Alles, was Sie über Drohnen und Solarparks wissen müssen

Solarpark-Inspektion, Effizienz und mehr

By Jaime Perez Jaime Perez
März 18, 2021

Die Fähigkeit einer Drohne, große Entfernungen zurückzulegen und hochauflösende Luftbilder bereitzustellen, hat es vielen Unternehmen ermöglicht, ihre Effizienz bei der Ausführung gefährlicher oder zeitaufwändiger Aufgaben zu optimieren. Drohnen haben Managern von Solarparks mittels neuer technologischer Entwicklungen wie Wärmesensoren genaue Daten zur Verfügung gestellt, um sicherzustellen, dass Routineaufgaben effizienter ausgeführt werden.

Unternehmen in der gesamten Energiebranche kombinieren Spitzentechnologie mit Drohnen, um die Effizienz bei der Energiegewinnung zu steigern. Drohnen spielen eine entscheidende Rolle bei der Suche nach zuverlässiger und preiswerter Energie für ihre Kunden.

solar farm drone inspections 2

Die Solarbranche: Wachstum mit mehr Optimierungsbedarf

Als Reaktion auf die zunehmenden Bedenken hinsichtlich des Klimawandels und der Kohlenstoffemissionen haben viele Länder auf der ganzen Welt ihre Investitionen in Projekte für erneuerbare Energien erhöht. Solarenergie ist eine bevorzugte Lösung, wenn man die vielen erneuerbaren Energiequellen berücksichtigt. In den letzten zehn Jahren (2009-2019) beliefen sich die Investitionen in Solarenergie weltweit auf 1,3 Billionen USD, was der Hälfte des Gesamtvermögens entspricht, das zum Wachstum erneuerbarer Energien beigetragen hat.[1]


Einer der Gründe für die große Akzeptanz von Solaranlagen war die Verringerung der Installationskosten. Die Firma Solar KW beispielsweise verzeichnete einen Rückgang der Installationskosten um rund 73 % von 4.621 USD im Jahr 2010 auf 1.210 USD im Jahr 2019.[2] Das Ziel ist es nun, die Solarenergie auf der ganzen Welt weiterhin erschwinglich zu machen. Um dies zu erreichen, müssen Solarenergiemanager den Betrieb optimieren und während des gesamten Energieerzeugungsprozesses Wert schaffen.

Herausforderungen bei der Inspektion von Solarparks

Um den Energiebedarf zu decken, müssen Solarunternehmen Tausende von Solarmodulen installieren, die über große, normalerweise stark beschienene Gebiete verteilt sind. Grundsätzlich benötigt ein Solarpark mehr als 10 km2, um 100.000 Haushalte mit Energie zu versorgen.[3]
Herkömmliche Solarparkinspektionen bestehen darin, jedes Modul mit tragbaren

Wärmebildkameras auf defekte Zellen oder Kabel zu untersuchen. Während dieses Vorgangs muss das Personal die Positionen der fehlerhaften Module manuell notieren, um anschließend Wartungsarbeiten durchführen zu können. Angesichts der Abmessungen der meisten Solarparks ist diese Inspektionsmethode ineffizient und führt zu einer höheren und manchmal gefährlichen Arbeitsbelastung für Wartungsteams.


Die Integration der Drohnen-Technologie hat zweifellos die Effizienz und Genauigkeit des Inspektionsprozesses verbessert. Drohnen wie die DJI Matrice 210 RTK V2, die mit einer thermischen XT2-Nutzlast ausgestattet ist, können große Gebiete innerhalb eines Solarparks überwachen und während eines einzigen Fluges hochauflösende RGB- und Wärmebilder sammeln.


In Solarparks werden kontinuierlich Drohnen eingesetzt, um die Inspektionsvorgänge zu verbessern, insbesondere in Bereichen, die starker Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind und eine Vielzahl von Problemen für die Teams vor Ort verursachen. Durch den Einsatz von Drohnen können Solarpark-Teams die Inspektionszeit um 70 % verkürzen, was im Vergleich zu herkömmlichen Methoden eine erhebliche Reduzierung darstellt.

Durchführung von Drohneninspektionen in Solarparks

solar farm drone inspections

Die Inspektion von Solarparks mit Drohnen ist keine einfache Aufgabe. Der Prozess beinhaltet eine detaillierte Planung und ein gründliches Verständnis des zu inspizierenden Bereichs. Für eine erfolgreiche Inspektion sind mehrere Schritte erforderlich.

Beurteilung des Solarparks

Zunächst muss das Inspektionsteam die Abmessungen des Solarparks bestätigen, bevor ein effektiver Plan erstellt werden kann. Jede Inspektion hat ihre eigenen Merkmale, es gibt jedoch bestimmte gemeinsame Aspekte, die in der Beurteilungsphase berücksichtigt werden müssen. Dies umfasst die Fläche des Sorlarparks, die Anzahl der installierten Module und die Stromerzeugungskapazität.

Flugplanung

Flugpläne werden basierend auf den Informationen erstellt, die während der Bewertungsphase gesammelt wurden und der Kapazität des Inspektionsteams (d. H. Verfügbare Drohnen und Piloten). Nach Auswertung der vom Kunden geforderten Bodenauflösung (Ground Sample Distance, GSD) und der Akkukapazität der Drohnen kann die maximale Fläche bestätigt werden, die pro Flug abgedeckt werden kann. Diese Flugpläne werden dann in die DJI Pilot App importiert, um Drohnenbetreiber auf den Flug vorzubereiten.

Datenerfassung

Zu diesem Zeitpunkt sollte das Inspektionsteam über die erforderlichen Informationen und den Flugplan verfügen, um den Betrieb aufnehmen zu können. Es wird empfohlen, mehrere Akkus zur Hand zu haben und das Inspektionsteam muss sicherstellen, dass die Akkus regelmäßig gewechselt und aufgeladen werden, um den Arbeitsablauf zu optimieren. Abhängig von den Abmessungen des Solarparks und den Flugplänen können Inspektionsteams in der Regel bis zu 25 Flüge durchführen und über 6.500 Bilder pro Tag sammeln.

Datenorganisation und -verarbeitung

Alle gesammelten Daten sollten zur Verarbeitung gespeichert und organisiert werden. Die Fotogrammetrie-Software rekonstruiert aus den erhaltenen Bildern RGB-Orthomosaiken und Wärmekarten. Außerdem wird die Positionierung mithilfe von Referenzpunkten angepasst. Nachdem die Rekonstruktions- und Positionierungsanpassungen festgelegt wurden, können die Kartierungsdateien in ein Geografie-Informationssystem integriert werden, in dem Wartungsteams Anomalien, die potenzielle Fehler widerspiegeln, schnell identifizieren können.

solar panel thermal inspection with drones

Vorteile von Drohnen bei Luftinspektionen

RGB und Wärmebilder

Luftbilder bieten einen breiteren Blickwinkel auf Solarparks und ermöglichen es Wartungsteams, wertvolle Informationen in Echtzeit zu übermitteln, z. B. den Status jedes Moduls. Bei der Analyse von Wärmekarten ist es einfacher, potenzielle Probleme zu identifizieren, indem Wärmeanomalien zwischen einzelnen Zellen, Modulen oder einem Modulverbund erkannt werden. Durch die Kombination von Wärme- und RGB-Daten können Sie feststellen, ob die Wärmeanomalien durch physikalisch Fehler wie Delaminierung, Risse, Staub, die auf dem Modul festgestellt werden, oder interne Probleme, wie die Unfähigkeit aufgrund eines Wechselrichters oder eines Kabelfehlers eine Verbindung zu einem Modul herzustellen, verursacht werden.

Zeiteinsparung

Einer der Hauptgründe für den Einsatz von Drohnen für die Inspektion von Solarmodulen ist die Zeitersparnis. Juan Francisco Mosqueda, ein Drohneninspektionsdienstleister, erklärt, wie mit Drohnen Zeit gespart wird. "Mit zwei Drohnen-Teams können wir an einem Tag eine Fläche von rund 2,5 km2 inspizieren", sagte er. "Die gleiche Arbeit würde drei oder vier Monate dauern, wenn wir manuell inspizieren würden."


Die Verwendung von Luftbildern trägt nicht nur zur verbesserten Effizienz bei der Erkennung von Fehlern bei, sondern hilft auch enorm bei der Wartung. RGB- und Wärmekarten liefern präzise Standortdaten von Fehlern und Problemen, wodurch die Genauigkeit von Bodeneinsätzen erheblich erhöht und menschliche Fehler verringert werden.

Historische Daten

Aufzeichnungen über frühere Inspektionen sind hilfreich, um die Ursachen für Modulfehler herauszufinden. In einigen Fällen rechtfertigen Probleme mit Solarzellen nicht den Austausch eines ganzen Moduls. Es ist jedoch wichtig, diese im Auge zu behalten, um größere Ausfälle zu vermeiden. Der Wert der historischen Daten kann auch dadurch erhöht werden, indem nach Abschluss der Installation eine Luftinspektion durchgeführt wird und die resultierenden Daten als Grundlage für zukünftige Inspektionen verwendet werden.

Ertragseffizienz

Die frühzeitige Erkennung fehlerhafter Elemente in einem Solarpark trägt dazu bei, größere Leistungsbeeinträchtigungen zu vermeiden. Je schneller ein Wartungsteam mögliche Fehler erkennen kann, desto schneller kann es reagieren und größere Systemfehler verhindern. Letztendlich führen Inspektionen und Wartungsarbeiten, die effektiv durchgeführt werden, dazu, die Interessen der Investoren zu schützen. Sie stellen auch sicher, dass der Bedarf an sauberer Energie effizient gedeckt werden kann.

Der Einsatzbereich von Drohnen wächst weiter

Mit neuen unternehmensorientierten Lösungen haben verschiedene Branchen nun Zugang zu Geräten, mit denen sie Aufgaben deutlich effektiver erledigen können. Energieinspektionen erfordern normalerweise Wärmebilder, während sich Mapping-Lösungen mehr auf die präzise Positionierung mit RTK-Modulen konzentrieren. Einsatzteams sollten das gewünschte Ergebnis von Drohneninspektionen berücksichtigen und eine geeignete Lösung finden, die diesen Anforderungen entspricht.


Da immer mehr Unternehmen Drohnen einsetzen, um den Routinebetrieb zu verbessern, entwickelt DJI weiterhin unternehmensorientierte Lösungen, um den Anforderungen der Branche gerecht zu werden. Die Vielseitigkeit und der breite Einsatz von Drohnen haben zu einer sichereren und effizienteren Arbeitsweise geführt und die Zukunft für Technologie und Innovation in diesen Bereichen sieht ebenfalls vielversprechenden aus.


Wenn Sie in der Energiewirtschaft tätig sind und auf Drohnen basierende Lösungen für Routineinspektionen implementieren möchten, finden Sie hier mehr zum diesem Thema.

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Tags: Strom, Energie

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