光伏电站运维观点无人机巡检开启光伏电站运维两大优势和亟待攻克难题

Posted 2020-08-22

近日，国家发改委、能源局联合下发《电力发展“十三五”规划》，明确到2020年止，太阳能发电装机目标在110GW以上，其中分布式光伏60GW以上。以光伏发电为代表的集中式、分布式光伏电站如雨后春笋般爆发，但这对组件成千上万块的光伏电站巡检、光伏电站检测带来了巨大的挑战。 

随着无人机的普及问世，对光伏电站巡检、电站智能运维可以说是锦上添花，无人机巡检代替了人工危险的高空作业和超大的工作量，对于提高电站运维工作效率和降低维护成本具有重要的优势。

下面是对无人机在光伏电站巡检过程中存在的优势及问题的分析：

优势一：成本可控且低廉

无人机成本低廉，它不仅是光伏电站预防性维护的最佳选择，也是寻找屋顶资源的理想工具。由于这些优势，一些光伏运维企业就已经将无人机巡检作为业务实现的工具。如今无人机系统能够执行一系列光伏相关的任务，包括（组件、线缆及其他部件）视觉成像、红外热成像以及植被监测。而这些项目成本极高，但根据几年前的数据，租用无人机一年的费用在2.5-10万美元之间。此外，无人机可以取代车辆、人员、燃油等诸多成本，节省与派出人员检查站点相关的其他成本。

传统的预防性维护手段是采用定期检查的方式来防范重大问题和事故。这是一项费时费力费钱的工作，对于大型光伏电站来说，高频次综合性的检查在成本上就不可行。

在此种压力下，光伏电站运维商考虑的是检查成本与问题潜在风险之间的平衡。换言之，光伏电站都在“潜在问题可能造成的损失”与“发现问题的成本”之间纠结。有了无人机，运维成本大幅度降低，这一僵局即告破解。

优势二：功能强大效率高

低空飞行的无人机在发现电站光伏板的问题中可以完成很多复杂的任务。像龟裂、蜗牛纹、损坏、焊带故障等问题都能够发现。使用无人机系统，像污点和植被遮挡这类问题更是不在话下。

无人机还可以使用热成像技术，来查看哪些区域温度过高，影响组件的效率。无人机还能够监测汇流箱、接线盒、逆变器等电子设备的温度，来预防可能发生的电气系统问题。此外，无人机还有个强项——可以瞬间采集多种不同的数据，实时精确地锁定问题位置的地理坐标。这种多类型数据采集的能力还支持GPS标注、视觉成像、激光测距脉冲雷达成像，甚至还可以对可见光波长以外的光信号进行探测。

当这种彼此相关的多维度数据源源不断地传送到控制中心，传统的运维模式和流程将获得脱胎换骨的升级，光伏系统问题的诊断和判别效率将极大提升。未来，无人机系统将更加强大，通过模式识别和变化检测技术，提供更为经济便捷的预防性方案，全方位监控光伏电站的“健康”状况，进一步优化光伏电站运维响应。

问题：管制和两大技术问题亟待攻克

尽管具有众多优势，一些其他方面的因素延缓了无人机系统在大型集中式光伏电站的大规模部署。

首先，显而易见的是监管因素。目前在美国，人们想要开展无人机飞行相关的业务，需要获得联邦航空署（FAA）的特别许可，这项许可目前还采取逐案审批的制度。这将解决长期困扰无人机的商业可行性问题——自主飞行。

自主飞行还需要两项新技术。其一是感知-规避技术，它使无人机就算因故脱离了操作者的控制，也不会撞上其他东西。其二是飞行器在操作者视界以外的控制问题。它包括“无人机与操作者可能的通信中断”，以及“可能导致无人机坠毁或伤人的导航设备失灵”等。