TIC-168 (UCA) analiza los datos en clave para optimizar las plantas fotovoltaicas

Medir, analizar y anticipar el comportamiento de las plantas fotovoltaicas es clave para garantizar un suministro energético fiable, estable y sostenible en el tiempo. El grupo TIC-168 de la Universidad de Cádiz trabaja en el desarrollo de sistemas avanzados de monitorización, instrumentación y análisis de datos que permiten transformar miles de registros en modelos predictivos. Su investigación conecta energía solar, agricultura y digitalización para impulsar un modelo energético más eficiente y resiliente.

Los investigadores integrantes del grupo Juan José González (representante), Olivia Florencias y José María Sierra nos explican las líneas de investigación que desarrollan, los datos obtenidos más relevantes y la importancia de pertenecer al ceiA3.

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 ¿Qué líneas de investigación realiza su grupo?

La línea que ahora mismo estamos trabajando, está activa y es el inicio de todas las demás, precisamente lleva el nombre del reciente proyecto nacional que nos han financiado: «Análisis de datos de mediciones de alta calidad para una gestión flexible en plantas fotovoltaicas». Este proyecto es continuación de otro anterior, que estaba siendo coordinado por la Universidad de Cádiz, en el que se monitorizaron dos plantas fotovoltaicas en la provincia de Córdoba. La Universidad de Córdoba es la actual coordinadora del proyecto nacional coordinado actual. En el anterior proyecto, en la monitorización de las plantas solares fotovoltaicas, se desplegó instrumentación de campo con estampación temporal casi perfecta, permitiendo adquirir, agregar y sincronizar datos operacionales energéticos, y meteorológicos, por ejemplo, la irradiancia en campo y comenzar a analizar los múltiples fenómenos que se pueden dar en la producción de este tipo de energía.

Nuestro grupo está especializado, así, en instrumentación electrónica y en monitorización, enfocándose en el modelado y algoritmos para la predicción de sistemas energéticos a corto plazo. Los profesores de la universidad que trabajan en el grupo son del departamento de Ingeniería en Automática, Electrónica, Arquitectura y Tecnología de Computadores.

¿Qué proyectos (actuales o pasados) querrían destacar como ejemplos en los que haya participado el grupo?

Ahora mismo, la línea de investigación más enfocada al tema agroalimentario sería la posibilidad de monitorizar el recurso solar en cualquier tipo de instalación fotovoltaica en campo. Este estudio ahora es un poco más profundo en estas plantas y se van a obtener muchos más datos, la idea de esto es tener unos sensores en campo que nos permitan saber exactamente qué producción se está dando en la planta en todo momento. A partir de ahí, poder obtener unos modelos estadísticos predictivos que nos ayuden a comprender el comportamiento intrínseco de cada planta fotovoltaica.

Ese concepto de modelado, a partir de datos reales, es una de las mayores fortalezas que tiene el grupo y se puede aplicar no solo a una planta solar que inyecta en el sistema, sino, por ejemplo, en instalaciones agrovoltaicas en las que se podrían combinar la producción solar con el recurso de la agricultura. Hemos tenido también algunas experiencias previas de contactos con empresas del sector en Jerez para hacer algún tipo de instalación de monitorización, pero eso no terminó fraguando porque las empresas tienen unos tiempos mucho más rápidos y esta iniciativa era en el marco de un posible proyecto de investigación.

Al final, el grupo ha sabido interpretar el problema de la ausencia de información de alta calidad tanto meteorológica como eléctrica en las plantas fotovoltaicas que operan actualmente. La necesidad de cuantificar cambios provenientes de condiciones meteorológicas (pasos de nubes, sobreirradiancias, cambios estacionales, entre otros) y cambios en el sistema eléctrico (problemas en la calidad del suministro, cambios en la frecuencia. La frecuencia de la red eléctrica, es una variable crítica, esto es algo que ya se comprobó en el apagón del pasado abril de 2025, y el impacto que tienen las plantas cuando se conectan/desconectan a esta. Si no se monitoriza o no se hacen predicciones, no se puede prever el comportamiento ante escenarios futuros. En este sentido el grupo TIC-168 ha roto fronteras administrativas e institucionales, y ha instalado instrumentación de la Universidad de Cádiz en plantas fotovoltaicas de otra provincia. Por ejemplo, dos plantas fotovoltaicas que están en Pozoblanco, Córdoba, son las primeras interesadas en que eso funcione y esté absolutamente vigilado.

¿Cuáles son los datos obtenidos más relevantes hasta el momento?

Entre los resultados y aplicaciones técnicas, destacan:

• Herramienta pública MeteoCDG (Meteorología del Campo de Gibraltar), hibrida numerosas fuentes de información, lo que permite ofrecer datos climáticos de 5 provincias de Andalucía, con especial densidad de información en el Campo de Gibraltar.
• Sensores de precipitación horizontal (Colectores de niebla): Se ha desarrollado un sensor de lluvia horizontal para el parque natural, de modo que es posible estimar la cantidad de humedad aportada al suelo por este fenómeno, permitiendo una mejor caracterización climática del entorno. Estos conocimientos son también aplicables a cultivos o bodegas, a fin de cuentas, en entornos agroalimentarios.
• Predicción avanzada: El proyecto actual busca correlacionar imágenes (tanto satelitales como imágenes de cámaras de cielo completo) para mejorar las predicciones de producción de energía fotovoltaica, y disponer de unos datos operaciones que permitan una mejor gestión de la planta, y poder así mejorar la estabilidad de la red donde las plantas están vertiendo la energía.

Todos esos resultados van aparte del resultado principal, que es la integración de la información de bases de datos diversas, sensores en campo, su agregación y disponibilidad en herramientas de visualización, predicción que contribuyan a que los operadores de las plantas fotovoltaicas mejoren su operativa y acudan al mercado eléctrico con una menor incertidumbre.

¿Qué importancia cree que tiene pertenecer al ceiA3 y qué oportunidades de investigación puede aportarles?

Para nosotros potencialmente es muy importante estar en el ceiA3. Pertenecer al Campus Agroalimentario es un honor y esperamos explotarlo más en el futuro, porque la investigación es de altísima tangencialidad o interseccionalidad con lo que se hace allí.

¿Qué retos se plantean de cara al futuro?

El reto que tiene el grupo es interpretar la cantidad de datos (Big Data) que se están generando a través de los equipos de monitorización de National Instruments con sincronía TSN, seguimiento en entorno LabVIEW. Para digitalizar algo hay que estar preparado; y eso significa contar con una infraestructura que no se cuelgue y con un servidor de datos que nos esté dando problemas constantes por seguir tantos protocolos de ciberseguridad. Se necesita agilidad en todo este proceso.