无人机在光伏监测中的应用

据统计，到2014年底，全世界已经有130GWp的太阳能电站（或称PV电站）。对这些规模越来越大的太阳能电站的质量功能，如何进行有效的检测，一直是困扰全世界太阳能光伏工程师的难题。

太阳能电站的检测，以下几点是基本的需求：1.不能够破坏PV组件和增加组件的压力；2.必须在PV组件工作状态检测，以避免能源和经济的损失；3.即时的数据获取和数据分析；4.检测结果能够被清晰呈现和表达。

近年来，有一些工程师开始尝试用红外成像技术对PV电站进行检测，而无人机则是红外成像技术最完美的搭档。将红外摄像机安装在无人机上，可即时和准确采集PV面板的信息，不对PV面板产生任何破坏，并且可以从任意角度和高度对PV面板进行检测。

对PV面板的检测可分为两种。一种是对整个PV的整体状况的检测，第二种是对PV面板的检测，这两者的要求是不一样的。若是因为电力或者其他因素导致PV面板受损，受损面板的温度会发生变化，将会直接显示在红外摄像机生成的图片中。不同的受损因素对面板温度的影响是不同的。

当然，要得到有价值的图像，无人机检测时也有很多限定的条件，比如稳定的气候，太阳辐射率高于400W/M2，少云和无风的天气等。由于红外成像技术的原理是显示物体热辐射的温度分布，材料的光学特性例如面板的辐射率、反射率等也显得尤为重要。除此以外，飞行器飞行的高度，也就是照相机和PV面板的距离，还有飞行的速度也对图像的品质有很大影响。使用了无人机结合红外成像技术，对PV面板的检测速度可以得到大幅度提升。但是由于照相机是在不断移动中，成像质量会因此受到影响，所以短时间成像和高于50-80Hz的帧数是必须的。



图一显示了一架配备了红外摄像机的无人机正在检测PV组件。这架无人机配备了各种各样的传感器用于检测太阳辐射、温度、风速等。太阳能电站的GPS数据被用来指示无人机的飞行轨迹。



图二是一张典型的PV的红外图像。图像显示了温度的变化程度。这张图像显示了两个明显温度升高的区域。可以推测这两个区域的面板没有和逆变器联系起来，所以太阳的能源都变成热能导致温度升高。当然，对图像进一步细致的分析还可以揭示更多的问题。

无人机在PV电站上的应用现在已经得到了很多PV领域专业人士的关注，而随着无人机的普及，我们相信在不久的将来，越来越多的无人机将盘旋在PV电站的上空，为PV电站的安全运行保驾护航。