地球上的能源都來源于太陽,隨著不可再生能源的不斷枯竭,人類將眼光再次轉(zhuǎn)移到了太陽這一萬能之源的身上。太陽能資源非常豐富,太陽輻射到地球表面上的能量能夠達到17萬億千瓦,是當前世界一年能源消耗量的3.5萬倍。
如此龐大的太陽能資源要如何運用,人類發(fā)明了一種全新的新能源發(fā)電方式:光伏發(fā)電。在我國新疆、寧夏、西藏和云南地區(qū),太陽能資源都非常豐富,可以利用的太陽能資源面積超過95%,環(huán)保清潔的光伏發(fā)電由此得到廣泛應用。
光伏電站的占地面積究竟有多大?
光伏電站分布分散,占地面積非常大。比如,位于印度泰米爾納德邦的Kamuthi太陽能發(fā)電站總發(fā)電能力為648兆瓦。占地10平方公里,約為1.5萬畝,由250萬塊太陽能電池板組成,能為75萬人提供足夠的電力。
位于寧夏中衛(wèi)的騰格太陽能公園,是目前世界上規(guī)模和產(chǎn)量都最大的光伏發(fā)電站。它被稱為“太陽長城”,覆蓋了3.67萬公里的騰格爾沙漠中的1200公里,總占地面積43平方公里,約為6萬多畝,占干旱區(qū)的3.2%。該電站的輸出功率為1547兆瓦。
如此龐大的面積分布,提高了光伏電站的發(fā)電效率,但同時,也帶來了運維管理上的難題。光伏電站最怕被遮擋,據(jù)統(tǒng)計,遮擋會造成光伏電站的發(fā)電效率下降50%。
占地面積龐大的光伏電站,最怕這些“天敵”
01 鳥類糞便
光伏組件常建于屋頂、地面之上,由于長時間置于室外,光伏組件也會成為鳥類“嬉戲玩耍”的場所,鳥類的糞便、散落的鳥類羽毛成為光伏組件上面的常客。
02 隨意晾曬
因為光伏板面積大,許多村民便在光伏板上隨意晾曬果蔬。在光伏組件上晾曬不僅遮擋組件,還會粘上不易清理的菜漬,引來鳥兒硺食,損壞組件。
03 建筑物遮擋
建筑物一般有兩種:在建設電站前就已經(jīng)存在的建筑物遮擋;后天建造的建筑物遮擋。
04 雜草瘋長
許多光伏電站建在農(nóng)村的灘涂、荒地、林地等地區(qū)。這些地區(qū)少不了雜草、蘆葦?shù)纳碛?,當草蓋過電站的時候,隱患也會隨之而來。
光伏電站的這些問題,只有通過高頻率的巡檢來避免,但是傳統(tǒng)的光伏電站人力巡檢方式,存在著非常大的困難和危險。
荒漠中的光伏電站
集中式光伏電站占地面積廣,大多建在我國西北部荒漠地區(qū),環(huán)境惡劣。
水面上的光伏電站
分布式電站一般建在屋頂、大棚和大面積水池上,日常巡檢難以進行。
山坡上的光伏電站
一線巡檢員在鄉(xiāng)村山坡間穿行,有被狗追、被蛇蟲咬等危險。
人工巡檢不僅條件艱苦,效率低下,依靠巡檢員的經(jīng)驗來判斷設備故障,也容易產(chǎn)生失誤??萍家恢痹诟淖冎祟惿鐣瑹o人機的出現(xiàn),完美解決了光伏電站的巡檢難題。
無人機光伏智能巡檢飛控系統(tǒng),實現(xiàn)自動性巡檢、精準性巡檢、安全性巡檢
隨著新能源光伏產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,光伏電站并網(wǎng)后帶來了大量的運營維護壓力,而無人機的高機動性和空中視角完美的匹配了光伏運維的需求,如何充分利用無人機的技術,結合相關的軟件和數(shù)據(jù)處理技術,提高整體光伏運維的效率和質(zhì)量,正成為各大光伏企業(yè)和無人機企業(yè)共同的研究方向。
為達到遠程集控、區(qū)域維檢、場站安保的運維模式要求,全力實現(xiàn)新能源數(shù)字化、智能化、自動化。光伏巡檢工作采用了無人機自動巡檢,積極打造智慧光伏,無人值班、少人值守,自動化巡檢、精準性巡檢,提升運維質(zhì)量、巡檢頻次,實現(xiàn)高效巡檢、安全巡檢,適應特殊環(huán)境。
賽摩博晟無人機光伏智能巡檢飛控系統(tǒng),專注于解決無人機光伏巡檢的實時監(jiān)控、飛行控制、航線規(guī)劃、任務管理、巡檢日志等問題,是全面兼容單機單機庫、多機多機庫以及無機庫的無人機光伏巡檢方案。充分考慮無人機在飛行任務中巡檢拍照的質(zhì)量問題,制定合理的光伏板的編組策略及飛行航線;充分滿足光伏自動化巡檢,巡檢結果自動分析的需求,最終實現(xiàn)減員增效,提升發(fā)電量,增加新能源經(jīng)濟效益。
無人機光伏智能巡檢飛控系統(tǒng)分為PC端及移動APP端,PC端與移動APP端在網(wǎng)絡通暢的情況下,航線信息、巡檢任務信息、配置及巡檢運行數(shù)據(jù)將實時同步。移動APP端基于大疆SDK開發(fā),并在光伏巡檢領域深度定制,在風險可控的情況下立足于行業(yè)應用,為無人機光伏智能巡檢提供更專業(yè)、高效的飛行控制策略。
在有機庫的情況下,設備、航線及巡檢任務的維護均由PC端執(zhí)行,并適時向機庫側下發(fā)無人機巡檢指令,無人機并按照預先規(guī)劃好的任務進行飛行拍照,實現(xiàn)全自動化巡檢。在無機庫的情況下,PC端下發(fā)巡檢任務,巡檢人員在APP端同步任務信息,按計劃執(zhí)行無人機飛行巡檢任務,也可根據(jù)現(xiàn)場狀況添加臨時任務,使巡檢任務即滿足高度計劃性又兼顧一定的靈活性。
01 實時飛行一覽無余
巡檢系統(tǒng)PC端支持多架無人機連接,可實時監(jiān)控無人機飛行狀態(tài)及巡檢任務執(zhí)行情況,并在適當時候手動接管無人機進行手動巡檢。
巡檢系統(tǒng)移動APP端將無人機巡檢畫面推送到RTMP推流服務器,PC端訪問推流服務器進行拉流,可以實現(xiàn)無人機巡檢直播畫面的顯示,包括可見光、熱成像及巡檢小地圖。
此外,PC端也可接收無人機傳回地面的運行信息,實現(xiàn)對無人機基礎信息(飛行坐標、電池電量、GPS信號、遙控信號、圖傳質(zhì)量、云臺俯仰角、無人機偏航角、飛行速度)的遠程監(jiān)控,并根據(jù)無人機工作模式展示無人機巡檢的狀態(tài)(自動/手動)。巡檢任務以地鐵線路圖的形式對巡檢路線、巡檢進度及線路信息進行實時展示。
02 航線規(guī)劃專業(yè)高效
依據(jù)光伏廠站地理地勢信息,結合無人機測繪及設計信息,以對應比例尺繪制光伏廠站信息小地圖,并對光伏板進行編組。初步將光伏編組中心設置為無人機的飛行航點,在航點處設置無人機動作,隨后在滿足無人機電量續(xù)航及任務時長的條件下依次連接各航點行程單一的飛行航線,在此基礎上區(qū)分巡檢航線及巡航航線,滿足不同作業(yè)需求。
初步進行航線規(guī)劃后,飛手持移動APP端到光伏現(xiàn)場進行航點校核,依據(jù)現(xiàn)場光伏板實際布置情況及無人機拍攝狀態(tài)對無人機和云臺進行微調(diào),從而既滿足無人機高效的飛行又能保證無人機拍攝的質(zhì)量。無人機逐一飛越各個航點后,巡檢方位將覆蓋整個光伏廠區(qū),重新微調(diào)已初步規(guī)劃的路線后,即可形成一條條有效航線。
03 任務設置靈活多變
每一條計劃內(nèi)的無人機巡檢任務,可設置巡檢開始時間點,選擇已有航線或添加新航線,并設置長期任務時間段,每個周期內(nèi)定期生成任務,此外每一條任務可由不同航線任意搭配,并依據(jù)實際情況規(guī)劃無人機的類型及架次。
任務執(zhí)行完后可視化查看巡檢日志,日志記錄任務航線、到達航點的詳細信息和拍攝的圖像,并用不同顏色表示巡檢過程中的異常問題。
04 飛行管理井然有序
系統(tǒng)實行嚴格的授權形式,綁定飛手可飛的無人機機型及飛行場合信息。無人機光伏智能巡檢系統(tǒng)移動APP端每一端對應一架無人機,并通過賬號注冊進行關聯(lián),PC端通過連接授權的方式向移動APP端申請控制權限,APP端確認并授權成功后,無人機將分配到相應的人員去管理、維護,對應的人員可以遠程或現(xiàn)場手動接管無人機飛行,并對起降等關鍵操作進行決策。
特定的人員管理特定的無人機,將巡檢任務問責機制精確到基層員工,提高場站巡檢管理的可控性及高效性。
05 安全防護固若金湯
依據(jù)地理地勢條件設置無人機飛行高度、距離上限,并設置典型的失控行為,前期進行場站小地圖繪制時,分區(qū)域規(guī)劃緊急迫降點,出現(xiàn)失控時可以優(yōu)先選擇對應區(qū)域內(nèi)的迫降點進行迫降。
除此之外,可以動態(tài)設置無人機飛行航線結束或低電量返航點,并依據(jù)特定情況(人員過多的干預無人機自主飛行)進行更改返航點,在無人機電池電量策略中,開啟低電量自動返航,并動態(tài)設置低電量行為閾值,充分保證無人機飛行安全。
提高故障發(fā)現(xiàn)及時性,提高運維管理能力,提高電站發(fā)電效率
可以在荒漠、山地、水上等惡劣復雜環(huán)境下運行,解決了太陽能光伏電站人工巡檢效率低、準確率低、成本高等問題,大大地提高了電站的運維能力。
自主式巡檢光伏電場,捕獲圖片信息,使用大數(shù)據(jù)挖掘和圖像算法,準確迅速地檢測并定位故障點,產(chǎn)生詳細的巡檢報告。
及時診斷太陽能電池板是否存在遮擋、損壞、隱裂、電氣元件發(fā)熱等故障,通過發(fā)現(xiàn)并解決故障,增加發(fā)電量,提升光伏電站的發(fā)電效率。