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滨松无人机光伏板检查实录(中)“冬季的飞行时间减半”

日期:2016-05-09    来源:日经BP

国际太阳能光伏网

2016
05/09
10:17
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关键词: 光伏电站 太阳能电池板 电站运维

注意电线杆和送电线

另外,《航空法》规定,不能在距离第三方所有物30m以内的范围飞行,据称这一点对光伏电站非常重要。

光伏电站的“第三方所有物”,有并网点的电线杆和上面架设的送电线。这些归电力公司所有。因此,飞行时不能进入距离电线杆和送电线30m以内的范围。

中部电气保安协会的无人机一般以50m的高度飞行。电线杆的高度为地上20m以内,因此高度方向不会违反规定。问题是水平方向也必须在30m以外的距离飞行。

就是说,会有离电线杆和送电线较近的电池板,也非在在高50m、水平方向30m以上的位置拍摄不可的情况。对这些电池板的热分布图像,需要使其达到所要求的清晰度。如果有未拍到的电池板,或者热分布图像未达到要求的清晰度,则电池板的检查就不能彻底。

作为应对措施,据称可以从上空改变相机的角度拍摄(图4)。无人机拍摄的最佳角度是正上方,因此这种拍摄方法不是上策。

图4
图4:相机的角度变化也要事先确认
正在确认笔记本电脑上的图像显示是否追随无人机的实际动作(摄影:日经BP社)

中部电气保安协会向航空局提出了申请,希望成为“不得在距离第三方所有物30m以内的范围内飞行”规定对象之外的运营商。

笔者采访过后,最近听说该申请获得了通过。这样,今后就可以在距离电线杆和送电线30m以内的范围拍摄,有望进一步提高热图像的拍摄和分析效率。另外,在人口密集地区的利用也获得了许可。

因发电站面积的不同,飞行高度也不全是50m。对输出功率在10MW以上的光伏电站,会以80m的高度飞行拍摄。飞得越高,每张图像拍摄的电池板数量就越多,分析的效率就能提高。据称由于使用的是分辨率达到一定水平以上的相机,提高飞行高度也能保证图像的清晰度。

同一座发电站冬季的飞行次数为2倍

滨松市西区的百万光伏电站要从空中拍摄约1万1600张太阳能电池板(图5)。笔者采访时是1月中旬,每次的飞行时间为5~6分钟,之后更换蓄电池,合计飞行4次才拍完所有的电池板。

图5
图5:从50m上空拍摄太阳能电池板
飞行过程中拍摄的图像可在监视器上确认。上图中央上部看起来很小的物体就是飞行中的无人机。下图是降落后,前面的监控器上显示了地面的热分布,后面是可视图像(摄影:日经BP社)

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飞行4次是因为当时是寒冷的冬季。据称从春季到秋季只需飞行2次就能拍完。

大家知道,低温时蓄电池可能无法维持正常的性能,于是输出功率会降低,导致飞行时间减半。并且,低温时在输出功率降低的状态下加载较大负载时,还会出现电压过度降低,从而无法输出的情况。

中部电气保安协会采取的措施是,低温时提前用运输车内的加热器将蓄电池烘热,以防止输出功率降低和发生故障。

春季至秋季的话,预计驱动用蓄电池充满电后可飞行约15分钟。不过,实际使用时只飞行10分钟。这是为了防备万一发生故障。

拍摄约1万1600张电池板在冬季之所以要飞行4次,为其他季节的两倍,是因为考虑到低温时蓄电池输出功率降低,而将飞行时间缩短到了约6分钟。

因此,冬季要使用两倍数量的驱动用蓄电池。当天准备了8块蓄电池。这是冬季飞行4次所需蓄电池数量的两倍。中部电气保安协会称带了飞行所需数量两倍的蓄电池到现场。

此次使用的无人机除了驱动用途以外,另外还配备了两块蓄电池,用于拍摄和数据发送控制。这两块蓄电池的放电量没有驱动用蓄电池大,因此无需更换,可以连续使用。

另外,约1万1600张电池板的话,如果将飞行高度提高到80m,据称春季至秋季只需飞行一次就能完成拍摄。

可以远程操作红外相机的最新机型

此次使用的无人机是中部电气保安协会保有的机型中最新的3号机(图6)。特点是红外相机可以远程操作。

图6
图6:可远程操作红外相机
中部电气保安协会保有的最新无人机。下图为相机的远程操作用控制器(摄影:日经BP社)

以前的两架要在地面上设定飞行路线,同时设定红外相机的录像时机和热分布显示相关的温度范围等。而第三款机型可以在飞行过程中开始录像、调节焦点及设定温度范围。

随着无人机在光伏发电领域的广泛应用,红外相机也不断进化,此次采用了可这样利用的日本Avionics的产品。不过,要熟练使用该红外相机,需要专业的知识和技术,据称能提供可远程操作无人机的厂商有限。

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飞行时在刚起飞后和降落时为手动操作,其他时间是自动飞行(图7)。据称起降时的变化因素较多,因此手动操作。

图7
图7:飞行前的部分准备工作
设定飞行路线(上图)、举起机身(下图),确认无人机的动作与笔记本电脑上的显示是否相符(摄影:日经BP社)

起飞前将无人机举到头顶附近的高度,倾斜机身,确认与负责控制的笔记本电脑画面上的显示是否有偏差。

通过确认画面上的无人机的高度和姿势等是否与实际的机身动作相同,来掌握GPS(全球定位系统)是否在正常工作。

起飞时操作笔记本电脑的按钮,首先上升到约5m的高度,然后悬停(在空中停止移动),确认机身动作是否有异常。如果没有异常,再次操作笔记本电脑的按钮,转换为自动飞行。上升到50m高度后,按照设定的路线飞行拍摄,之后返回着陆点。

此时由无线电手动控制操作降落(图8)。也可以通过笔记本电脑的操作降落,但无线电控制操作更简单省事,所以采用这种方法。

图8
图8:以无线电控制操作降落
起飞和降落以外均为自动飞行(摄影:日经BP社)

中部电气保安协会为了让检查人员熟练掌握这一飞行过程,建立了平时可以利用练习用无人机定期飞行的环境。每人每个月要做大约10小时的飞行练习,以努力熟悉并保持技术。(未完待续)
 

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