Multi-drönarplattform för autonoma solinspektioner, digital tvillingskapande

En ny drönare-baserad inspektionsmetod syftar till att ta itu med en av de växande utmaningarna inom-nyttoskala solenergi: hur man samlar in korrekt data från allt större PV-platser inom begränsade driftsfönster.

 

Det israeliska teknikföretaget vHive har utvecklat en mjukvaruplattform som koordinerar flera drönare under solinspektioner, som kombinerar autonom flygplanering, värmeavbildning, (röd, grön och blå) RGB-kartläggning och digitala tvillingfunktioner. Enligt företaget är systemet utformat för att låta solcellsoperatörer utföra storskaliga-undersökningar utan att förlita sig på högt specialiserade drönarpiloter.

 

Tekniken är baserad på kommersiellt tillgängliga drönare snarare än specialbyggda-flygplan. Daniel Tomer, grundare och CTO för vHive, förklarade att företagets fokus inte var att utveckla en ny drönare, utan att skapa den mjukvaruinfrastruktur som krävs för att driva flottor av drönare effektivt.

 

"Vi började från början titta på storskalig-digitalisering", sa han till tidningen pv. "Det, ur ett produktperspektiv, ledde till produktbeslut som att använda-vanliga-drönare."

 

Plattformen stöder för närvarande DJI Matrice 4 Thermal drönare, som företaget säger ger en kostnadseffektiv lösning för termiska inspektioner. Enligt Tomer kostar varje enhet cirka 7 500 dollar och kan enkelt transporteras som en del av en större inspektionsuppsättning.

 

Koordinerar flera drönare
Den största tekniska utmaningen, enligt vHive, är inte själva drönaren utan koordineringen av flera flygplan under ett enda inspektionsuppdrag. "En enda drönare är enkelt. Du klickar på en knapp och den flyger", sa Tomer. "Om du behöver flyga två drönare samtidigt, om du gör det själv, måste du göra något sådant, vilket är omöjligt."

 

Han förklarade att manuell koordinering av flera drönare kräver kontinuerlig kommunikation mellan operatörer, inklusive information om plats, höjd och flygvägar. "Om du vill använda flera drönare blir detta återigen omöjligt", sa han. "Samordningen av flottan och orkestreringen av att samla allt på ett heltäckande sätt är något som systemet gör."

 

 

Istället för att flyga i formation tilldelas drönarna separata områden på PV-platsen. Programvaran delar upp inspektionsområdet i sektioner med hjälp av algoritmer och tilldelar varje drönare sin egen region. "Vi använder sofistikerade algoritmer för att segmentera området i olika regioner, och varje drönare täcker sin egen region," sa Tomer.

 

Företaget sa att drönarna är avsiktligt separerade för att förbättra säkerheten. När en drönares batteri är urladdat byter operatören ut det och återupptar uppdraget. "Operatören blir en batterichef istället för en flygoperatör", förklarade Tomer. "De behöver bara byta batterier, och drönaren fortsätter att gå upp och ner kontinuerligt."

 

Dagligt fönster
Stora solcellsanläggningar innebär särskilda utmaningar för konventionella inspektionsmetoder, särskilt eftersom termiska mätningar kräver lämpliga väder- och instrålningsförhållanden.

 

Tomer sa att operatörerna ofta bara har ett begränsat dagligt fönster för termiska inspektioner. "Du har ett väldigt litet tidsfönster där du verkligen kan göra en termisk skanning," sa han. "Någonstans mellan fyra till fem, sex timmar, det är det."

 

Att missa det fönstret på grund av ändrade väderförhållanden kan resultera i betydande förseningar, tillade han. Möjligheten att använda flera drönare samtidigt är därför avsedd att maximera mängden data som samlas in under lämpliga förhållanden.

 

 

Enligt Tomer beror antalet drönare som krävs på storleken och layouten på solcellsanläggningen, samt den installerade kapacitetstätheten.

 

Han menade dock att parallella operationer kan minska inspektionstiden avsevärt. "Om det tar dig en timme med en enda drönare, så kommer det att ta dig 30 minuter med två drönare," sa han. "Då en tredje med tre drönare, och uppenbarligen en fjärdedel med fyra drönare."

 

Han tillade att det finns en praktisk gräns för att öka antalet drönare som drivs av en enda person. För mycket stora webbplatser rekommenderar företaget att du använder flera team som använder flera drönare.

 

Autonom drift
En viktig del av plattformen är att minska den kompetens som krävs från fältoperatörer. Naomi Stol, marknadsdirektör på vHive, sa att den ekonomiska fördelen delvis kommer från att man undviker behovet av högspecialiserade drönarpiloter. "När vi pratar om ekonomin med att använda en enda besättning för alla dessa drönare, pratar vi om en besättning som inte är högutbildade specialiserade piloter", sa hon till tidningen pv.

 

Enligt henne kan det minska driftskostnaderna och göra storskaliga drönarundersökningar mer praktiska genom att låta befintliga fältpersonal utföra inspektioner. Tomer tillade att plattformen kräver minimal interaktion från operatören. Istället för att manuellt styra flygplanet väljer användarna det område de vill inspektera genom mjukvarugränssnittet.

 

 

"Du behöver bara logga in", sa han. "Systemet innehåller informationen. Eftersom vi digitaliserar din tillgång förstår vi exakt var den finns."

 

Programvaran innehåller redan information om webbplatsens layout, inklusive rader, strukturer och moduler. Operatörer behöver bara välja den relevanta delen, varefter systemet startar drönarna automatiskt. "Inga pinnar i processen," sa Tomer. "Sticks är för experter. Vi gör inte sticks. Det är autonomt."

 

Värmebilder och digitala tvillingar
Inspektionsprocessen kombinerar termisk och RGB-avbildning. Enligt vHive samlar drönarna in både värmedata och konventionella bilder under flygningar. "I slutet av inspektionsprocessen får vi faktiskt två ortofoton", förklarade Tomer. "En som är termisk med exakt termisk avläsning av temperatur och ett RGB-ortofoto."

 

RGB-bilderna ger visuell information för att identifiera problem som modulsprickor, medan värmeavbildning kan hjälpa till att upptäcka temperaturavvikelser.

 

Utöver inspektion positionerar företaget sin digitala tvillingteknologi som en andra komponent i plattformen. Tomer beskrev vHive som att ha "två hemisfärer": datainsamling i fält och digital förståelse av tillgången.

 

"Den andra halvklotet är den digitala förståelsen av området," sa han.

 

Företaget sa att digitala tvillingar kan tillhandahålla detaljerade tre-representationer av soltillgångar, vilket hjälper operatörer att undvika onödiga fältbesök.

 

"För solenergi är det vi gör just nu att ge avancerad förståelse av sajten," sa Tomer och tillade att plattformen kan stödja applikationer relaterade till CAD- och BIM-modeller.

 

Enligt vHive skapar den ökande storleken på solenergiprojekt och ökande efterfrågan på el kopplat till artificiell intelligens infrastruktur efterfrågan på effektivare inspektionsmetoder.

 

"AI-revolutionen är på väg, och den höga efterfrågan på energi driver skalan för solenergi, särskilt inom sektorn för förnybar energi," sa Tomer och noterade att manuella inspektioner blir allt mer opraktiska när solfarmar expanderar till hundratals megawatt. "När du har de här stora-solgårdarna är en manuell undersökning helt omöjlig just nu", sa han.

 

Företaget sa att dess plattform redan används i verkliga-projekt, även om det inte angav kundnummer.