Платформа с множество-дронове за автономни слънчеви инспекции, създаване на цифрови близнаци

Нов подход за инспекция,-базиран с дрон има за цел да се справи с едно от нарастващите предизвикателства в-слънчевата енергия: как да се събират точни данни от все по-големи фотоволтаични обекти в рамките на ограничени работни периоди.

 

Израелската технологична компания vHive разработи софтуерна платформа, която координира множество дронове по време на слънчеви инспекции, комбинирайки автономно планиране на полета, термично изображение, (червено, зелено и синьо) RGB картографиране и възможности за цифрови близнаци. Според компанията системата е проектирана да позволи на соларните оператори да извършват-мащабни проучвания, без да разчитат на високоспециализирани пилоти на дронове.

 

Технологията се основава на налични в търговската мрежа дронове, а не на-изработени по поръчка самолети. Даниел Томър, основател и главен технически директор на vHive, обясни, че фокусът на компанията не е разработването на нов дрон, а създаването на софтуерната инфраструктура, необходима за ефективна работа на флотилии от дронове.

 

„Започнахме от самото начало с широкомащабна-цифровизация“, каза той пред списание pv. „Това, от продуктова гледна точка, доведе до продуктови решения като използването на--стандартни дронове.“

 

Понастоящем платформата поддържа DJI Matrice 4 Thermal дронове, които според компанията осигуряват ценово-ефективно решение за топлинни инспекции. Според Томър всяка единица струва около $7500 и може да бъде транспортирана лесно като част от по-голяма инспекционна инсталация.

 

Координиране на множество дронове
Основното технологично предизвикателство, според vHive, не е самият дрон, а координацията на множество самолети по време на една инспекционна мисия. „Единственият дрон е прост. Щраквате върху бутон и той лети“, каза Томер. „Ако трябва да управлявате два дрона едновременно, ако го правите сами, тогава трябва да направите нещо подобно, което е невъзможно.“

 

Той обясни, че ръчното координиране на няколко дрона изисква непрекъсната комуникация между операторите, включително информация за местоположение, надморска височина и траектории на полета. „Ако искате да използвате няколко дрона, това отново става невъзможно“, каза той. „Координацията на флота и организирането на събирането на всичко по цялостен начин е нещо, което системата прави.“

 

 

Вместо да летят във формация, на дроновете се определят отделни зони от фотоволтаичната площадка. Софтуерът разделя зоната за инспекция на секции с помощта на алгоритми и присвоява на всеки дрон свой собствен регион. „Ние използваме сложни алгоритми за сегментиране на района в различни региони и всеки дрон покрива своя собствен регион“, каза Томер.

 

Компанията каза, че дроновете са умишлено разделени, за да се подобри безопасността. Когато батерията на дрона се изтощи, операторът я сменя и подновява мисията. „Операторът става мениджър на батерията вместо оператор на полета“, обясни Томер. „Те просто трябва да сменят батериите и дронът продължава да се движи нагоре и надолу непрекъснато.“

 

Дневен прозорец
Големите фотоволтаични инсталации представляват особени предизвикателства за конвенционалните методи за проверка, особено защото топлинните измервания изискват подходящи метеорологични условия и условия на излъчване.

 

Томер каза, че операторите често имат само ограничен дневен прозорец за термични инспекции. „Имате много малък прозорец от време, в който наистина можете да направите термично сканиране“, каза той. „Някъде между четири-пет, шест часа, това е.“

 

Пропускането на този прозорец поради променящите се метеорологични условия може да доведе до значителни закъснения, добави той. Възможността за управление на няколко дрона едновременно има за цел да увеличи максимално количеството данни, събрани при подходящи условия.

 

 

Според Томер необходимият брой дронове зависи от размера и разположението на фотоволтаичната централа, както и от плътността на инсталирания капацитет.

 

Той обаче каза, че паралелните операции могат значително да намалят времето за проверка. „Ако ви отнеме един час с един дрон, тогава ще ви отнеме 30 минути с два дрона“, каза той. „След това трета с три дрона и очевидно една четвърт с четири дрона.“

 

Той добави, че има практически лимит за увеличаване на броя на дронове, управлявани от един човек. За много големи обекти компанията препоръчва използването на няколко екипа, управляващи множество дронове.

 

Автономна работа
Ключов елемент на платформата е намаляването на нивото на експертен опит, изискван от полеви оператори. Наоми Стол, маркетинг директор във vHive, каза, че икономическото предимство идва отчасти от избягването на необходимостта от високоспециализирани пилоти на дронове. „Когато говорим за икономичността на използването на един екипаж за всички тези дронове, ние говорим за екипаж, който не е висококвалифицирани специализирани пилоти“, каза тя пред списание pv.

 

Според нея, позволяването на съществуващите теренни екипи да извършват инспекции може да намали оперативните разходи и да направи-мащабните проучвания с дрон по-практични. Томер добави, че платформата изисква минимално взаимодействие от оператора. Вместо ръчно управление на самолета, потребителите избират зоната, която искат да инспектират чрез софтуерния интерфейс.

 

 

„Просто трябва да влезете“, каза той. „Системата съхранява информацията. Тъй като ние дигитализираме вашия актив, разбираме точно къде се намира той.“

 

Софтуерът вече съдържа информация за оформлението на сайта, включително редове, структури и модули. Операторите трябва само да изберат съответната секция, след което системата автоматично пуска дроновете. „Няма проблеми в процеса“, каза Томер. „Пръчките са за експерти. Ние не правим пръчки. Автономни са.“

 

Термични и цифрови близнаци
Процесът на проверка съчетава термично и RGB изображение. Според vHive дроновете събират както топлинни данни, така и конвенционални изображения по време на полети. „В края на процеса на инспекция всъщност получаваме две ортофото снимки“, обясни Томер. „Един, който е термичен с прецизно термично отчитане на температурата и RGB ортофото.“

 

RGB изображенията предоставят визуална информация за идентифициране на проблеми като пукнатини на модули, докато термичните изображения могат да помогнат за откриване на температурни аномалии.

 

Отвъд инспекцията, компанията позиционира своята цифрова двойна технология като втори компонент на платформата. Томер описва vHive като притежаващ „две полукълба“: събиране на данни на място и цифрово разбиране на актива.

 

„Другото полукълбо е цифровото разбиране на полето“, каза той.

 

Компанията каза, че цифровите близнаци могат да осигурят подробни три{0}}измерни представяния на слънчеви активи, като помагат на операторите да избегнат ненужни посещения на място.

 

„За слънчевата енергия това, което правим в момента, е да предоставим разширено разбиране на сайта“, каза Томер, добавяйки, че платформата може да поддържа приложения, свързани с CAD и BIM модели.

 

Според vHive нарастващият размер на соларните проекти и нарастващото търсене на електроенергия, свързано с инфраструктурата на изкуствения интелект, създават търсене на по-ефективни методи за инспекция.

 

„Революцията на изкуствения интелект идва и голямото търсене на енергия води до мащаба на слънчевата енергия, особено в сектора на възобновяемата енергия“, каза Томер, отбелязвайки, че ръчните проверки стават все по-непрактични, тъй като слънчевите ферми се разширяват до стотици мегавати. „Когато имате тези големи-мащабни соларни ферми, ръчното проучване е просто невъзможно на този етап“, каза той.

 

Компанията каза, че нейната платформа вече се използва в-проекти от реалния свят, въпреки че не предостави брой клиенти.