Способность дронов покрывать большие расстояния и обеспечивать аэрофотоснимки с высоким разрешением позволила многим компаниям повысить эффективность при выполнении опасных или трудоемких задач. Дроны предоставляют менеджерам солнечных ферм точные данные с помощью таких инновационных разработок, как термодатчики, обеспечивающие более эффективное выполнение рутинных операций.
Предприятия в энергетической отрасли объединяют инновационные технологии с БПЛА для повышения эффективности работы электростанций, причем БПЛА играют решающую роль в обеспечении клиентов надежной энергией по доступной цене.
Солнечная энергетика: рост потребностей для дальнейшей оптимизации процессов
В ответ на растущую обеспокоенность по поводу климатических изменений и выбросов углерода страны по всему миру увеличивают инвестиции в проекты возобновляемой энергетики. Солнечная энергия стала предпочтительным решением при выборе из множества возобновляемых источников энергии. В течение последних десяти лет (2009-2019 гг.) инвестиции в солнечную энергетику достигли 1,3 триллиона долларов США по всему миру, что составило половину общих активов, способствовавших росту возобновляемой энергии.[1]
Одной из причин быстрого распространения солнечных панелей стало снижение общей стоимости установки. Стоимость установки Solar KW снизилась примерно на 73%, с 4621 долларов США в 2010 году до 1210 долларов США в 2019 году.[2] Новая цель в настоящий момент — сделать солнечную энергию доступной по всему миру. Для этого необходимо оптимизировать операции и повысить эффективность на протяжении всего процесса производства энергии.
Сложности инспекции солнечных ферм
Чтобы удовлетворить потребности, компании, специализирующиеся на солнечной энергии, должны установить тысячи солнечных панелей, распределив их на больших, как правило, сильно облученных территориях. Чтобы обеспечить энергией 100 000 хозяйств, одной солнечной ферме требуется около 2500 акров.[3]
Классический способ инспекции солнечной фермы предполагает осмотр каждой панели с помощью портативных тепловизоров на предмет дефектных элементов или кабелей. Персонал должен вручную осмотреть все панели, чтобы впоследствии выполнить техническое обслуживание найденных неисправных единиц. Размеры большинства солнечных ферм делают этот метод проверки неэффективным и приводят к более тяжелой, а иногда и опасной нагрузке на группы технического обслуживания и эксплуатации.
Внедрение технологий дронов, несомненно, повысило эффективность и точность процесса инспекции. Такие дроны, такие как DJI Matrice 210 RTK V2, оснащенные тепловизорами XT2, помогают провести инспекцию солнечных ферм больших площадей, позволяя собрать RGB и термальные снимки высокого разрешения всего за один полет.
Дроны используются на солнечных фермах для повышения эффективности проверок, особенно в областях, которые сильно облучены и создают проблемы для персонала при осмотре вручную. Использование дронов позволяет сократить время проверки на 70%, что значительно экономит время по сравнению с традиционными методами инспекции.
Инспекция солнечных ферм с помощью дронов
Проверка солнечных ферм с помощью дронов — задача не из легких. Инспекция солнечной фермы подразумевает под собой детальное планирование и тщательное понимание исследуемой области. Для успешной проверки необходимо выполнить несколько шагов.
Оценка солнечной фермы
Сначала необходимо подтвердить размеры солнечной фермы, после чего станет возможной подготовка эффективного плана. Каждому типу инспекции присущи свои особенности, но есть и общие аспекты, о которых следует помнить на этапе оценки. Это включает площадь фермы, количество установленных панелей и мощность производства электроэнергии.
Планирование полетов
Планы полетов создаются на основе информации, собранной на этапе оценки, а также и возможностей инспекционной группы (т. е. имеющихся дронов и пилотов). После оценки расстояния размера пикселя по земной поверхности (GSD), требуемого клиентом, и емкости аккумуляторов дронов, можно подтвердить максимальную площадь покрытия за один полет. Планы полета импортируются в приложение DJI Pilot, помогая подготовить пилотов к их выполнению.
Сбор данных
К этому этапу группы, проводящие инспекцию, уже должны иметь необходимые для начала работы информацию и план полета. Рекомендуется иметь в наличии несколько аккумуляторов, а инспекционная группа должна следить за тем, чтобы аккумуляторы регулярно менялись и заряжались для оптимизации рабочего процесса. В зависимости от размеров солнечной фермы и плана полета инспекционные группы обычно могут выполнять до 25 полетов и собирать до 6500 изображений в день.
Организация и обработка информации
Все собранные данные необходимо организовывать и хранить для последующей обработки. Программа для фотограмметрии использует полученные изображения, чтобы восстановить ортомозаику RGB и тепловые карты. Она также позволяет отрегулировать положение при помощи точек маршрута. После настройки реконструкции и позиционирования файлы могут быть добавлены в географическую информационную систему, которая поможет группам технического обслуживания быстро определить аномалии и потенциальные неисправности.
Использование дронов для инспекций с воздуха
RGB и тепловые изображения
Аэрофотоснимки дают более широкое представление о состоянии солнечных ферм и позволяют командам технического обслуживания получить ценную информацию (например, о состоянии каждой панели в отдельности) в режиме реального времени. При анализе тепловых карт гораздо проще установить потенциальные проблемы, обнаруживая тепловые аномалии в ячейках, цепочках или панелях. Комбинация RGB и тепловых данных помогает определить, вызваны ли тепловые аномалии физическими неисправностями, такими как расслоение, трещины, пыль, или внутренними проблемами, например, невозможность подключения к панели из-за инвертора или нерабочего кабеля.
Быстрота и эффективность
Одно из основных преимуществ использования дронов для инспекции солнечных батарей — повышение эффективности с точки зрения экономии времени. Хуан Франциско Москеда (Juan Francisco Mosqueda), поставщик услуг инспекции, объясняет, как при помощи дронов сэкономить время. «Используя две команды по управлению дронами, мы можем проработать около 617 акров в день», — говорит он. «Такой же объем работы потребовал бы три-четыре месяца при использовании традиционных методов».
Использование аэрофотоснимков не только способствует повышению эффективности обнаружения дефектов, но и значительно помогает при техническом обслуживании. RBG и тепловые изображения предоставляют точные данные о полоджении неисправностей, позволяя повысить точность наземных операций и уменьшая возможность возникновение ошибки.
Архивные данные
Хранение записей предыдущих инспекций помогает выяснить причины неисправности панелей. Иногда проблемы с солнечными элементами недостаточно серьезны, чтобы заменять панель, но важно их отслеживать, чтобы предотвратить более серьезные неприятности в будущем. Чтобы сделать архивные данные более ценными, рекомендуется выполнить инспекцию после завершения установки панелей и использовать полученные данные при проведении будущих проверок.
Эффективность на выходе
Обнаруженные ранее неисправные элементы солнечной фермы помогут предотвратить дефицит мощности в будущем. Чем быстрее потенциальные дефекты будут обнаружены, тем быстрее ремонтные группы смогут отреагировать и предотвратить более серьезные сбои системы. Так, оптимизация инспекций и технического обслуживания играет значительную роль в защите интересов инвесторов и позволяет удовлетворить спрос на чистую энергию быстрее и эффективнее.
Использование дронов для все большего набора задач
С появлением технологий, ориентированных на работу на предприятиях, разные отрасли приобрели доступ к инструментам, позволяющим выполнять задачи гораздо более эффективно. Энергетические проверки обычно выигрывают от наличия тепловизионных изображений, а картографические решения больше ориентированы на точное позиционирование с помощью модулей RTK. Операционные группы должны заранее продумать цель использования дронов в той или иной миссии и подобрать подходящее решение, соответствующее своим потребностям.
Масштабы использования дронов для повседневных задач растут, поэтому DJI продолжает разработку корпоративных решений для удовлетворения требований отрасли. Универсальные и компактные, дроны представили более безопасный и эффективный способ работы и предотвращения потенциальных проблем.
Если вы работаете в энергетической отрасли и хотите внедрить БПЛА в регулярные проверки, вы можете узнать больше в разделе по энергетике здесь.
