Nimbus遠程駕駛航空器系統(tǒng)在米蘭理工大學能源系接受試驗，該航空器配備通過FILR Ax5系列紅外熱像儀成像的INPROTEC IRT熱感應(yīng)套件。

從風力渦輪機到工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，只要運行過程有冷卻塔或隔熱頂板參與，就可以采用無人機或遠程駕駛航空器系統(tǒng)進行工業(yè)檢驗和監(jiān)測，經(jīng)證實，這兩種工具非常可靠、精確，可以提高檢測和監(jiān)測效率和效果。 Nimbus公司是一家以安全為導向的遠程駕駛航空器系統(tǒng)制造商，它與FLIR公司經(jīng)銷商INPROTEC IRT以及米蘭理工大學太陽能科技研究所強強聯(lián)手， 以無人機裝載的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)的檢驗和監(jiān)測解決方案。再結(jié)合高品質(zhì)的可見光傳感器，通過定制開發(fā)的機載計算機， FLIR紅外熱像儀將精確的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至無人機操作員，從而在無人機快速飛過設(shè)備上空的過程中完成全面檢驗。

 

從空中檢驗

在過去的十年中，太陽能應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)增大，涉及發(fā)電廠、工業(yè)應(yīng)用、建筑、電信和航天各個行業(yè)。由于通過遠程駕駛航空器系統(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，針對該技術(shù)的研究尚未深入。但是，在光伏電站監(jiān)控方面，遠程駕駛航空器系統(tǒng)潛力巨大。他們甚至可以遠超傳統(tǒng)的工業(yè)維修程序，因為他們成本小、風險低。

在很多情況下，用遠程駕駛航空器系統(tǒng)采集的信息更精確可靠，檢驗速度比陸地檢驗快十倍。意大利遠程駕駛航空器系統(tǒng)制造商Nimbus馬上洞悉該系統(tǒng)在技術(shù)和經(jīng)濟層面的附加價值，選用遠程駕駛航空器系統(tǒng)而非載人航天器或通過人為操作進行工業(yè)檢驗。在一次實驗中， Nimbus將一個輕型遠程駕駛航空器與一款FLIR A65紅外熱像儀結(jié)合在一起，對某光伏電廠進行遠程檢驗。

 

光伏電站維護

得益于各項財政激勵措施，在整個歐洲，光伏電廠數(shù)量日趨增多。但是，通常，這些電站的整體質(zhì)量卻并未達到人們預期。用于發(fā)電的光伏電廠數(shù)量越來越多，分布也越來越廣，大部分電廠分布都不集中。

因此，人們對光伏電站的系統(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，以控制并精確預測能量流。因此，在確保能源效率、安全、可靠性和成本效益方面，光伏電站的維護也變得尤為重要。

得益于其檢驗速度快、覆蓋區(qū)域廣、經(jīng)濟效益高、實時成像以及質(zhì)量輕等特點，該新型輕型Nimbus遠程駕駛航空系統(tǒng)成為監(jiān)控能源設(shè)備的理想工具。近期，Nimbus公司在無人機技術(shù)、傳感器和控制系統(tǒng)開拓創(chuàng)新，使人們有可能用無人駕駛飛行器對不同能源設(shè)備進行檢驗和監(jiān)控。

 

遠程駕駛航空器系統(tǒng)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用

微型和小型遠程駕駛航空器系統(tǒng)一般用于低空和無航空管制空域。而載重低于150 kg的輕型遠程駕駛航空器系統(tǒng)通常適用于在實際工業(yè)應(yīng)用中進行監(jiān)控作業(yè)。正常情況下，遠程駕駛航空器系統(tǒng)的飛行速度為幾十到幾百公里每小時不等。如Nimbus PPL 612之類低速遠程駕駛航空器系統(tǒng)更適用于檢驗用途。該遠程駕駛航空器系統(tǒng)配備一個INPROTEC IRT熱成像套件和一個FLIR Ax5紅外熱像儀。由于PPL 612架構(gòu)設(shè)計安全可靠，意大利米蘭理工大學選用該設(shè)備對光伏電站區(qū)域進行調(diào)查并收集光伏性能分析數(shù)據(jù)。

太陽能技術(shù)研究所的實驗研究

米蘭理工大學太陽能技術(shù)研究所一直致力于太陽能發(fā)電和太陽能發(fā)熱的實驗研究。該研究所還開展一系列實驗研究，探索一種可靠且具有成本效益的方法，實現(xiàn)通過輕型遠程駕駛航空器系統(tǒng)監(jiān)控光伏電站。為此，該研究所與Nimbus通力合作，在意大利多個正在運營的光伏電站開展實驗研究。

該研究所曾用視覺傳感器和熱傳感器來檢測光伏組件的缺陷或異常。 Nimbus和太陽能技術(shù)研究所通過大量實驗證明：紅外熱像儀可靠、快速兼具具有成本效益，是快速檢測熱斑、蝸牛紋等缺陷的理想工具。

配備熱能鏡的遠程駕駛航空器系統(tǒng)

Nimbus PPL 612是一款輕型六旋翼遠程駕駛航空器系統(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，遠程飛行員可以在飛行過程中非常精確地控制該遠程駕駛航空器系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過FLIR A65紅外熱像儀將高品質(zhì)圖片發(fā)送給遠程操作人員，并使其取得有關(guān)每個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程中同時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兼容。該遠程駕駛航空器系統(tǒng)操作者可在地面觀看實時視頻并控制開始和停止記錄。在飛行前即可對所有具體FLIR紅外熱像儀和記錄參數(shù)進行設(shè)置。

該Ax5系列紅外熱像儀性價比很高，其中， FLIR A5性價比最高。他們是自動化、機器視覺或無人機作業(yè)環(huán)境中實現(xiàn)熱成像的理想工具。該產(chǎn)品所有型號均設(shè)計非常緊湊。

INPROTEC IRT公司銷售部經(jīng)理Luciano Betti認為： “ 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)用過程中，該FLIR熱像儀最主要的優(yōu)勢是，我們可以從地面實時發(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，速度遠超其他具備競爭力的熱像儀。同時，相比某些便攜式熱像儀型號，該款FLIR熱像儀堅固耐用、重量輕、安裝方便且經(jīng)濟實惠。 ”

 

FLIR A65 / A35/ A15 / A5

最適合安裝到無人機下方的緊湊型紅外熱像儀

 對于那些要求具備熱圖像優(yōu)勢特征的應(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比很高，其中， FLIR A5性價比最高。他們是自動化、機器視覺或無人機作業(yè)環(huán)境中實現(xiàn)熱成像的理想工具。該產(chǎn)品所有型號均設(shè)計非常緊湊。

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系列所探測的溫差清晰可見，低至50 mk。

 

快速、準確地監(jiān)測光伏電池

有關(guān)光伏系統(tǒng)性能的可靠信息對于光伏電站的整體規(guī)劃和未來性能預測非常關(guān)鍵。安裝在遠程駕駛航空器系統(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多個光伏組件的缺陷，如熱斑、蝸牛紋、微裂紋和一些不必要的暗影。

在維護過程中，可對受影響的光伏電池及相關(guān)面板進行監(jiān)控并在其性能退化前采取積極主動的措施。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，供未來替換機制參考使用。使用該款紅外熱像儀的另一個優(yōu)勢是：可在光伏面板運營期間對其進行檢驗。總而言之，該輕型遠程駕駛航空器系統(tǒng)與FLIR紅外熱像儀強強聯(lián)合，使快速評估大量光伏組件成為可能。

參考文獻

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5 M. Aghaei、 P. Bellezza Quater、 F. Grimaccia、 S. Leva, M. Mussetta， “ 無人機在光伏系統(tǒng)監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用”，《歐洲光伏太陽能會展》第2734 到2739頁， 2014

6 太陽能科技研究所網(wǎng)站(2012)(在線)。網(wǎng)址： http://www. Solartech.polimi.it

7 M. Aghaei、 F. Grimaccia、 C. Gonano、 S. Leva， “ 光伏場域檢驗和遠程控制用創(chuàng)新自動控制系統(tǒng)”，《工業(yè)電子學IEEE匯刊》第PP卷，第99期，第一頁， doi： 10.1109/

TIE.2015.2475235.