R-Shiny-Data Science

Visibilidad Eólica en Galicia - Parte II

17 Jul 2023 By César Arquero Cabral

Esta herramienta es el prototipo de algo que puede hacerse. Analizar en detalle la visibilidad eólica sobre el paisaje, es decir, saber qué zonas están expuestas a la visibilidad de los aerogeneradores y como las sinergias entre parques eólicos funcionan. El objetivo último es analizar la visibilidad y sinergias reales de proyectos eólicos sobre el territorio. De momento Galicia. Después, el mundo. Insisto, solo un prototipo. Verde como el campo, que podría llegar a florecer.

Contenido:

Objetivo:
Resultado - EL VISOR - PARTE II
Los detalles
Conclusion:
Recursos

Esta herramienta es la continuación de ese prototipo del que hablamos en el post anterior. El objetivo sigue siendo analizar en detalle la visibilidad eólica sobre el paisaje, es decir, saber qué zonas están expuestas a la visibilidad de los aerogeneradores y cómo las sinergias entre parques eólicos funcionan en Galicia en este caso. En esta segunda parte se ofrecen los resultados de visibilidad sobre los MDT de 200 m, 25 m y 5 m de resolución. Todos a 25 km de distancia respecto a cada aerogenerador, lo cual, contando con más de 5000 turbinas en el análisis, no está nada mal.

Objetivo:

Esta calculadora de cuencas visuales para proyectos eólicos en Galicia muestra las áreas potencialmente visibles por los proyectos eólicos en Galicia. Si has llegado hasta aquí sería bueno empezar la historia por el principio, y pasarte por el post anterior. El salto de calidad es considerable.

En esta primera fase se habían incluido todos los aerogeneradores disponibles en el Rexistro Eólico de Galicia na Web, en sus distintos estados de tramitación. Muchos de ellos ya existen en la realidad, algunos estarán constriuidos próximamente y otros nunca existirán.

Lo buscado en esta segunda fase es la publicación de una herramienta que pueda seguir escalando, pues para este nivel de análisis ya hablamos de varios gb de información en forma de rasters de cuencas visuales precalculados para cada parque eólico. Al introducir el análisis a 5 m de resolución ya sí que se empieza a mejorar la fiabilidad de los resultados. No obstante, está previsto en siguientes fases incluir la resolución de 1 m en modelos digitales de superficies. Este sería realmente el hito último. Sistematizar esa parte y calcular las cuencas visuales a ese nivel de extensión es computacionalmente intenso y llevará sus horas/días. Después, estará el poder producir una herramienta shiny en un servidor propio haciendo factible la visualización de datos a una velocidad razonable, con un servidor razonable, a un precio razonable. Sí, hay multiples plataformas para servir información geográfica masiva, pero aquí la clave es que nadie se arruine en el intento.

Futuras funciones:

Heatmap de todos los parques sobre el territorio (sumatorio de todos o raster visual total).
Intervisibilidad desde punto.
Clickar una posición en el mapa y generar líneas hacia los aerogeneradores potencialmente visibiles.
Líneas coloreadas por distancia.
Heatmap de limpieza eólica (desde donde es menos probable ver aerogeneradores?)
Gráfica de incremento de visibilidad por altura seleccionada.
Para una localización del mapa, mostrar el incremento de visibilidad (áreas visible de cuencas visuales) e intervisibilidad entre (núcleos, LEIP) con el incremento de altura. Es posible que se vean tendencias no lineales, si no sigmoidales o exponenciales. Es decir, puede ser que haya una determinada altura óptima en la que, por orografía, se evita el corte con las líneas de horizonte u otros y se evita la gran visibilidad del elemento.

Resultado - EL VISOR - PARTE II

El resultado se ofrece en un visor generado desde R y publicado en un servidor propio montado en Digital Ocean. El funcionamiento es el siguiente:

Selecciona el nivel de resolución de trabajo del modelo digital del terreno (200, 25 o 5 m de resolución).
Selecciona el o los parques eólicos de tu interés. Para no reventar la herramienta, se han incluido las siguientes limitaciones:
- Máximo de 5 parques eólicos seleccionables.
- En las resoluciones de 25 y 5 m, la selección de parques se restringe a aquellos que se solapen en sus radios de 25 km.
Selecciona el fondo del mapa (se recomienda dejar por defecto).
Pulsa “refresh”.

Pulsar refresh cada vez que se hagan cambios en las selecciones. No se procesará nada hasta que no se pulse el botón. Es un detalle que evitará que se rompa Shiny en miles de fragmentos y los millones de personas que utilizarán la herramienta tengan que esperar.

Para ver la herramienta a pantalla completa entrar aquí Wind-Farm-Viewsheds

Aquí se muestra el resultado en modo ventana:

Además, más abajo, en este mismo post, tenéis un vídeo subido a youtube donde podéis ver algunos detalles del uso de la herramienta.

Los detalles

Condiciones de cálculo

Raster utilizado en esta segunda fase: MDT de 200 / 25 y 5 m de resolución.
Herramienta de cálculo: viewshed analysis de QGIS y tunel de procesado desde R con procesos en parelelo.
Distancia de cálculo respecto a cada aerogenerador: 25 km.
Altura de cálculo para los aerogeneradores: altura (hmax): procedente de la información actual del visor.
Altura de observador: 1.8 m (Tyrion Lannister vería menos; Pau Gasol vería más).

OJO: se ha comprobado que la información de la altura máxima de cada aerogenerador no es correcta en muchos casos. La altura máxima a la que un aerogenerador sería visible sería situando una de sus palas totalmente vertical. La altura alcanzada teórica para ese aerogenerador sería: altura de buje + (diámetro de rotor (d) / 2). Esta regla no se cumple. En esta primera fase se ha utilizado en todos los casos la altura ofrecida en el Rexistro Eólico de Galicia na Web (REGW).

Cómo se utiliza la herramienta

Ver aquí cómo se utiliza la herramienta (debajo de este enlace debería aparecer directamente el vídeo embebido de youtube, sin embargo, algunos navegadores, en función de su configuración, no lo muestran.)

Algunos problemas detectados

El servidor ejecutando Shiny-server tiene problemas al ejecutar procesos en paralelo (varios usuarios ejecutando acciones al mismo tiempo). Así es que cuando varios usuarios se conectan a la vez las peticiones pueden llegar a reventar el servidor e irse todo al carajo. Es parte del proceso, pues toda esta infraestructura e información de montaje será publicada próximamente en el blog y en el repositorio personal de github. Así que solo puedo pedir una vez más que se utilice el servicio con cabeza. Nada más.

Conclusion:

En el futuro debería ser instantaneo saber dónde será visible cualquier elemento situado en el territorio. Una herramienta rápida y precisa permitiría ahorrar tiempo en la toma de decisiones previa sobre el emplazamiento de los proyectos, eso sí, teniendo en cuenta extrictamente el impacto visual de los mismos. Espero poder seguir trabajando en esto y lanzar algo serio y totalmente abierto con sus pertinentes publicaciones en github. Mientras no esté todo esto más pulido lo dejaremos en la sombra, eso sí, catas abiertas hasta que pete el servidor.