DJI Dock로 181 MWDC 태양광 발전소를 점검하여 얻은 중요한 포인트

UAS와 재생 산업을 발전시키기 위해 노력하는 중에, 이탈리아의 DJI 최종 사용자이자 다국적 전기 및 가스 제조업체와 유통 업체 Enel S.p.A는 업계 이해 관계자를 모아 드론 인 더 박스(Drone in the box) 시스템의 기능을 검증하여 텍사스 181 MWDC 태양광 발전소의 종합적인 점검을 완료했습니다. 이는 북미에서 DJI Dock로 태양광 발전소를 처음으로 점검한 것입니다.

현장의 이해관계자들은 산업용 드론 혁신의 선두주자이자 DJI Dock 제조업체인 DJI, 검증된 다양한 기업용 솔루션 카탈로그를 통해 전국의 조직에 최첨단 드론 및 로봇 기술을 제공하는 UVT, 태양광 산업의 통합 운영체제를 구축하고 있는 Raptor Maps 등을 비롯하여 태양광 규모를 확장하고 글로벌 기후 목표를 달성할 수 있도록 지원했습니다.

기능 및 설정 고려 사항

DJI Dock는 Matrice 30T Dock 버전 드론을 원격으로 작동하여 사전 계획된  검사 경로를 비행하거나 실시간 비행 제어를 활용할 수 있는 기능을 제공하며 내장된 기능(충전, 데이터 오프로드, 날씨 감지, RTK, 다중화)으로 시각적 및 방사선 측정 640x512 열화상 사진을 동시에 캡처할 수 있습니다.

현장 선택

UVT는 최적의 DJI Dock 설치 위치를 결정하기 위해 고객과 직접 협력했습니다. 주요 고려 사항에는 전력, 인터넷 및 시스템이 바로 둘러싸인 일반적으로 명확한 지역이 포함되었습니다. Connex 건물의 꼭대기는 시험 요구 사항을 충족하며 안전하고 명확한 위치를 제공하므로 테스트를 위한 최적의 장소로 결정되었습니다.

UVT 팀은 현장에 도착한 후 Enel팀과 같이 현장 DJI 팀의 도움을 받아 구성, 연결, 접지를 포함한 제조업체 사양에 따라 DJI Dock의 설치 및 시공을 주도했습니다.

어레이의 가장자리에 있는 인버터 블록에 대한 비행 시간과 배터리 사용을 줄이기 위해 더 중앙 위치에 설치하는 것이 향후 드론 인 더 박스(Drone in the box) 시스템 설치 를 위해 고려될 사항입니다. 또한 시스템에 대한 정기적인 유지보수를 고려하는 것도 중요합니다.

임무 계획

임무 계획은 예방적 점검에 이상적인 Raptor Maps의 표준 데이터 캡처 요구 사항을 중심으로 수립되었습니다. 이러한 표준에는 열화상 해상도 5.5cm/px, 비행 고도  40m, 전방 오버랩 70%, 측면 오버랩 20%, 패널 틸트와 일치하는 짐벌 피치가 필요했습니다. 드론은 사진 캡처 인터벌 2초를 기준으로 데이터 캡처 시 5.5m/s의 비행 속도로 비행할 수 있었습니다.

Raptor Maps는 다양한 인버터 블록의 전기적 레이아웃을 기반으로 DJI 시스템에 대한 위의 표준에 따라 웨이포인트 임무를 생성하는 맞춤형 소프트웨어 도구를 제작했습니다. 임무 계획에 따라 드론은 최대 15m/s의 속도로 비행할 수 있는 인버터 블록을 오가는 안전한 고도까지 상승할 수 있었습니다. 자동 실행을 위해 웨이포인트 임무를 FlightHub 2 시스템으로 가져왔습니다. DJI Dock는 DJI의 FlightHub 2 소프트웨어 또는 맞춤형 비공개/전체 공개 소프트웨어 구현을 통해 제어 및 모니터링할 수 있습니다.

DJI Dock는 완전히 원격으로 실행되고 전체 태양광 발전소를 커버할 수 있다는 능력을 입증했지만, FAA 규정에 따라 언제든지 조종기와 드론을 제어할 수 있는 역량을 갖춘 조종사가 모든 임무 수행 시 관찬해야 합니다. 차폐 면제 신청서를 제출하면 조종사가 현장에서 드론을 관찰할 필요 없이 드론 인 더 박스(Drone in the box)를 작동시킬 수 있는 것으로 현재 평가 중이었습니다.

데이터 캡처

비행 및 배터리 충전 시간은 데이터 캡처에 중요한 고려 사항입니다. Matrice 30T 드론은 최대 비행 시간이 41분이며 20분 내에 20~90%를 충전할 수 있습니다. 드론 배터리는 기본적으로 90%로 충전되며, 이는 정격 400회 충전 주기를 충족하여 배터리 사용시간을 연장하는 데 도움이 됩니다. 또한, 미리 계획된 자동  임무는 100% 배터리 충전을 활용할 수 있습니다. Dock 시스템은 바람과 드론 위치를 기반으로 임무 중에 리턴 투 홈 수행하는지 여부를 자동으로 계산하여 드론이 Dock에 착륙할 때 배터리가 최소 15% 배터리가 있는 것을 보장합니다.

드론이 Dock에서 이륙/착륙할 수 있는 최대 풍속(12m/s)보다 약간 낮은 10m/s의 풍속으로 비행이 완료되었습니다. Dock의 풍속계는 실시간 풍속 데이터를 제공했으며, 드론이 Dock에 다시 착륙할 수 없는 비상 상황이 발생한 경우 비상 착륙 지점을 이용할 수 있었습니다.

인버터 블록은 모양과 크기가 다양하지만, 평균 데이터 캡처 시간은 메가와트당 약 5분으로 보수적으로 계산되었습니다. 인버터 블록을 오가는 왕복 비행 시간은 배터리의 약 10~30%를 활용하여 총 3~9분 범위의 위치와 풍속에 따라 다릅니다. 블록까지 2.5km(왕복 5km)를 비행하고 점검을 완료하는 능력이 입증되었습니다.

FlightHub 2를 통한 DJI Dock 제어 인터페이스

데이터 오프로드 및 분석

데이터는 드론에서 Dock로 오프로드된 다음 Dock에서 클라우드로 전송되고 기기에서 자동으로 삭제됩니다. 테스트를 통해 블록당 4GB 이상의 시각적 및 열화상 사진을 지속적으로 캡처하는 반복 임무를 실행할 때 오프로드 및 업로드 프로세스가 충전/데이터 캡처보다 약간 지연되는 것을 발견했습니다. 그러나 드론은 데이터 오프로드가 완료되지 않은 경우에도 비행 임무를 계속 수행할 수 있으므로, 조도가 양호한 시간에 데이터 캡처를 극대화하고 야간에 또는 다운타임 동안 데이터 업로드를 완료한 것은 Dock의 유선 인터넷 연결이 충분한 업로드 속도를 제공한다는 점에서 허용 가능한 워크플로였습니다.

Raptor Maps는 필수 임무 계획 소프트웨어 외에도 클라우드에 전송된 데이터를 수집합니다. 이미지 및 관련 비행 경로 메타데이터는 심각도별로 장비 이상 징후를 식별하고 분류하는 데 사용됩니다. 여기에는 M30T의 방사측정 열화상 카메라에서 온도 델타를 계산하는 것도 포함되며, 그런 다음 Raptor Maps 플랫폼의 디지털 트윈에 지리적 참조됩니다. 디지털 트윈 분석과 지리적 참조 분석의 조합을 통해 태양광 자산 소유자는 장비 문제를 쉽게 찾아 해결하여 전력 생산을 극대화하고 적절한 개선에 필요한 불확실성을 최소화할 수 있습니다. 이런 유형의 엔드투엔드 솔루션은 태양광 검사에서 Dock를 이용하여 사용하는 필수성으로 간주합니다.

​​패널 오작동을 찾을 수 있나요? 힌트: IR 이미지 위에서 세 번째 행에 있는 밝은 색상의 패널을 찾았습니다.

보완 검사

변전소 및 가공선을 포함한 기타 기반 시설 현장에서도 추가 테스트가 완료되었습니다. 이 팀은 고객사의 사내 드론 조종사가 필요한 데이터를 수집하기 위해 한 번 비행한 후 요구에 따라 Dock 시스템을 통해 반복 비행할 수 있는 능력을 입증할 수 있었습니다. 또한 포인트 클라우드를 생성하여 FlightHub 2 내에서 임무 계획에 사용할 수 있습니다. 식생 평가, 시공 진행 상황 및 정기적 또는 요청 시 보안 순찰과 함께 울타리와 같은 현장의 기타 기반 시설을 모니터링하는 것도 시스템에서 수행할 수 있습니다.

변전소 포인트 클라우드 RGB 및 포인트 클라우드 고도

또한 팀은 향후 Raptor Maps 검사 보고서를 기반으로 보완 검사를 완료할 수 있는 가능성을 보고 있습니다. 여기서 드론이 문제 지역으로 돌아가 더 자세한 이미지와 패널 정보를 수집하도록 메시지를 표시하는 임무가 자동으로 Dock에 업로드됩니다. 패널에서 SN을 판독하는 데 관심이 있었지만 SN의 위치는 이 테스트의 제한 요소였습니다.

임원용 요약

모든 팀이 참여하지 않았다면 불가능했을 공동 작업을 통해 이해관계자들은 크롤(crawl), 워크(walk), 런(run)이라는 격언에 따라 태양광 검사를 위한 Dock 시스템의 기능을 파악하기 위해 함께 협력할 수 있었습니다.

크롤(crawl)(프로젝트 이전)

크롤(crawl)은 정책과 표준 운영 절차를 포함한 내부 UAS 프로그램 수립, 항공 사고방식을 갖춘 원격 조종사 교육, 데이터 캡처 방법 이해, 의사 결정자가 활용할 수 있는 일상 운영 파이프라인에 결과를 통합하는 등의 변수가 있는 드론 인 더 박스(Drone in the box) 보다 이전에 이루어집니다. 소프트웨어, 하드웨어, 조달 및 지원 전반에 걸쳐 업계 내에서 관계를 구축하는 것도 이 협력에 필요한 가치였습니다.

워크(walk)(프로젝트)

시스템 기능 및 요구 사항을 기반으로 테스트 사이트 및 배포 전략을 결정하는 것이 성공적인 배포의 핵심이었습니다. 비행 완료 및 충전 시간을 기준으로 팀은 Raptor 표준 지침에 따라 시간당 5MW의 속도로 Dock에서 보수적으로 데이터를 수집할 수 있다고 추정합니다(현장 작업은 시간당 최대 7MW에 도달함). 조도 기준 하루 6시간의 비행 시간으로 전체 181MW 발전소에 대한 데이터 캡처가 약 영업일 6일 내에 완료됩니다.

이해관계자들은 현 단계에서 가시적인 시야를 확보하지 못하더라도 필요에 따라 원격으로 임무를 계획, 저장 및 반복할 수 있고, 충전, 업데이트, 비행 계획 및 데이터 오프로드/업로드를 포함한 수많은 현장 작업을 조종사를 위해 없앨 수 있다는 점에서 가치를 인정했습니다. 거의 동일한 후속 이미지를 수집하고 현장에서 검사가 완료된 후 드론으로 다른 중요한 작업을 수행하는 기능은 추가 가치를 제공하고 운영 팀이 하루 동안 출력을 최적화하는 데 도움이 됩니다.

런(Run)(향후)

발견된 문제 및 패널 각도를 기반으로 Dock 위치, 캡처 속도, 자동 비행 계획 등 향후 변수를 고려할 때 프로세스를 간소화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 현장에 대한 BVLOS 면제를 통해 매년 또는 2년마다 가격이 달라지는 표준 검사 비용을 절감할 수 있으며, 현장 조종사와 지원 직원이 보조 데이터 캡처 시 연간 추정 $12,000에 달하는 인건비를 절감할 수 있습니다.

저희 모두 함께 업계를 발전시키기 위해 노력하고 있으며 이 문서가 유용한 정보를 제공할 수 있기를 바랍니다.

Raptor Maps 소개

Raptor Maps는 태양광의 통합 운영 체제를 구축하여 업계 규모를 확장하고 글로벌 기후 목표를 달성할 수 있도록 지원하고 있습니다. 전체 태양광 산업에 대한 인텔리전스를 갖춘 당사의 태양광 수명 주기 관리 플랫폼(Raptor Solar)은 자산 소유자, 관리자, O&M, 개발자 및 EPC가 태양광 발전소를 건설, 유지 및 확장하는 데 필요한 도구와 기록 시스템을 제공합니다. 플랫폼의 핵심은 실행 가능한 통찰력을 도출하는 데 필요한 데이터 소스와 통합되는 태양열 자산의 지리적 참조 디지털 트윈이 지속적으로 진화하는 것입니다. Raptor Solar는 통찰력과 행동 사이의 격차를 해소하고 자산 상태와 전력 생산을 개선하며 위험을 줄이고 궁극적으로 태양광 자산의 수익률을 높입니다. Raptor Maps에 대해 자세히 알아보거나 데모를 예약하려면 raptormaps.com/contact로 문의하십시오.

UVT 소개

UVT는 전국의 조직에 최신 드론 및 로봇 공학 기술, 교육 및 지원을 제공합니다. 당사는 귀사와 파트너 관계를 맺어 귀사의 임무에 맞춤화된 엔드투엔드 턴키 솔루션을 제공합니다. 당사의 포괄적인 서비스에는 검증된 엔터프라이즈 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션, 상담, 현장 조사, 설치 및 원활한 배포를 위한 교육에 대한 다양한 카탈로그가 포함됩니다. 이 모두는 귀사가 당사 기술의 이점을 극대화할 수 있도록 지원하는 일련의 기술 및 운영 차량 지원 서비스로 뒷받침됩니다. 자세히 알아보려면 웹 사이트(www.uvt.us)를 방문하십시오.