Nimbus遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)在米蘭理工大學(xué)能源系接受試驗(yàn)，該航空器配備通過(guò)FILR Ax5系列紅外熱像儀成像的INPROTEC IRT熱感應(yīng)套件。
從風(fēng)力渦輪機(jī)到工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，只要運(yùn)行過(guò)程有冷卻塔或隔熱頂板參與，就可以采用無(wú)人機(jī)或遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)進(jìn)行工業(yè)檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè)，經(jīng)證實(shí)，這兩種工具非�？煽�、精確，可以提高檢測(cè)和監(jiān)測(cè)效率和效果。 Nimbus公司是一家以安全為導(dǎo)向的遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)制造商，它與FLIR公司經(jīng)銷商INPROTEC IRT以及米蘭理工大學(xué)太陽(yáng)能科技研究所強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手， 以無(wú)人機(jī)裝載的FLIR A35/65紅外熱像儀為基礎(chǔ)，為工業(yè)設(shè)備和光伏電站打造專業(yè)的檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè)解決方案。再結(jié)合高品質(zhì)的可見光傳感器，通過(guò)定制開發(fā)的機(jī)載計(jì)算機(jī)， FLIR紅外熱像儀將精確的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至無(wú)人機(jī)操作員，從而在無(wú)人機(jī)快速飛過(guò)設(shè)備上空的過(guò)程中完成全面檢驗(yàn)。
從空中檢驗(yàn)
在過(guò)去的十年中，太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)增大，涉及發(fā)電廠、工業(yè)應(yīng)用、建筑、電信和航天各個(gè)行業(yè)。由于通過(guò)遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)監(jiān)控能源應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)前所未有以及一些法規(guī)的限制，針對(duì)該技術(shù)的研究尚未深入。但是，在光伏電站監(jiān)控方面，遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)潛力巨大。他們甚至可以遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的工業(yè)維修程序，因?yàn)樗麄兂杀拘 L(fēng)險(xiǎn)低。
在很多情況下，用遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)采集的信息更精確可靠，檢驗(yàn)速度比陸地檢驗(yàn)快十倍。意大利遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)制造商N(yùn)imbus馬上洞悉該系統(tǒng)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)層面的附加價(jià)值，選用遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)而非載人航天器或通過(guò)人為操作進(jìn)行工業(yè)檢驗(yàn)。在一次實(shí)驗(yàn)中， Nimbus將一個(gè)輕型遠(yuǎn)程駕駛航空器與一款FLIR A65紅外熱像儀結(jié)合在一起，對(duì)某光伏電廠進(jìn)行遠(yuǎn)程檢驗(yàn)。
光伏電站維護(hù)
得益于各項(xiàng)財(cái)政激勵(lì)措施，在整個(gè)歐洲，光伏電廠數(shù)量日趨增多。但是，通常，這些電站的整體質(zhì)量卻并未達(dá)到人們預(yù)期。用于發(fā)電的光伏電廠數(shù)量越來(lái)越多，分布也越來(lái)越廣，大部分電廠分布都不集中。
因此，人們對(duì)光伏電站的系統(tǒng)性能也愈加關(guān)注：這些系統(tǒng)應(yīng)該有效、可靠、安全和穩(wěn)定，以控制并精確預(yù)測(cè)能量流。因此，在確保能源效率、安全、可靠性和成本效益方面，光伏電站的維護(hù)也變得尤為重要。
得益于其檢驗(yàn)速度快、覆蓋區(qū)域廣、經(jīng)濟(jì)效益高、實(shí)時(shí)成像以及質(zhì)量輕等特點(diǎn)，該新型輕型Nimbus遠(yuǎn)程駕駛航空系統(tǒng)成為監(jiān)控能源設(shè)備的理想工具。近期，Nimbus公司在無(wú)人機(jī)技術(shù)、傳感器和控制系統(tǒng)開拓創(chuàng)新，使人們有可能用無(wú)人駕駛飛行器對(duì)不同能源設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)和監(jiān)控。
遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用
微型和小型遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)一般用于低空和無(wú)航空管制空域。而載重低于150 kg的輕型遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)通常適用于在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中進(jìn)行監(jiān)控作業(yè)。正常情況下，遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)的飛行速度為幾十到幾百公里每小時(shí)不等。如Nimbus PPL 612之類低速遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)更適用于檢驗(yàn)用途。該遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)配備一個(gè)INPROTEC IRT熱成像套件和一個(gè)FLIR Ax5紅外熱像儀。由于PPL 612架構(gòu)設(shè)計(jì)安全可靠，意大利米蘭理工大學(xué)選用該設(shè)備對(duì)光伏電站區(qū)域進(jìn)行調(diào)查并收集光伏性能分析數(shù)據(jù)。
太陽(yáng)能技術(shù)研究所的實(shí)驗(yàn)研究
米蘭理工大學(xué)太陽(yáng)能技術(shù)研究所一直致力于太陽(yáng)能發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)熱的實(shí)驗(yàn)研究。該研究所還開展一系列實(shí)驗(yàn)研究，探索一種可靠且具有成本效益的方法，實(shí)現(xiàn)通過(guò)輕型遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)監(jiān)控光伏電站。為此，該研究所與Nimbus通力合作，在意大利多個(gè)正在運(yùn)營(yíng)的光伏電站開展實(shí)驗(yàn)研究。
該研究所曾用視覺(jué)傳感器和熱傳感器來(lái)檢測(cè)光伏組件的缺陷或異常。 Nimbus和太陽(yáng)能技術(shù)研究所通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明：紅外熱像儀可靠、快速兼具具有成本效益，是快速檢測(cè)熱斑、蝸牛紋等缺陷的理想工具。
配備熱能鏡的遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)
Nimbus PPL 612是一款輕型六旋翼遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)，其最大起飛重量(MTOW)為5.3 kg。雙航電設(shè)備和備用電池使其可以可靠且安全地飛過(guò)光伏電站上空。該系統(tǒng)具有令人印象深刻的飛行穩(wěn)定性和專業(yè)的飛行模式，因此，遠(yuǎn)程飛行員可以在飛行過(guò)程中非常精確地控制該遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)FLIR A65紅外熱像儀將高品質(zhì)圖片發(fā)送給遠(yuǎn)程操作人員，并使其取得有關(guān)每個(gè)光伏電池的精確缺陷圖。
借助INPROTEC IRT公司開發(fā)的熱成像套件，操作人員可以在飛行過(guò)程中同時(shí)記錄輻射視頻和單輻射圖像。每次拍攝的影像與合成的GPS數(shù)據(jù)一起保存。該套件與FLIR公司Ax5、 A615、 A655sc和類似紅外熱像儀型號(hào)兼容。該遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)操作者可在地面觀看實(shí)時(shí)視頻并控制開始和停止記錄。在飛行前即可對(duì)所有具體FLIR紅外熱像儀和記錄參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
該Ax5系列紅外熱像儀性價(jià)比很高，其中， FLIR A5性價(jià)比最高。他們是自動(dòng)化、機(jī)器視覺(jué)或無(wú)人機(jī)作業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)熱成像的理想工具。該產(chǎn)品所有型號(hào)均設(shè)計(jì)非常緊湊。
INPROTEC IRT公司銷售部經(jīng)理Luciano Betti認(rèn)為： “ 該FLIR Ax5系列熱像儀是本應(yīng)用案例的理想解決方案，在應(yīng)用過(guò)程中，該FLIR熱像儀最主要的優(yōu)勢(shì)是，我們可以從地面實(shí)時(shí)發(fā)射全輻射視頻流且熱像儀的每一幀輻射視頻都結(jié)合了GPS及溫度數(shù)據(jù)。該Ax5系列使我們能夠更快地采集高分辨率圖像，速度遠(yuǎn)超其他具備競(jìng)爭(zhēng)力的熱像儀。同時(shí)，相比某些便攜式熱像儀型號(hào)，該款FLIR熱像儀堅(jiān)固耐用、重量輕、安裝方便且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。 ”
FLIR A65 / A35/ A15 / A5
最適合安裝到無(wú)人機(jī)下方的緊湊型紅外熱像儀
對(duì)于那些要求具備熱圖像優(yōu)勢(shì)特征的應(yīng)用，該FLIR Ax5系列紅外熱像儀是其最佳選擇。
該Ax5系列紅外熱像儀性價(jià)比很高，其中， FLIR A5性價(jià)比最高。他們是自動(dòng)化、機(jī)器視覺(jué)或無(wú)人機(jī)作業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)熱成像的理想工具。該產(chǎn)品所有型號(hào)均設(shè)計(jì)非常緊湊。
FLIR A65可以輸出像素為640 x 512的清晰熱圖像。如果用戶的應(yīng)用無(wú)需該等高成像質(zhì)量，則其可以選擇FLIR A35，其可以輸出像素為320 x 256的熱圖像，或者選擇FLIR A15，其成像像素為160 x 128 ，還可以選擇FLIR A5，其成像像素為80 x 64。該FLIR Ax5系列所探測(cè)的溫差清晰可見，低至50 mk。
快速、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)光伏電池
有關(guān)光伏系統(tǒng)性能的可靠信息對(duì)于光伏電站的整體規(guī)劃和未來(lái)性能預(yù)測(cè)非常關(guān)鍵。安裝在遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)的FLIR紅外熱像儀就是收集該等信息的重要組件。他們還可以有效檢驗(yàn)多個(gè)光伏組件的缺陷，如熱斑、蝸牛紋、微裂紋和一些不必要的暗影。
在維護(hù)過(guò)程中，可對(duì)受影響的光伏電池及相關(guān)面板進(jìn)行監(jiān)控并在其性能退化前采取積極主動(dòng)的措施。工程師們可以就緩解方案或更換部件提供建議。保存性能不佳面板的信息，供未來(lái)替換機(jī)制參考使用。使用該款紅外熱像儀的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是：可在光伏面板運(yùn)營(yíng)期間對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)�？偠灾撦p型遠(yuǎn)程駕駛航空器系統(tǒng)與FLIR紅外熱像儀強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，使快速評(píng)估大量光伏組件成為可能。
參考文獻(xiàn)
1 M. Aghaei、 Y. Thayoob、 M. Imamzai、 P. Piyous和 N. Amin， “ 為馬來(lái)西亞大停泊島設(shè)計(jì)節(jié)約成本的基于太陽(yáng)能的遠(yuǎn)程發(fā)電系統(tǒng)”，能源工程和優(yōu)化大會(huì)(PEOCO)， 2013，《電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)第七次全球會(huì)議》， 2013， 203到208頁(yè)
2 C. Ferrara和D. Philipp， “ 光伏組件失效原因 ”，《Energy Procedia》期刊第15卷第379到387頁(yè)， 2012
3 P. Bellezza Quater、 F. Grimaccia、 S. Leva、 M. Mussetta、 M. Aghaei， “ 輕型無(wú)人機(jī)配合光伏電站檢驗(yàn)”，《光伏電氣與電子工程師協(xié)會(huì)期刊》第4卷，第4期， 2014，1107到1113頁(yè)。
4 F. Grimaccia、 M. Aghaei、 M. Mussetta、 S. Leva和P. B. Quater， “ 無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)光伏電站性能”，《能源與環(huán)境工程國(guó)際期刊》、《施普林格開放期刊》第1 到8頁(yè)， 2014.
5 M. Aghaei、 P. Bellezza Quater、 F. Grimaccia、 S. Leva, M. Mussetta， “ 無(wú)人機(jī)在光伏系統(tǒng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用”，《歐洲光伏太陽(yáng)能會(huì)展》第2734 到2739頁(yè)， 2014
6 太陽(yáng)能科技研究所網(wǎng)站(2012)(在線)。網(wǎng)址： http://www. Solartech.polimi.it
7 M. Aghaei、 F. Grimaccia、 C. Gonano、 S. Leva， “ 光伏場(chǎng)域檢驗(yàn)和遠(yuǎn)程控制用創(chuàng)新自動(dòng)控制系統(tǒng)”，《工業(yè)電子學(xué)IEEE匯刊》第PP卷，第99期，第一頁(yè)， doi： 10.1109/
TIE.2015.2475235.
