La capacité d'un drone à couvrir de vastes distances et à fournir des images aériennes en haute définition a permis à de nombreuses entreprises d'optimiser leur efficacité lors de l'exécution de tâches dangereuses ou longues. Les drones ont fourni aux responsables de parcs solaires des données précises grâce à de nouveaux développements technologiques, tels que les capteurs thermiques, garantissant que les opérations de routine sont menées plus efficacement.
Les entreprises du secteur de l'énergie combinent des technologies de pointe avec des drones pour accroître l'efficacité des opérations de leurs centrales énergétiques, les drones jouant un rôle essentiel dans leur quête pour fournir une énergie fiable et abordable à leurs clients.
L'industrie de l'énergie solaire : un développement demandant plus d'optimisation
En réponse aux préoccupations croissantes concernant le changement climatique et les émissions de carbone, de nombreux pays du monde entier ont augmenté leurs investissements dans des projets d'énergie renouvelable. L'énergie solaire a été la solution privilégiée parmi les nombreuses sources d'énergie renouvelables. Au cours de la dernière décennie (2009-2019), les investissements dans l'énergie solaire ont atteint 1 300 milliards de dollars dans le monde, ce qui représente la moitié du total des actifs ayant contribué à la croissance des énergies renouvelables[1].
L'une des raisons de l'adoption massive de solutions solaires est la diminution du coût total d'installation. Les KW solaires, par exemple, ont vu leurs coûts d'installation diminuer d'environ 73 %, passant de 4 621 dollars en 2010 à 1 210 dollars US en 2019[2]. L'objectif est maintenant de continuer à rendre l'énergie solaire accessible dans le monde entier. Pour y parvenir, les responsables de l'énergie solaire doivent optimiser les opérations et créer de la valeur tout au long du processus de production d'énergie.
Les défis des inspections des fermes solaires
Pour répondre à la demande en énergie, les entreprises du secteur de l'énergie solaire doivent installer des milliers de panneaux solaires répartis sur de vastes zones, généralement très irradiées. De manière générale, une ferme solaire nécessite environ 2 500 acres pour fournir de l'énergie à 100 000 ménages[3].
Les évaluations traditionnelles des champs solaires consistent à inspecter chaque panneau à l'aide d'imageurs thermiques portatifs pour vérifier l'absence de cellules ou de câbles défectueux. Au cours de ce processus, le personnel doit suivre manuellement l'emplacement des panneaux défectueux pour effectuer la maintenance par la suite. Étant donné les dimensions de la plupart des fermes solaires, cette méthode d'inspection est inefficace et entraîne une charge de travail plus lourde, et parfois dangereuse, pour les équipes de maintenance et d'exploitation.
L'intégration de la technologie des drones a sans aucun doute amélioré l'efficacité et la précision du processus d'inspection. Des drones comme la DJI Matrice 210 RTK V2, équipé de charges utiles thermiques XT2, peuvent inspecter de vastes zones au sein d'une ferme solaire, en collectant des images RVB et thermiques haute définition au cours d'un seul vol.
Les drones sont utilisés en permanence dans les fermes solaires pour améliorer les opérations d'inspection, en particulier dans les zones fortement irradiées qui posent de nombreux problèmes aux équipes sur place. L'utilisation de drones permet aux équipes des fermes solaires de réduire le temps d'inspection de 70 %, une réduction significative par rapport aux méthodes traditionnelles.
Inspections des fermes solaires à l'aide de drones
L'inspection des fermes solaires à l'aide de drones n'est pas une simple tâche de vol. Le processus implique une planification détaillée et une compréhension approfondie de la zone à inspecter. De multiples étapes sont nécessaires pour mener à bien une inspection.
Évaluation des fermes solaires
Tout d'abord, l'équipe d'inspection doit confirmer les dimensions de la ferme solaire avant de pouvoir établir un plan efficace. Chaque inspection a ses propres caractéristiques, mais il faut tenir compte de certains aspects communs lors de la phase d'évaluation. Cela inclut notamment la superficie de la ferme, le nombre de panneaux installés et la capacité de production d'électricité.
Planification de vol
Les plans de vol sont créés sur la base des informations recueillies pendant la phase d'évaluation et de la capacité de l'équipe d'inspection (c'est-à-dire les drones et les pilotes disponibles). Après avoir évalué la distance d'échantillonnage au sol (GSD) requise par le client et la capacité de la batterie des drones, il est possible de confirmer la zone maximale pouvant être couverte par vol. Ces plans de vol sont ensuite importés dans l'application DJI Pilot, ce qui permet de préparer les opérateurs de drones à l'exécution.
Collecte de données
À ce stade, l'équipe d'inspection devrait disposer des informations et du plan de vol nécessaires pour commencer l'opération. Il est recommandé d'avoir plusieurs batteries, et l'équipe d'inspection doit s'assurer que les batteries sont changées et rechargées régulièrement pour optimiser le déroulement des opérations. Selon les dimensions de la ferme solaire et les plans de vol, les équipes d'inspection peuvent généralement effectuer jusqu'à 25 vols et collecter plus de 6 500 images par jour.
Organisation et traitement des données
Toutes les données collectées doivent être stockées et organisées en vue de leur traitement. Un logiciel de photogrammétrie reconstruit les orthomosaïques RVB et les cartes thermiques à partir des images obtenues. Il ajuste également le positionnement à l'aide de points de contrôle au sol. Une fois la reconstruction et les ajustements de positionnement définis, les fichiers cartographiques peuvent être intégrés dans un système d'information géographique, où les équipes de maintenance peuvent rapidement identifier les anomalies qui reflètent des défauts potentiels.
Avantages de l'utilisation des drones pour les inspections aériennes
Images RVB et thermiques
Les images aériennes offrent une perspective plus large des fermes solaires et permettent aux équipes de maintenance de recevoir des informations précieuses en temps réel, comme l'état de chaque panneau. Lors de l'analyse des cartes thermiques, il est plus facile d'identifier les problèmes potentiels en détectant les anomalies de chaleur entre les cellules, les chaînes ou les panneaux. La combinaison des données thermiques et RVB aide à déterminer si les anomalies de chaleur sont causées par des défauts trouvés physiquement sur le panneau, tels que la délamination, les fissures, la poussière, ou des problèmes internes tels que l'impossibilité de se connecter à un panneau en raison d'une panne d'onduleur ou de câble.
Rendement temporel
L'une des principales raisons de l'adoption de drones pour l'inspection des panneaux solaires est l'efficacité accrue qui permet de gagner du temps. Juan Francisco Mosqueda, un fournisseur de services d'inspection par drone, explique comment on gagne du temps en utilisant des drones. « En utilisant deux équipes de drones, nous pouvons inspecter environ 617 acres en une journée, dit-il. La même quantité de travail prendrait trois ou quatre mois si nous devions inspecter manuellement. »
L'utilisation d'images aériennes contribue non seulement à améliorer l'efficacité de la détection des défauts, mais elle aide aussi de manière significative à la maintenance. Les cartes RVG et thermiques fournissent des données précises sur la localisation des défauts et des problèmes, ce qui augmente considérablement la précision des opérations au sol et réduit l'erreur humaine.
Données historiques
Il est utile de conserver les enregistrements des inspections précédentes pour déterminer les causes des défauts des panneaux. Dans certains cas, les problèmes liés aux cellules solaires ne justifient pas le remplacement d'un panneau, mais il est essentiel d'en garder la trace pour éviter des défaillances majeures. Pour donner plus de valeur aux données historiques, il est recommandé d'effectuer une inspection aérienne après avoir terminé l'installation et d'utiliser les données obtenues comme base de référence pour les inspections futures.
Efficacité des résultats
La détection précoce d'éléments défectueux dans une ferme solaire permettra d'éviter d'importants déficits de rendement. Plus vite une équipe de maintenance pourra détecter les défauts éventuels, plus vite elle pourra réagir et prévenir les pannes majeures du système. En fin de compte, des inspections et des opérations de maintenance menées avec efficacité permettent de protéger les intérêts des investisseurs et de garantir que la demande d'énergie plus propre peut être satisfaite avec une efficacité incroyable.
Les applications des drones continuent de se développer
Avec l'émergence de solutions centrées sur l'entreprise, diverses industries ont désormais accès à des outils qui les aideront à accomplir leurs tâches de manière beaucoup plus efficace. Les inspections énergétiques nécessitent généralement des images thermiques, tandis que les solutions de cartographie sont davantage axées sur le positionnement de précision avec des modules RTK. Les équipes opérationnelles doivent évaluer le résultat souhaité des inspections de drones et trouver une solution adaptée à ces besoins.
Comme de plus en plus d'entreprises ont commencé à utiliser des drones pour améliorer les opérations de routine, DJI continue à développer des solutions axées sur les entreprises pour répondre aux demandes de l'industrie. La polyvalence et l’application globale de drones ont introduit une méthode de travail plus sûre et plus efficace, laissant présager un avenir prometteur pour la technologie et l'innovation.
Si vous travaillez dans le secteur de l'énergie et que vous cherchez à mettre en œuvre des solutions basées sur les drones dans le cadre d'inspections de routine, vous pouvez en savoir plus en consultant notre section sur l'énergie ici.
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