Inspekcje farm fotowoltaicznych, efektywność i wydajność

Możliwość pokonywania przez drony ogromnych odległości i dostarczenia zdjęć z powietrza w wysokiej rozdzielczości umożliwiła wielu firmom optymalizację kosztów, przy wykonywaniu niebezpiecznych, bądź pracochłonnych zadań. Drony dostarczają zarządcom farm fotowoltaicznych dokładne dane, dzięki wprowadzeniu takich technologii jak głowice termowizyjne, co pozwala na znaczne skrócenie czasu pracy. 

Firmy z całej branży energetycznej starają się łączyć najnowsze osiągnięcia technologiczne z bezzałogowymi statkami powietrznymi, by znacząco zwiększyć efektywność w trakcie wykonywania operacji, czyniąc drony kluczowymi narzędziami do zarządzania infrastrukturą.

Branża fotowoltaiczna: Rozwój i potrzeba optymalizacji

W odpowiedzi na stale rosnące obawy o zmianę klimatu i emisję dwutlenku węgla wiele państw  na całym świecie zwiększyło inwestycje w odnawialne źródła energii. Energia słoneczna stała się najbardziej popularnym rozwiązaniem na tle pozostałych odnawialnych źródeł energii. W ciągu ubiegłej dekady (2009-2019), inwestycje w energię słoneczną osiągnęły wartość 1.3 tryliona dolarów amerykańskich- co stanowi połowę środków przeznaczonych na odnawialne źródła energii.

Jednym z powodów tak dużej ilości wdrożeń instalacji fotowoltaicznych był znaczący spadek kosztów instalacji. Koszt instalacji w przeliczeniu na 1 kW, spadł o 73% z 4,621 dolarów w 2010 roku do 1,210 dolarów w 2019 roku. Głównym celem branży jest zwiększenie opłacalności pozyskiwania energii ze słońca na terenie całego świata. By to osiągnąć, zarządcy muszą optymalizować koszty prowadzenia i zarządzania infrastrukturą  i zmniejszać koszty wytwarzania energii.

Wyzwania w trakcie inspekcji farm fotowoltaicznych

By zaspokoić zapotrzebowanie na energię, firmy wykorzystujące energię słoneczną, muszą instalować tysiące paneli słonecznych rozmieszczonych na ogromnych, często odwodnionych połaciach terenu. W zasadzie farma fotowoltaiczna wymaga obszaru około 2,500 akrów, by dostarczyć energię do 100,000 domostw. 

Tradycyjna metoda oceny stanu farmy fotowoltaicznej polega na manualnym zbadaniu każdego panelu za pomocą ręcznego czujnika termowizyjnego, by wykryć defekt na powierzchni lub w instalacji. W trakcie tego procesu technicy muszą sami określać lokalizację wadliwych paneli, by dokonać napraw w przyszłości. Biorąc pod uwagę rozmiary większości farm fotowoltaicznych, ta forma przeprowadzania inspekcji jest nieefektywna i skutkuje często przemęczeniem techników. 

Zaimplementowanie dronów bez wątpienia zwiększyło efektywność, dokładność i bezpieczeństwo przeprowadzania inspekcji. Platformy takie jak Matrice 210 RTK V2, wyposażone w kamerę termowizyjną XT2, są w stanie przeskanować spore obszary terenu, wykonując wysokiej rozdzielczości zdjęcia termowizyjne i RGB w trakcie pojedynczego wylotu. 

Drony są wykorzystywane bezustannie by zwiększać efektywność inspekcji farm fotowoltaicznych, szczególnie w mocno wysuszonym środowisku, by nie narażać ludzi na niebezpieczeństwo wynikające z odwodnienia. Wykorzystywanie dronów pozwala na skrócenie czasu inspekcji o 70% w porównaniu do metody tradycyjnej. 

Wykonywanie inspekcji farm fotowoltaicznych

Przeprowadzanie inspekcji farmy za pomocą drona nie jest łatwym zadaniem. Proces wymaga starannego zaplanowania i znajomości terenu, w którym będziemy przeprowadzać operację. Jest kilka wymaganych kroków wymaganych do wykonania udanej inspekcji.

Ocena farmy fotowoltaicznej

Najpierw, ekipa techniczna musi określić wymiary farmy fotowoltaicznej, zanim przystąpią do stworzenia planu lotu. Każda inspekcja jest inna, ale są pewne cechy wspólne, których trzeba być świadomym za każdym razem w trakcie etapu oceny. Ocenia się teren, w którym znajduje się farma, ilość zainstalowanych paneli i moc przez nie generowaną.

Planowanie lotu

Plan lotu jest przygotowywany na podstawie wniosków przygotowanych w fazie oceny i dostępnych środków (ilości dostępnych dronów/ operatorów). Po określaniu szczegółowej rozdzielczości próbkowania terenu (GSD) wymaganej przez klienta, i pojemności baterii dostępnych na miejscu, można określić maksymalny obszar, który pokryjemy w trakcie jednego wylotu. Trasa lotu jest następnie eksportowana do aplikacji DJI Pilot- która przeprowadzi misję dla operatora.

Zbieranie danych

Na tym etapie, ekipa techników powinna już posiadać wszystkie niezbędne informacje i przygotowany plan lotu. Zaleca się przygotowanie większej ilości baterii i posiadanie możliwości doładowywania akumulatorów na bieżąco, by zapewnić płynną pracę bez przestojów. Zależnie od rozmiarów farmy i długości trasy lotu, ekipa jest zazwyczaj w stanie wykonać 25 wylotów i zebrać około 6,500 zdjęć w ciągu dnia.

Organizacja danych i obróbka

Wszystkie zebrane dane należy zebrać i skatalogować przed dalszą obróbką. Oprogramowanie służące do fotogrametrii, rekonstruuje zdjęcia RGB w ortofotomapę i mapę termiczną ze zdjęć wykonanych sensorem termowizyjnym. Zdjęcia są na siebie nałożone na podstawie współrzędnych GPS. Po wykonaniu rekonstrukcji i dopasowaniu pozycjonowania, dane mogą zostać przeanalizowane pod kątem wszelkich anomalii i odstępstw od normy. 

Przewaga wykorzystywania dronów do inspekcji

Obrazy termiczne i RGB

Zdjęcia z powietrza zapewniają szerszą perspektywę i wgląd w stan farmy, co pozwala technikom uzyskać na bieżąco ważne informacje na temat każdego panelu. W trakcie analizy obrazów termicznych bardzo łatwo wykryć wszelkie anomalie. Dzięki połączeniu zdjęć RGB ze zdjęciami termicznymi łatwo określić, czy powodem jest wada instalacji, czy uszkodzenie mechaniczne. 

Skrócenie czasu inspekcji

Jednym z głównych powodów, by wykorzystywać drony do wykonywania inspekcji paneli słonecznych, jest znaczny wzrost w efektywności i oszczędność czasu. Juan Francisco Mosqueda, dostawca usług dronami przemysłowymi, wyjaśnia jak oszczędza się czas, dzięki wykorzystaniu dronów. „Wykorzystując dwóch operatorów, jesteśmy w stanie zbadać około 617 akrów w ciągu dnia”. Powiedział. „Taki sam teren bada się w ciągu 4 miesięcy metodami konwencjonalnymi”.

Wykorzystywanie zdjęć z powietrza nie tylko przyczynia się do zwiększenia efektywności jeśli chodzi o wykrywanie wszelkich wad, ale również znacząco przyspiesza proces naprawy. Połączenie zdjęć termicznych i RGB pozwala na dokładne określenie lokacji wadliwego panelu, co wpływa na zmniejszenie ryzyka wystąpienia ludzkiego błędu.

Dane historyczne

Przechowywanie danych z poprzednich inspekcji, pomaga określić potencjalne przyczyny powstawania wad. W niektórych przypadkach wady poszczególnych komórek nie kwalifikują całego panelu do wymiany, lecz to ważne, by śledzić drobne wady, by zapobiec w przyszłości poważnym awariom. Żeby dane były wiarygodne, należy wykonać inspekcje po oddaniu instalacji do użytku, a następnie regularnie śledzić jej stan. 

Wydajność

Wczesne wykrycie wad w instalacji pozwala zapobiec poważnym spadkom w wydajności całej farmy. Im szybciej ekipa naprawcza jest w stanie zlokalizować i  wyeliminować problem, tym mniejsze utraty energii będą odczuwalne na przestrzeni całego roku- co bezpośrednio przekłada się na opłacalność inwestycji i zaspokojenie zapotrzebowania na energię.

Wzrost w wykorzystaniu dronów w przemyśle

Wraz z pojawieniem się rozwiązań dla przemysłu, wiele branż ma dostęp do narzędzi, które pomagają wykonywać niegdyś trudne zadania w przystępny i szybko sposób. Inspekcje energetyczne wymagają obrazowania termicznego, podczas gdy mapowanie jest bardziej uzależnione od dokładnego pozycjonowania uzyskiwanego np. dzięki modułowi RTK. Operatorzy i firmy świadczące usługi z pewnością będą w stanie wybrać dogodne rozwiązanie dla gałęzi przemysłu, którą się zajmują.

Podczas gdy co raz więcej firm sięga po drony do przeprowadzania codziennych operacji, DJI ciągle rozwija platformy przeznaczone dla przemysłu, by zaspokoić wymogi rynku. Różnorodność dostępnych rozwiązań sprawia, że produkty DJI są przydatne w niemal każdej branży zwiększając bezpieczeństwo i wydajność.

Jeśli planujesz rozpocząć profesjonalną działalność w dziedzinie inspekcji farm fotowoltaicznych, skontaktuj się z nami, z pewnością zaproponujemy optymalne rozwiązanie.