據統計,到2014年底(di),全世界(jie)已經有(you)130GWp的(de)太陽(yang)能電(dian)站(或稱(cheng)PV電(dian)站)。對這些(xie)規模越來越大的(de)太陽(yang)能電(dian)站的(de)質量(liang)功能,如何進(jin)行有(you)效的(de)檢測,一直是困擾全世界(jie)太陽(yang)能光伏工程師的(de)難題(ti)。
太陽(yang)能(neng)電站的(de)檢(jian)測(ce),以(yi)下幾(ji)點是基本的(de)需求(qiu):1.不能(neng)夠破(po)壞(huai)PV組件(jian)和增加組件(jian)的(de)壓力;2.必須在PV組件(jian)工作狀態(tai)檢(jian)測(ce),以(yi)避(bi)免能(neng)源和經濟的(de)損失;3.即時的(de)數據(ju)獲(huo)取和數據(ju)分析;4.檢(jian)測(ce)結果(guo)能(neng)夠被清晰呈現和表達。
近年來,有一(yi)些工程師開始(shi)嘗(chang)試用紅(hong)(hong)外(wai)成(cheng)像(xiang)技術對(dui)PV電站進行檢(jian)測,而(er)無人機(ji)則是紅(hong)(hong)外(wai)成(cheng)像(xiang)技術最完美的搭檔。將紅(hong)(hong)外(wai)攝像(xiang)機(ji)安裝在無人機(ji)上,可(ke)即時和(he)準確采(cai)集PV面板的信息,不對(dui)PV面板產(chan)生任何(he)破壞(huai),并且(qie)可(ke)以從任意角度和(he)高度對(dui)PV面板進行檢(jian)測。
對(dui)PV面(mian)板的(de)(de)檢測可(ke)分(fen)為(wei)兩種(zhong)。一種(zhong)是(shi)(shi)(shi)對(dui)整個PV的(de)(de)整體狀(zhuang)況的(de)(de)檢測,第二種(zhong)是(shi)(shi)(shi)對(dui)PV面(mian)板的(de)(de)檢測,這(zhe)兩者的(de)(de)要(yao)求(qiu)是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)一樣的(de)(de)。若是(shi)(shi)(shi)因為(wei)電力或者其他因素導致PV面(mian)板受(shou)損(sun)(sun),受(shou)損(sun)(sun)面(mian)板的(de)(de)溫度(du)會發生變化,將會直接(jie)顯示在(zai)紅外攝像機生成的(de)(de)圖片中。不(bu)(bu)同的(de)(de)受(shou)損(sun)(sun)因素對(dui)面(mian)板溫度(du)的(de)(de)影響(xiang)是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)同的(de)(de)。
當然,要得到有價值的圖像,無人機檢(jian)(jian)測時也(ye)有很多限定(ding)的(de)(de)(de)條件,比(bi)如(ru)穩定(ding)的(de)(de)(de)氣候,太陽輻(fu)(fu)射(she)(she)率高(gao)于(yu)400W/M2,少云和無風的(de)(de)(de)天氣等。由(you)于(yu)紅外成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)原理(li)是顯示物體(ti)熱(re)輻(fu)(fu)射(she)(she)的(de)(de)(de)溫度(du)分布,材料的(de)(de)(de)光學特性例如(ru)面板(ban)的(de)(de)(de)輻(fu)(fu)射(she)(she)率、反射(she)(she)率等也(ye)顯得尤為重要(yao)。除(chu)此(ci)以外,飛(fei)行器(qi)飛(fei)行的(de)(de)(de)高(gao)度(du),也(ye)就是照相機(ji)和PV面板(ban)的(de)(de)(de)距(ju)離,還有飛(fei)行的(de)(de)(de)速度(du)也(ye)對(dui)圖像(xiang)的(de)(de)(de)品(pin)質有很大影響。使(shi)用了無人(ren)機(ji)結合(he)紅外成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu),對(dui)PV面板(ban)的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測速度(du)可以得到(dao)大幅度(du)提升。但是由(you)于(yu)照相機(ji)是在不斷移(yi)動(dong)中,成(cheng)像(xiang)質量會因此(ci)受到(dao)影響,所以短時間成(cheng)像(xiang)和高(gao)于(yu)50-80Hz的(de)(de)(de)幀(zhen)數是必須(xu)的(de)(de)(de)。

圖(tu)一:無人機檢測PV太陽能光伏面板
圖一顯示了一架(jia)配備(bei)了紅外攝像機的無人(ren)(ren)機正在檢(jian)測(ce)PV組件(jian)。這架(jia)無人(ren)(ren)機配備(bei)了各種各樣的傳感器用于(yu)檢(jian)測(ce)太陽(yang)輻射、溫(wen)度、風速等。太陽(yang)能電站的GPS數據被用來指(zhi)示無人(ren)(ren)機的飛行軌跡。

圖二:紅外圖像
圖(tu)(tu)二(er)是一張典型的(de)(de)PV的(de)(de)紅外(wai)圖(tu)(tu)像。圖(tu)(tu)像顯(xian)示(shi)了(le)溫(wen)度的(de)(de)變(bian)化(hua)程度。這張圖(tu)(tu)像顯(xian)示(shi)了(le)兩(liang)個明顯(xian)溫(wen)度升高(gao)的(de)(de)區域。可以(yi)推測這兩(liang)個區域的(de)(de)面板沒有和逆變(bian)器聯系起來,所(suo)以(yi)太(tai)陽(yang)的(de)(de)能源都(dou)變(bian)成(cheng)熱能導(dao)致(zhi)(zhi)溫(wen)度升高(gao)。當(dang)然,對圖(tu)(tu)像進一步細致(zhi)(zhi)的(de)(de)分(fen)析還可以(yi)揭示(shi)更(geng)多的(de)(de)問題。
無(wu)(wu)人機(ji)在(zai)PV電站上(shang)的應用現在(zai)已經得到了(le)很多PV領域專業人士的關注,而隨著無(wu)(wu)人機(ji)的普及,我們相(xiang)信在(zai)不久的將來(lai),越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)多的無(wu)(wu)人機(ji)將盤(pan)旋在(zai)PV電站的上(shang)空,為PV電站的安全運行保駕護航。
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