Мультикоптерная платформа для автономного мониторинга солнечных электростанций и создания цифровых двойников

На сайте инверторы ру, вы можете купить аккумулятор FIAMM FG 10721

Израильский стартап vHive создал автономную мультикоптерную платформу, которая упрощает мониторинг солнечных электростанций за счет скоординированных полетов дронов, тепловизионной съемки, RGB-картографии и автоматизированного сбора данных. По словам представителей компании, система создает цифровые двойники фотоэлектрических объектов, обеспечивая более быстрый и эффективный мониторинг без привлечения специализированных пилотов дронов.

Новый подход к инспекции с использованием дронов призван решить одну из растущих проблем в сфере солнечной энергетики: как собирать точные данные со все более крупных фотоэлектрических объектов в условиях ограниченного времени работы.

Израильская технологическая компания vHive разработала программную платформу, которая координирует работу нескольких дронов во время инспекции солнечных электростанций. Платформа сочетает в себе автономное планирование полета, тепловизионную съемку, RGB-картографию (красный, зеленый и синий цвета) и возможности цифрового двойника. По словам представителей компании, система позволяет операторам солнечных электростанций проводить масштабные исследования, не прибегая к помощи узкоспециализированных пилотов дронов.

Технология основана на использовании коммерчески доступных дронов, а не летательных аппаратов, изготовленных на заказ. Дэниел Томер, основатель и технический директор vHive, объяснил, что компания сосредоточилась не на разработке нового дрона, а на создании программной инфраструктуры, необходимой для эффективной эксплуатации целого парка дронов.

«Мы с самого начала ориентировались на масштабную цифровизацию, — сказал он в интервью журналу pv. — С точки зрения продукта это привело к таким решениям, как использование готовых дронов.»

В настоящее время платформа поддерживает дроны DJI Matrice 4 Thermal, которые, по словам компании, являются экономичным решением для тепловизионных проверок. По словам Томер, каждый дрон стоит около 7500 долларов и его можно легко транспортировать в составе более крупной системы для проведения проверок.

Координация нескольких дронов

По мнению vHive, главная технологическая проблема заключается не в самом дроне, а в координации нескольких летательных аппаратов во время одной инспекционной миссии. «Управлять одним дроном просто. Вы нажимаете кнопку, и он летит», — сказал Томер. «Если вам нужно управлять двумя дронами одновременно, если вы делаете это сами, то вам нужно сделать что-то вроде этого, а это невозможно».

Он объяснил, что для ручной координации нескольких дронов требуется постоянная связь между операторами, в том числе для передачи информации о местоположении, высоте и траекториях полета. «Если вы хотите использовать несколько дронов, это снова становится невозможным, — сказал он. — Координация работы парка дронов и комплексный сбор данных — это то, что делает система».

Вместо того чтобы летать строем, дроны выполняют задачи в отдельных зонах фотоэлектрической установки. Программное обеспечение с помощью алгоритмов делит зону обследования на участки и назначает каждому дрону свой регион. «Мы используем сложные алгоритмы для разделения зоны на разные регионы, и каждый дрон работает в своем регионе», — сказал Томер.

В компании заявили, что дроны намеренно разделены для повышения безопасности. Когда аккумулятор дрона разряжается, оператор заменяет его и возобновляет миссию. «Оператор становится специалистом по батареям, а не пилотом дрона, — объяснил Томер. — Ему нужно только менять батареи, а дрон продолжает непрерывно подниматься и опускаться».

Ежедневное окно

Крупные фотоэлектрические установки создают особые трудности для традиционных методов контроля, особенно потому, что для тепловых измерений необходимы подходящие погодные условия и уровень освещенности.

По словам Томер, у операторов часто есть лишь ограниченное время в течение дня для проведения тепловизионных обследований. «У вас есть очень небольшой промежуток времени, когда вы действительно можете провести тепловизионное сканирование, — заявил он. — Где-то с четырех до пяти, шести часов, и все».

Он добавил, что пропуск этого промежутка из-за изменения погодных условий может привести к значительным задержкам. Таким образом, возможность одновременного управления несколькими дронами призвана максимально увеличить объем данных, собранных в подходящих условиях.

По словам Томер, количество необходимых дронов зависит от размера и конфигурации солнечной электростанции, а также от удельной мощности. Однако, по ее словам, параллельное использование дронов может значительно сократить время проверки. «Если с одним дроном у вас уходит час, то с двумя дронами — 30 минут, — сказала она. — С тремя дронами — треть часа, а с четырьмя — четверть часа».

Он добавил, что существует практический предел увеличения количества дронов, которыми управляет один человек. Для очень больших объектов компания рекомендует использовать несколько команд, управляющих несколькими дронами.

Автономная работа

Ключевой элемент платформы — снижение требований к квалификации операторов. Наоми Стол, директор по маркетингу vHive, сказала, что экономическое преимущество отчасти заключается в том, что не нужно нанимать узкоспециализированных пилотов дронов. «Когда мы говорим об экономической целесообразности использования одного экипажа для управления всеми этими дронами, мы имеем в виду не узкоспециализированных, а высококвалифицированных пилотов общего профиля», — сказала она в интервью.

По ее словам, если позволить существующим полевым бригадам проводить инспекции, это может снизить эксплуатационные расходы и сделать крупномасштабные исследования с помощью дронов более практичными. Томер добавила, что платформа требует минимального участия оператора. Вместо того чтобы управлять дроном вручную, пользователи выбирают область для инспекции через программный интерфейс.

«Вам просто нужно войти в систему, — сказал он. — Система хранит информацию. Поскольку мы оцифровываем ваш объект, мы точно знаем, где он находится».

В программном обеспечении уже есть информация о планировке участка, включая ряды, конструкции и модули. Операторам нужно только выбрать нужный участок, после чего система автоматически запустит дроны. «Никаких палок в процессе, — сказал Томер. — Палки — это для экспертов. Мы не используем палки». Он автономный».

Тепловизионная съемка и цифровые двойники

Процесс инспекции сочетает в себе тепловизионную съемку и съемку в RGB-формате. По данным vHive, во время полетов дроны собирают как тепловизионные данные, так и обычные изображения. «В конце процесса инспекции мы получаем фактически два ортофотоснимка, — объяснил Томер. — Один — тепловизионный, с точным измерением температуры, и ортофотоснимок в RGB-формате».

Изображения в RGB-формате предоставляют визуальную информацию для выявления таких проблем, как трещины в модулях, а тепловизионная съемка помогает обнаружить температурные аномалии.

Помимо инспекции, компания позиционирует свою технологию цифровых двойников как второй компонент платформы. По словам Томер, у vHive есть «два полушария»: сбор данных на объекте и цифровое представление объекта.

«Второе полушарие — это цифровое представление объекта», — сказал он.

По словам представителей компании, цифровые двойники могут создавать подробные трехмерные изображения солнечных электростанций, помогая операторам избегать ненужных выездов на объект.

«В сфере солнечной энергетики мы сейчас работаем над улучшением понимания объекта», — сказал Томер, добавив, что платформа может поддерживать приложения, связанные с CAD- и BIM-моделями.

По данным vHive, увеличение масштабов солнечных проектов и растущий спрос на электроэнергию, связанный с инфраструктурой искусственного интеллекта, создают потребность в более эффективных методах контроля.

«Наступает эра искусственного интеллекта, и высокий спрос на энергию стимулирует развитие солнечной энергетики, в частности в секторе возобновляемых источников энергии», — сказал Томер, отметив, что ручные проверки становятся все менее целесообразными по мере того, как солнечные электростанции расширяются до сотен мегаватт. «Когда у вас есть такие крупные солнечные электростанции, провести проверку вручную просто невозможно», — сказал он.

Компания заявила, что ее платформа уже используется в реальных проектах, но не назвала количество клиентов.