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當(dāng)前,人工智能在中的運(yùn)用和研究主要集中在電站運(yùn)維方面,而對如今飛速發(fā)展的光伏行業(yè)來說,人工智能在光伏電站巡檢中的應(yīng)用顯得尤其重要。根據(jù)某行業(yè)研究中心數(shù)據(jù)顯示,到2020年全球公用事業(yè)規(guī)模光伏運(yùn)維市場將達(dá)到390GW。面對如此龐大的市場規(guī)模,如何通過運(yùn)營維護(hù)來提高光伏電站的發(fā)電效率、降低運(yùn)維成本,保障光伏電站收益的最大化,已成為電站業(yè)主和投資者們最為關(guān)心的問題。
長期以來,光伏電站項目的選址多在平原、山坡、工商業(yè)大型廠房屋頂?shù)葻o明顯陽光遮擋的區(qū)域,而且光伏電站建設(shè)規(guī)模普遍較大。較大的建設(shè)規(guī)模和偏僻的選址決定了光伏電站運(yùn)維巡檢工作超強(qiáng)的復(fù)雜程度及難度。常規(guī)的人工巡檢方式不僅需要耗費(fèi)大量的人工及時間成本,同時巡檢人員工作也存在一定的危險性。如此一來,光伏電站的后期運(yùn)維巡檢成了電站業(yè)主的一塊心病。而人工智能的發(fā)展,給光伏電站巡檢指明了一個新方向。結(jié)合光伏電站運(yùn)維巡檢的技術(shù)要求與特點(diǎn),諸多電站業(yè)主以及光伏企業(yè)家都不約而同的瞄準(zhǔn)了智能無人機(jī)技術(shù)。在不少光伏業(yè)內(nèi)人士眼中,智能無人機(jī)技術(shù)已成為了光伏電站運(yùn)維巡檢的新出路。
無人機(jī)巡檢光伏電站(圖)
電站巡檢偵察兵:智能無人機(jī)
智能無人機(jī)在電力線巡檢中的運(yùn)用早已不新鮮,如今國內(nèi)多地的電網(wǎng)電力線巡檢都采用了無人機(jī),并取得了不錯的效果。但是,智能無人機(jī)在光伏電站巡檢中的應(yīng)用還是鮮有耳聞。
事實(shí)上,在光伏電站巡檢中,由于光伏電站設(shè)備數(shù)量龐大,人工巡檢光伏電站往往很難發(fā)現(xiàn)其存在的隱患。而且,人工巡檢常常受地形影響,無法到達(dá)一些區(qū)域,從而產(chǎn)生巡檢盲點(diǎn)。與此同時,人工巡檢遇到大型光伏電站時,巡檢頻次很難達(dá)到要求,導(dǎo)致很多電站故障無法及時發(fā)現(xiàn),而這些難題遇到無人機(jī)都將迎刃而解。
智能無人機(jī)普遍搭載紅外成像相機(jī)和可見光成像相機(jī),兩者結(jié)合,能精確全面的采集太陽能電池板的豐富信息。除此之外,智能無人機(jī)還搭載計算機(jī)智能終端,可通過熱信號的生成來確定太陽能電池板受損情況,在高空實(shí)現(xiàn)對光伏組件熱斑效應(yīng)等問題的查看。在光伏電站的日常巡檢中,無人機(jī)可以提供包括組件紅外檢測、組件表面灰塵檢測、組件裂紋破損檢測、組件遮擋檢測等在內(nèi)的組件檢測,還能實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測、分析、智能診斷等功能,以達(dá)到對光伏板灰塵覆蓋,表面破損,發(fā)熱等故障的診斷和隱患的精確定位。
另外,根據(jù)每次巡檢數(shù)據(jù)的累積,以及系統(tǒng)其他數(shù)據(jù)的整合,無人機(jī)獲取的海量數(shù)據(jù)可進(jìn)行挖掘分析,對易出現(xiàn)故障區(qū)域以及故障周期等等做出有效分析和預(yù)測。此外,智能無人機(jī)的投入運(yùn)用,使得光伏電站不再需要大量人力值守,這將進(jìn)一步降低光伏電站的運(yùn)維成本,同時也提高了電站的經(jīng)濟(jì)效益。
總體而言,智能無人機(jī)操作靈活、簡便、高效,相比于常規(guī)的人工巡檢,智能無人機(jī)巡檢具備以下優(yōu)勢:
1.巡檢效率高,大幅縮減光伏電站巡檢所需人數(shù)及巡檢時間,節(jié)省人力運(yùn)維成本,具有更高的經(jīng)濟(jì)效益;
2.智能無人機(jī)機(jī)動性高,它在空中飛行可以不受地面障礙物等的限制自由移動。針對光伏電站幅員遼闊,地形起伏等特點(diǎn),運(yùn)用無人機(jī)巡檢省時又省力;
3.全自動飛行診斷,結(jié)合歷史數(shù)據(jù)分析,可對光伏電站進(jìn)行全面評估,還可對電站故障的出現(xiàn)進(jìn)行有效預(yù)測;
4.提升了電站巡檢頻次,有效提高電站巡檢效率與精確性;
5.解決了電站建設(shè)類型不同,組件難于巡檢的難題,及以往人工巡檢可能帶來的人員安全問題。
省時省力省錢 無人機(jī)智能巡檢診斷
目前,多數(shù)光伏企業(yè)對于智能無人機(jī)技術(shù)仍處于觀望階段,甚至有不少的企業(yè)家對智能無人機(jī)在光伏電站巡檢中的可運(yùn)用性還持懷疑態(tài)度。而少數(shù)堅持創(chuàng)新的光伏企業(yè)經(jīng)過幾年的技術(shù)攻關(guān),已經(jīng)在智能無人機(jī)光伏電站巡檢領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。
以光伏電站故障智能診斷知名企業(yè)金鴻泰為例,該公司近年來一直致力于用包括智能無人機(jī)在內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)開拓光伏電站的高效智能化運(yùn)維,其研發(fā)的無人機(jī)智能巡檢診斷系統(tǒng)成功驗證了無人機(jī)巡檢應(yīng)用于光伏電站的可行性,在智能無人機(jī)光伏電站巡檢領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入試驗階段。行業(yè)專家認(rèn)為,智能無人機(jī)在光伏電站巡檢中可運(yùn)用性的驗證,必然會在業(yè)內(nèi)掀起一波針對智能無人機(jī)的投資狂瀾??梢灶A(yù)見的是,隨著技術(shù)的完善,無人機(jī)將在光伏電站運(yùn)維中實(shí)現(xiàn)更多的功能,成為光伏電站合格的偵察兵。
光說不練假把式,到底無人機(jī)巡檢有沒有理論上的那樣好用,還得實(shí)踐出真知。下面以金鴻泰“SolarFly?速福來?”金鴻泰無人機(jī)智能巡檢診斷系統(tǒng)在內(nèi)蒙古托克托縣40MW光伏電站的試飛為例,看看智能無人機(jī)在光伏電站巡檢中的實(shí)際效果。與以往無人機(jī)巡檢不同的是,“SolarFly?速福來?”金鴻泰無人機(jī)不再只是相機(jī)與傳感器的載體,而是以“智能無人機(jī)+人工智能”為理念打造出來的具有卓越智能分析診斷能力的智能無人機(jī)。
下面是今年3月份金鴻泰智能無人機(jī)巡檢光伏電站試飛傳回地面的光伏電站實(shí)時圖片,從圖片上電站運(yùn)維人員可以實(shí)時掌握光伏電站的運(yùn)行情況,再結(jié)合計算機(jī)分析,對光伏電站的各組件設(shè)備的工作情況就有了準(zhǔn)確的了解。
可見光圖像
圖1:飛行高度35米
圖1和圖2分別為無人機(jī)飛行高度在35米和10米時傳回地面的可見光圖片,通過可見光圖片我們可實(shí)現(xiàn)組件遮擋、組件表面灰塵、組件表面裂紋等檢測。
紅外圖像
圖3:飛行高度25米
圖3為無人機(jī)在飛行高度為25米情況下傳回地面的紅外圖像。通過紅外圖像,我們能發(fā)現(xiàn)光伏電站的熱斑現(xiàn)象并精確定位,紅外圖片結(jié)合計算機(jī)分析,就可獲得電站運(yùn)行的一些關(guān)鍵數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)對光伏電站發(fā)熱等故障的診斷。
圖4:無人機(jī)飛行照片
在這次試飛過程中,智能無人機(jī)完成整個40MW光伏電站的信息采集只用了2.5個小時。事實(shí)證明,智能無人機(jī)將采集到的信息實(shí)時圖傳至地面端,驗證了智能無人機(jī)巡檢可以檢測到組件、匯流箱等設(shè)備的問題。其他諸如組件灰塵檢測、組件熱斑檢測、組件遮擋檢測、組件污垢檢測、組件裂痕檢測、組件不發(fā)電檢測、組件防反二極管損壞檢測、組件背板劃傷以及匯流箱發(fā)熱等設(shè)備故障、隱患也一一精確地檢測出來。
那么,智能無人機(jī)巡檢光伏電站可以帶來哪些經(jīng)濟(jì)價值呢?
首先,采用無人機(jī)巡檢光伏電站,使得在電站運(yùn)維過程中“無人值班、少人值守”成為現(xiàn)實(shí),大大節(jié)省了人力資源。以一個40MW的大型地面光伏電站為例,按照傳統(tǒng)運(yùn)維模式,巡視人員不僅每天要看組件是否損壞,還要拿電流表逐一檢測,需要2名巡檢人員花費(fèi)3-4天才能巡視一遍。而采用無人機(jī)巡檢只需要1-2個人操縱與配合,這樣可以大大降低電站巡檢的人工成本。其次,采用智能無人機(jī)全部巡檢光伏電站一次只需要約3小時,與人工巡檢相比大大縮減了巡檢周期,提升了巡檢的工作效率。其三,智能無人機(jī)巡檢的高效性為解決電站故障提供了便利,方便電站運(yùn)維人員及時快速地處理電站故障問題,提高了光伏電站的發(fā)電效率,帶來巨大的經(jīng)濟(jì)價值。換句話說,智能無人機(jī)是以更小的成本創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益。
毫無疑問,相對于人工巡檢,智能無人機(jī)巡檢的主要優(yōu)勢已是顯而易見的了。它能夠輕松解決長期以來存在的光伏電站巡檢難題,提高巡檢效率,降低人工巡檢成本,同時還能提升電站的發(fā)電效率。既實(shí)用又高效,還十分經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。另外,無人機(jī)在設(shè)備故障診斷、故障精確定位等方面的功能,也是令人工巡檢望洋興嘆。而最讓人驚喜的是,它還可以結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺,對獲取的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從而對易出現(xiàn)故障的區(qū)域以及故障周期等等做出有效分析和預(yù)測。
不得不說,金鴻泰無人機(jī)智能巡檢診斷系統(tǒng)在內(nèi)蒙古托克托縣40MW光伏電站成功運(yùn)用,初步驗證了無人機(jī)智能巡檢診斷系統(tǒng)應(yīng)用于光伏電站的可行性,進(jìn)一步表明智能無人機(jī)完全可以勝任光伏電站的日常人工巡檢部分工作。
技術(shù)革新 開拓光伏電站巡檢的未來
目前,無人機(jī)巡檢尚存在一些技術(shù)難題亟待突破。譬如說,無人機(jī)在脫離操作者的視界之后,還無法實(shí)現(xiàn)自主飛行,極有可能因為撞上障礙物而墜毀,再加上國內(nèi)相關(guān)制度的不完善以及標(biāo)準(zhǔn)的缺失,智能無人機(jī)系統(tǒng)在光伏電站的大規(guī)模發(fā)展依然任重而道遠(yuǎn)。
無論如何,智能無人機(jī)在光伏電站巡檢中的表現(xiàn)是非常值得肯定的,畢竟人工巡檢無法彌補(bǔ)的缺陷以及智能無人機(jī)的諸多優(yōu)勢,都決定了智能無人機(jī)將在未來占領(lǐng)光伏電站巡檢市場,從而極大地彌補(bǔ)人工巡檢的不足。
如今,無人機(jī)在光伏電站巡檢領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)吸引了大批光伏企業(yè)的注意。在光伏運(yùn)維強(qiáng)大的市場需求下,以無人機(jī)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,將會有越來越多的光伏企業(yè)爭相布局。洶涌如潮的電站投資帶來的將是技術(shù)的爆發(fā),以目前無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度,智能無人機(jī)或?qū)⒃诙唐趦?nèi)開啟光伏電站運(yùn)維的新時代。可以預(yù)見,未來的光伏電站巡檢,將會是智能無人機(jī)的天下。無人機(jī)光伏電站巡檢相關(guān)新聞列表:
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