La salud operativa de una planta fotovoltaica no puede sostenerse únicamente con monitoreo SCADA y mantenimiento rutinario. Para detectar fallos incipientes, localizar defectos internos en módulos y optimizar intervenciones, las inspecciones avanzadas (termografía infrarroja, electroluminiscencia y drones) son herramientas imprescindibles. Este artículo analiza sus fundamentos, los modos de operación (aérea / humana), recomendaciones operativas, procesamiento avanzado (visión/ML) e integración dentro de O&M.
1. Fundamentos de termografía y electroluminiscencia
Termografía infrarroja (IR)
La termografía aprovecha el hecho de que los elementos eléctricos defectuosos o células solares con problemas, se comportan como resistencias y por ello disipan energía térmica, elevando su temperatura respecto al resto del módulo o del string. A través de cámaras infrarrojas se visualizan regiones calientes (llamados “hotspots”) que indican:
- Conexiones con resistencia excesiva o fallas eléctricas.
- Diodos de Bypass defectuosos.
- Celdas dañadas o microfisuras internas.
- Fallos en cajas de conexión, cajas de sección, combiner boxes o fusibles.
- Pérdidas por desajustes o sombreados (cuando un área parcial del módulo se calienta).
La guía de IEA-PVPS sobre IR y EL no confirma que la termografía puede usarse en planta operando al sol, permitiendo análisis no destructivos, y puede escanear rápidamente grandes extensiones con drones o cámaras montadas.
Para que una imagen IR sea útil son necesarios requisitos ambientales estables: irradiancia suficiente (a menudo > 500 W/m²), velocidad de viento baja, uniformidad de temperatura y buen contraste térmico. También es importante que la cámara tenga adecuada sensibilidad (por ejemplo, NETD < 0,08 K) y rango espectral (8-14 µm).
Electroluminiscencia (EL)
La electroluminiscencia (EL) es una técnica de diagnóstico no destructivo ampliamente utilizada para evaluar la integridad eléctrica y estructural de los módulos fotovoltaicos. A diferencia de la termografía, que detecta anomalías a partir de variaciones térmicas, la EL se basa en la emisión de radiación infrarroja por parte de las células solares cuando se hace circular una corriente a través de ellas en oscuridad.
Este fenómeno ocurre porque los electrones y huecos recombinan radiativamente en la unión pn del silicio, emitiendo fotones con una longitud de onda cercana a 1150 nm (en el infrarrojo cercano). La intensidad y distribución de esa emisión está directamente relacionada con la calidad cristalina, la continuidad eléctrica y la homogeneidad de las uniones dentro del módulo.
La imagen EL permite detectar defectos que no provocan diferencias térmicas visibles, como:
- Microfisuras internas.
- Delaminaciones del encapsulado.
- Rotura de interconexiones de células.
- Defectos en puntos semiconductores débiles.
El informe del Task 13 señala que el test de infrarrojos (IR) detecta muchos fallos prácticos, pero no todos; mientras que la prueba de Electroluminiscencia (EL) la complementa al revelar fallos eléctricos internos sin manifestación térmica. Por ello, una combinación IR + EL brinda una cobertura más completa del estado del módulo.
Tipos de defectos detectables mediante EL
La técnica permite identificar de forma visual defectos internos que no son perceptibles con inspección óptica o térmica:
Estas anomalías se clasifican mediante software de análisis de imagen (p. ej. BT Imaging EL-ImagePro o PVEL Insight), que calcula índices de uniformidad luminosa (LU) y porcentaje de área afectada (A_def).
2. Ventajas y desventajas: UAV vs aeronaves vs inspección a pie
En la operación y mantenimiento (O&M) de plantas fotovoltaicas, la estrategia de inspección depende del tamaño de la instalación, los recursos disponibles y la precisión requerida. Existen tres modalidades principales para la captura de imágenes térmicas y electroluminiscentes: UAV (vehículos aéreos no tripulados), aeronaves tripuladas e inspección terrestre a pie. Cada una responde a distintos objetivos de mantenimiento, escalas de operación y limitaciones técnicas o normativas.
Inspección a pie (manual)
La inspección manual sigue siendo un método esencial, especialmente en plantas pequeñas o cuando se requiere una verificación detallada de anomalías detectadas por vía aérea o por el sistema SCADA.
En este caso, el técnico utiliza cámaras térmicas portátiles (como FLIR E96, Testo 883 o Hikmicro B20T) o equipos de electroluminiscencia portátiles (p. ej. BT Imaging LIS-P). Este enfoque permite correlacionar directamente las mediciones térmicas con inspecciones visuales, mediciones I-V y comprobaciones de continuidad eléctrica.
La principal ventaja es la precisión y control directo del operador, pudiendo realizar mediciones puntuales, verificar conexiones en cajas de seccionamiento, fusibles, combiner boxes o conectores MC4, y registrar imágenes de alta resolución de los defectos.
No obstante, sus limitaciones operativas son evidentes: baja productividad (2-3 MW/día máximo por técnico), riesgo de exposición térmica en campo y coste elevado por MW inspeccionado. Por ello, suele reservarse para campañas de diagnóstico en plantas pequeñas o para confirmar fallos críticos previamente detectados mediante UAV.
Ventajas
- Alta resolución y control directo: se pueden capturar imágenes muy cercanas y validaciones visuales inmediatas.
- Aplicable para EL en modo oscuro (de noche) sin dependencia de condiciones de vuelo.
Desventajas
- Extremadamente lenta en plantas grandes: puede requerir decenas o cientos de horas para cubrir grandes parques.
- Riesgo humano, accesibilidad limitada.
- No viable para inspecciones frecuentes ni dinámicas.
UAV / Drones
Los drones se han convertido en la herramienta más extendida para la inspección térmica de plantas solares de mediana y gran escala. Equipados con cámaras infrarrojas calibradas (p. ej. DJI Zenmuse XT2, FLIR Vue TZ20-R, Workswell WIRIS Pro) y cámaras RGB simultáneas, permiten la captura georreferenciada de miles de módulos en pocos minutos.
Su principal ventaja es la relación entre rapidez, resolución y coste: un dron puede cubrir entre 20 y 80 hectáreas por vuelo, con resoluciones térmicas del orden de 0,05–0,1 m/píxel, suficientes para detectar puntos calientes individuales. Además, los vuelos automatizados mediante software (DJI Pilot, DroneDeploy, Pix4Dcapture o UgCS) garantizan patrones de cobertura homogéneos y datos repetibles.
Los UAV son especialmente adecuados para:
- Plantas de tamaño medio o grande (>5 MW) donde la cobertura manual sería inviable.
- Revisiones periódicas o post-evento (p. ej. tras tormentas o limpiezas).
- Comparación temporal de imágenes para análisis de degradación.
Sin embargo, su uso requiere formación certificada (EASA categoría Specific en Europa), gestión del espacio aéreo, control de temperatura ambiente, y una planificación cuidadosa de condiciones de irradiancia (>600 W/m²) y viento (<5 m/s).
La literatura reciente (MDPI, 2023; ScienceDirect, 2025) confirma que la inspección UAV reduce los tiempos de operación entre un 80 y un 90 % respecto a la inspección manual, manteniendo igual o superior calidad térmica.
Ventajas
- Rapidez: estudios muestran que inspecciones que tomarían 220 horas a pie pueden realizarse en ~4 horas con drone en una planta de gran escala [0search9].
- Flexibilidad y cobertura: pueden volar sobre estructuras, accesos complicados, y cubrir amplias extensiones con vuelos sistemáticos.
- Integración con sensores térmicos y cámaras RGB para correlaciones.
Desventajas
- Dependencia de condiciones atmosféricas (viento, turbulencias).
- Limitaciones regulatorias, autonomía de batería y carga útil.
- Necesidad de calibración, georreferenciación y control de calidad de imágenes.
Aeronaves tripuladas / aviones ligeros
El uso de aviones ligeros o helicópteros equipados con cámaras térmicas estabilizadas es habitual en grandes parques solares (>100 MW) o corredores de transmisión de alta tensión. Estas plataformas permiten captar imágenes desde altitudes de 300 a 800 m, abarcando grandes áreas en un solo vuelo.
Su ventaja principal es la velocidad de cobertura: un avión puede inspeccionar varios cientos de hectáreas en menos de una hora. Además, las cámaras enfriadas (como FLIR A8580sc o Telops MWIR) proporcionan alta precisión radiométrica y capacidad de detectar desviaciones térmicas de apenas 0,05 K, lo que permite análisis avanzados de uniformidad térmica.
Las limitaciones se centran en los costes logísticos (vuelo, permisos, calibración aérea) y la resolución espacial menor (10–30 cm/píxel), suficiente para identificar módulos defectuosos, pero no para diagnosticar celdas individuales. Por ello, las aeronaves tripuladas suelen emplearse como herramienta estratégica o de auditoría global, complementando con inspecciones UAV o terrestres más detalladas.
Ventajas
- Cobertura rápida de grandes áreas (plantas utility-scale).
- Posibilidad de portar cámaras de alta gama con estabilidad.
Desventajas
- Costes elevados de operación (combustible, piloto).
- Resolución menor debido a altura de vuelo.
- No tan flexible para repetir inspecciones frecuentes.
La literatura reciente compara estas modalidades; el uso de UAV comparado con inspección humana ahorra hasta un 85 % del tiempo de inspección térmica. También la revisión MDPI destaca qu
3. Recomendaciones operacionales
Para obtener imágenes útiles y confiables, conviene seguir buenas prácticas:
- Hora del día óptima: media mañana o media tarde, cuando el módulo ya está irradiado, pero no en condiciones de alta radiación térmica que saturen el contraste.
- Condiciones climáticas estables: irradiancia uniforme, baja turbulencia y viento, cielo despejado.
- Calibración de la cámara: se recomienda calibrar con una referencia térmica conocida, usar puntos fríos y calientes para ajustar, y corregir con coeficientes de emisividad.
- Resolución espacial: la cámara debe tener suficiente resolución para que un píxel represente < 3 cm en el módulo, para poder distinguir fallos localizados.
- Superposiciones y mosaicos: garantizar un solapamiento frontal y lateral elevado (≥ 70 %) para que los mosaicos UV/IR se construyan sin huecos.
- El informe de IEA-PVPS también estipula que el campo de visión (FOV) y la capacidad de detección de temperatura dependen del tipo de cámara (enfriada vs no enfriada).
Una mala práctica frecuente es volar tarde o con sombra parcial, lo que genera ruido térmico e inconsistencias en la interpretación.
4. Procesamiento: mosaicos, detección automática y costes
Mosaicos y panoramas
Las imágenes capturadas se ensamblan en mosaicos georreferenciados que representan la planta completa. Se superponen IR, RGB, mapas GIS y datos SCADA para facilitar la correlación de anomalías.
Análisis automático y visión/ML
Se desarrollan procesos automatizados o algoritmos que detectan anomalías en módulos. Por ejemplo, trabajos recientes entrenan redes neuronales (ResNet, YOLOv3) para clasificar defectos en imágenes IR y RGB. Uno de ellos segmenta módulos en vídeos térmicos, encuentra anomalías con >90 % de precisión y permite inspección diaria de hasta 3,5 MW por día. Otro usa YOLOv3 para defectos como microfisuras, soiling, hotspots, polución, y alcanza AP@0.5 de ~98 % para detección de paneles.
Los KPI de diagnóstico pueden incluir: número de hotspots detectados por módulo, densidad de defectos por MW, porcentaje de módulos anómalos, tasa de falsos positivos, tiempo de inferencia por imagen.
Costes indicativos
- €/módulo: una inspección IR aérea puede costar entre 0,05 y 0,20 € por módulo, dependiendo de la escala y el acceso.
- €/vuelo: un vuelo de drone de ~50 MW con sensores IR puede rondar entre 2.000 y 8.000 €, dependiendo de complejidad, tiempo de procesamiento y logística.
- La automatización reduce sustancialmente los costes humanos, pero exige inversión en software, hardware y calibración.
5. Integración en O&M: priorización y estrategia de acción
Una inspección avanzada no es solo para detección, sino para guiar decisiones operativas:
- Cuando reemplazar: un módulo con hotspot severo o microfisura progresiva puede programarse para sustitución antes de que su producción caída supere el coste de reemplazo.
- Cuando limpiar: imágenes IR pueden mostrar suciedad concentrada o degradaciones térmicas localizadas que motivan limpieza selectiva.
- Priorización de reparaciones: se asignan niveles de urgencia—por ejemplo, hotspots críticos en cadenas activas primero, luego defectos moderados, finalmente intervenciones menores.
- La planificación de rutas de mantenimiento se optimiza si se conoce geoespacialmente dónde están los defectos, evitando recorridos inútiles.
Al integrarse con SCADA, pronósticos y planificación de O&M, el sistema de inspección avanza de ser meramente correctivo a herramienta estratégica.
Referencias clave
- IEA-PVPS Task 13, Review on Infrared and Electroluminescence Imaging for PV Field Applications, 2018. IEA-PVPS+2IEA-PVPS+2
- “Solar Photovoltaic Hotspot Inspection Using Unmanned Aerial Vehicles,” MDPI, 2023. MDPI
- Mirzabeigi, S., et al. “A Review of the Potential of Drone-Based Approaches for Inspection,” MDPI, 2025. MDPI
- Barraz, Z., et al. “Towards a Holistic Approach for UAV-Based Large-Scale Inspections,” MDPI, 2025. MDPI
- Rodriguez-Vazquez, J., et al. “Real-Time Object Detection for Autonomous Solar Farm Inspection,” PMC, 2024. PMC
- Bommes, L., et al. “Anomaly Detection in IR Images of PV Modules using Supervised Contrastive Learning,” arXiv, 2021. arXiv
- Bommes, L., et al. “Computer Vision Tool for Detection, Mapping and Fault Classification in Aerial IR Videos,” arXiv, 2021. arXiv
- Di Tommaso, A., et al. “Defect detection in PV panels based on IR and Visible Imaging by UAV (YOLOv3),” arXiv, 2021. arXiv
- Nooralishahi, P., et al. “Drone-Based Non-Destructive Inspection of Industrial Sites,” Semantics Scholar, 2021. Semantic Scholar
- Tradacete-Ágreda, M., et al. “Autonomous inspection of PV plants using UAV,” ScienceDirect, 2025. sciencedirect.com
Autor: Marcos Carbonell Alemany
