a la construcción para comprender si existen o no riesgos potenciales para las aves que podrían afectarnos en nuestra región", dijo. Agregó que el sistema de monitoreo de Argonne sería útil en su propia investigación de maestría en la Universidad de Massachusetts en Amherst, que se enfoca en cómo las aves usan los sitios solares en el noreste de los EE. UU. durante la temporada de reproducción.

El Avian Solar Work Group, una colaboración entre grupos ambientalistas, académicos y la industria solar, está explorando una variedad de temas de investigación. The Argonne avian solar monitoring technology is gaining interest as a tool not only for research but also siting and operations. The ability to collect more data with less time roaming facilities for humans would benefit the industry on the permitting and compliance front.

"Postconstruction mortality monitoring tends to be time-intensive, labor intensive and expensive," said Sporer. While it's still early to say for sure, she said, with remote monitoring "we think we would have fewer man hours and actually be able to observe the interaction itself, rather than the suspected result."

Klehr noted that agencies such as the U.S. Fish and Wildlife Service and state environmental departments, which are charged with preserving resources around a solar site, also play a role in determining how research and monitoring happen.

"As a consultant working with operators, we generally try to coordinate with agencies," she said. "On the wind energy side, there is more of a focus on incorporating technology into monitoring. That's a potential for solar energy as well, and agencies are seeing that in a more positive light."

"Technology can be great but solving problems with technology requires that people actually use it," Hamada said. "We look forward to validating this system further in the field."

After the prototype is complete in 2023, the next step will be to deploy Argonne's system at more solar sites with industry partners. + Explora más

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