徐寧：無(wú)人機(jī)在光伏電站的應(yīng)用

:據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2014年底，全世界已經(jīng)有130GWp的太陽(yáng)能電站（或稱PV電站）。對(duì)這些規(guī)模越來(lái)越大的太陽(yáng)能電站的質(zhì)量功能，如何進(jìn)行有效的檢測(cè)，一直是困擾全世界太陽(yáng)能光伏工程師的難題。

太陽(yáng)能電站的檢測(cè)，以下幾點(diǎn)是基本的需求：1.不能夠破壞PV組件和增加組件的壓力；2.必須在PV組件工作狀態(tài)檢測(cè)，以避免能源和經(jīng)濟(jì)的損失；3.即時(shí)的數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)分析；4.檢測(cè)結(jié)果能夠被清晰呈現(xiàn)和表達(dá)。

近年來(lái)，有一些工程師開(kāi)始嘗試用紅外成像技術(shù)對(duì)PV電站進(jìn)行檢測(cè)，而無(wú)人機(jī)則是紅外成像技術(shù)最完美的搭檔。將紅外攝像機(jī)安裝在無(wú)人機(jī)上，可即時(shí)和準(zhǔn)確采集PV面板的信息，不對(duì)PV面板產(chǎn)生任何破壞，并且可以從任意角度和高度對(duì)PV面板進(jìn)行檢測(cè)。

對(duì)PV面板的檢測(cè)可分為兩種。一種是對(duì)整個(gè)PV園區(qū)的整體狀況的檢測(cè)，第二種是對(duì)PV面板的檢測(cè)，這兩者的要求是不一樣的。若是因?yàn)殡娏蛘咂渌蛩貙?dǎo)致PV面板受損，受損面板的溫度會(huì)發(fā)生變化，將會(huì)直接顯示在紅外攝像機(jī)生成的圖片中。不同的受損因素對(duì)面板溫度的影響是不同的。

當(dāng)然，要得到有價(jià)值的圖像，無(wú)人機(jī)檢測(cè)時(shí)也有很多限定的條件，比如穩(wěn)定的氣候，太陽(yáng)輻射率高于400W/M2，少云和無(wú)風(fēng)的天氣等。由于紅外成像技術(shù)的原理是顯示物體熱輻射的溫度分布，材料的光學(xué)特性例如面板的輻射率、反射率等也顯得尤為重要。除此以外，飛行器飛行的高度，也就是照相機(jī)和PV面板的距離，還有飛行的速度也對(duì)圖像的品質(zhì)有很大影響。使用了無(wú)人機(jī)結(jié)合紅外成像技術(shù)，對(duì)PV面板的檢測(cè)速度可以得到大幅度提升。但是由于照相機(jī)是在不斷移動(dòng)中，成像質(zhì)量會(huì)因此受到影響，所以短時(shí)間成像和高于50-80Hz的幀數(shù)是必須的。

圖一：無(wú)人機(jī)檢測(cè)PV面板

圖一顯示了一架配備了紅外攝像機(jī)的無(wú)人機(jī)正在檢測(cè)PV組件。這架無(wú)人機(jī)配備了各種各樣的傳感器用于檢測(cè)太陽(yáng)輻射、溫度、風(fēng)速等。太陽(yáng)能電站園區(qū)的GPS數(shù)據(jù)被用來(lái)指示無(wú)人機(jī)的飛行軌跡。

圖二：園區(qū)的紅外圖像

圖二是一張典型的PV園區(qū)的紅外圖像。圖像顯示了園區(qū)溫度的變化程度。這張圖像顯示了兩個(gè)明顯溫度升高的區(qū)域?？梢酝茰y(cè)這兩個(gè)區(qū)域的面板沒(méi)有和逆變器聯(lián)系起來(lái)，所以太陽(yáng)的能源都變成熱能導(dǎo)致溫度升高。當(dāng)然，對(duì)圖像進(jìn)一步細(xì)致的分析還可以揭示更多的問(wèn)題。

無(wú)人機(jī)在PV電站上的應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)得到了很多PV領(lǐng)域?qū)I(yè)人士的關(guān)注，而隨著無(wú)人機(jī)的普及，我們相信在不久的將來(lái)，越來(lái)越多的無(wú)人機(jī)將盤(pán)旋在PV電站的上空，為PV電站的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

原標(biāo)題:徐寧：無(wú)人機(jī)在光伏電站的應(yīng)用