Важные выводы из осмотра солнечной электростанции мощностью 181 МВт с помощью DJI Dock
Стремясь продвинуть вперед индустрию UAS и возобновляемые источники энергии, долгосрочный конечный пользователь DJI и транснациональный производитель и дистрибьютор электроэнергии и газа собрали вместе участников отрасли, чтобы подтвердить возможности беспилотника в боксе для проведения комплексной инспекции техасской солнечной фермы мощностью 181 МВт. Это первая инспекция солнечной фермы с помощью DJI Dock в Северной Америке.
Среди заинтересованных сторон на площадке присутствовали DJI – лидер в области инноваций корпоративных дронов и производитель DJI Dock, UVT, которая оснащает организации по всей стране самыми передовыми дронами и робототехникой через разнообразный каталог проверенных корпоративных решений, и Raptor Maps, которая создает интегрированную операционную систему для солнечной индустрии, позволяющую масштабировать солнечную энергетику и достигать глобальных климатических целей.
Возможности и особенности настройки
DJI Dock позволяет дистанционно управлять беспилотником Matrice 30T Dock Version для выполнения запрограммированных маршрутов инспекции или использования живого управления полетом, одновременно снимая визуальные и радиометрические тепловые изображения 640×512 со встроенными возможностями для зарядки, выгрузки данных, определения погоды, RTK и резервирования.
Выбор площадки
UVT работала непосредственно с клиентом, чтобы определить оптимальное место для установки DJI Dock. Ключевыми моментами были наличие электропитания, интернета и свободной территории вокруг системы. Оптимальным местом для проведения испытаний была выбрана верхняя часть здания Connex, поскольку она отвечала всем требованиям и обеспечивала безопасное и чистое место.
После прибытия на место команда UVT провела настройку и развертывание DJI Dock в соответствии со спецификациями производителя, включая конфигурацию, соединения и заземление, при содействии команды заказчика и DJI на месте.
Чтобы сократить время полета и расход батареи на инверторные блоки на краю массива, для будущих развертываний дронов в коробке следует рассмотреть возможность установки в более центральном месте. Также важно предусмотреть возможность регулярного технического обслуживания системы.
Планирование миссии
Планирование миссий было построено на основе стандартных требований Raptor Maps к сбору данных, идеальных для профилактического обслуживания. Эти стандарты требовали теплового разрешения 5,5 см/пикс, высоты полета 40 метров, фронтального перекрытия 70 %, бокового перекрытия 20 % и наклона кардана, совпадающего с наклоном панели. Скорость полета дрона во время сбора данных составляла 5,5 м/с, а интервал между снимками – 2 секунды.
Компания Raptor Maps разработала специальное программное обеспечение для создания миссий с путевыми точками в соответствии с вышеуказанными стандартами для системы DJI на основе электрической схемы различных блоков инвертора. На основе планирования миссий дрон смог подняться на безопасную высоту для полета к инверторным блокам и обратно, при этом скорость полета могла достигать 15 м/с. Миссии по путевым точкам были импортированы в систему FlightHub 2 для автоматического выполнения. Управление и мониторинг DJI Dock может осуществляться с помощью программного обеспечения FlightHub 2 от DJI или пользовательской частной/общественной программной реализации.
Хотя Dock продемонстрировал возможность полностью удаленного управления и охвата всей солнечной фермы, в соответствии с правилами FAA за всеми миссиями наблюдал пилот с дистанционным контроллером, способный в любой момент взять управление дроном на себя. В настоящее время рассматривается вопрос о подаче заявки на отказ от использования защитных средств, что позволит проводить операции с дронами в боксах без необходимости наблюдения пилота за дроном на месте.
Сбор данных
Время полета и зарядки аккумулятора являются важными факторами для сбора данных. Максимальная продолжительность полета беспилотника Matrice 30T составляет 41 минуту, а зарядка аккумулятора от 20 до 90 % осуществляется за 20 минут. По умолчанию батарея дрона заряжается на 90 %, чтобы продлить срок службы батареи и обеспечить 400 циклов зарядки, на которые она рассчитана; однако в запланированных миссиях можно использовать 100 % зарядку. Система Dock автоматически рассчитывает необходимость возвращения домой во время миссии, основываясь на ветре и местоположении дрона, и следит за тем, чтобы при посадке в Dock у дрона оставалось не менее 15 % заряда батареи.
Полеты проходили при ветре 10 м/с, что немного ниже максимальной скорости ветра, при которой дрон может взлетать и садиться в доке (12 м/с). Анемометр, установленный на доке, предоставлял данные о скорости ветра в реальном времени, и на случай непредвиденной ситуации, когда дрон не сможет приземлиться обратно в док, была доступна альтернативная точка посадки.
Хотя блоки инверторов были разных форм и размеров, среднее время сбора данных, по скромным подсчетам, составляло около 5 минут на мегаватт. Время полета до инверторного блока и обратно зависело от местоположения и скорости ветра и составляло от 3 до 9 минут, используя примерно 10-30 % заряда батареи. Была продемонстрирована возможность полета на расстояние 2,5 км (5 км в обе стороны) до блока и завершения инспекции.
Интерфейс управления DJI Dock через FlightHub 2
Выгрузка и анализ данных
Данные выгружаются из дрона в док-станцию, затем из док-станции пересылаются в облачное хранилище и автоматически удаляются с устройств. В ходе наших тестов мы обнаружили, что при выполнении повторяющихся миссий с постоянным захватом более 4 ГБ визуальных и тепловых фотографий за блок процесс выгрузки и загрузки немного отстает от процесса зарядки/захвата данных. Однако, поскольку дрон способен продолжать полеты, даже если выгрузка данных не завершена, максимальный сбор данных в периоды хорошей освещенности и завершение выгрузки данных ночью или во время простоя были приемлемым рабочим процессом, учитывая, что проводное подключение к Интернету в доке обеспечивает достаточную скорость выгрузки.
В дополнение к необходимому программному обеспечению для планирования миссий, Raptor Maps получает данные, которые загружаются в облачное хранилище. Изображения и связанные с ними метаданные траектории полета используются для выявления и классификации аномалий оборудования по степени серьезности. Это также включает в себя расчет температурных дельт с радиометрической тепловизионной камеры M30T, которые затем привязываются к цифровому двойнику в платформе Raptor Maps. Сочетание цифрового двойника и анализов с географической привязкой позволяет владельцам солнечных активов легко находить и устранять проблемы с оборудованием, максимизируя производство электроэнергии и сводя к минимуму догадки, необходимые для надлежащего устранения неполадок. Подобное комплексное решение необходимо для того, чтобы докстанции могли проводить инспекции солнечных батарей.
Можете ли вы обнаружить неисправную панель?
Подсказка: на ИК-изображении ищите панель более светлого цвета в 3-м ряду сверху.
Дополнительные проверки
На месте были проведены дополнительные испытания других объектов инфраструктуры, включая подстанцию и воздушные линии. Команда смогла продемонстрировать возможность однократного полета штатного пилота беспилотника компании-заказчика для сбора необходимых данных и последующего повторения полета системой Dock по требованию, а также возможность создания облака точек и использования его в FlightHub 2 для планирования миссий. Система также позволяет оценивать растительность, ход строительства и следить за другими объектами инфраструктуры, такими как ограждения, а также осуществлять регулярное патрулирование и охрану по требованию.
Облако точек подстанции RGB и облако точек по высоте
Заглядывая в будущее, команда также видит потенциал в возможности проведения дополнительной инспекции на основе отчета об инспекции Raptor Maps, где задание будет автоматически загружено в док, побуждая беспилотник вернуться в проблемную зону и собрать более подробные снимки и информацию о панелях. Несмотря на интерес к считыванию информации о SN на панели, местоположение SN было ограничивающим фактором в этом испытании.
Резюме
Благодаря совместным усилиям, которые были бы невозможны без участия всех команд, заинтересованные стороны смогли работать вместе, чтобы понять возможности системы Dock для проверки солнечных батарей, следуя поговорке “ползи, иди, а потом беги”.
Ползание (предпроект)
Ползти нужно до запуска дрона в работу, а именно: создание внутренней программы UAS с политикой и стандартными операционными процедурами, обучение удаленных пилотов с авиационным мышлением, понимание того, как собирать данные, и интеграция результатов в повседневную работу для использования лицами, принимающими решения. Для этого сотрудничества также было важно наладить отношения в отрасли в области программного обеспечения, аппаратного обеспечения, закупок и поддержки.
Прогулка (проект)
Определение испытательного полигона и стратегии развертывания на основе возможностей и требований системы было ключом к успешному развертыванию. На основании выполненных полетов и времени зарядки команда подсчитала, что при использовании дока можно собирать данные со скоростью 5 МВт в час в соответствии с рекомендациями Raptor Standard (на месте работы достигалось ~7 МВт в час). При продолжительности полета 6 часов в день в зависимости от освещенности это приведет к тому, что сбор данных для всей фермы мощностью 181 МВт будет завершен примерно за 6 рабочих дней.
Даже если на текущем этапе не будет получено разрешение на полеты за пределами прямой видимости, заинтересованные стороны увидели ценность в возможности удаленного планирования, сохранения и повторения миссий по требованию, а также в устранении многочисленных задач на месте для пилота, включая зарядку, обновление, планирование полетов и выгрузку/загрузку данных. Возможность собирать практически идентичные последующие снимки и выполнять другие важные задачи с помощью беспилотника после завершения инспекции на месте обеспечивает дополнительную ценность и помогает операционной команде оптимизировать работу в конце рабочего дня.
Запуск (будущее)
Если вы думаете о запуске в будущее, то такие переменные, как местоположение дока, скорость захвата и автоматическое планирование полетов на основе обнаруженных проблем и угла наклона панели, могут помочь упростить процесс. Отказ от BVLOS для площадки позволит сэкономить на ежегодных или двухгодичных стандартных инспекциях, стоимость которых варьируется, а также сократить трудозатраты, которые достигают примерно 12 000 долларов в год на сбор дополнительных данных пилотом на месте и вспомогательным персоналом.
Мы надеемся, что этот документ смог предоставить вам полезную информацию, поскольку мы все вместе работаем над тем, чтобы продвигать отрасль вперед.
О компании Raptor Maps
Компания Raptor Maps создает интегрированную операционную систему для солнечной энергетики, позволяющую отрасли масштабироваться и достигать глобальных климатических целей. Наша платформа управления жизненным циклом солнечных электростанций (Raptor Solar) предоставляет инструменты и систему учета, необходимые владельцам активов, менеджерам, эксплуатационникам, разработчикам и EPC для строительства, обслуживания и расширения солнечных электростанций. В основе платформы лежат постоянно развивающиеся цифровые двойники ваших солнечных активов с географической привязкой, которые интегрируются с источниками данных, необходимых для получения действенных выводов. Raptor Solar устраняет разрыв между пониманием и действием, улучшает состояние активов и производство электроэнергии, снижает риски и, в конечном счете, повышает доходность солнечных активов. Чтобы узнать больше о Raptor Maps или запланировать демонстрацию, свяжитесь с нами по адресу raptormaps.com/contact.
О компании UVT
UVT предоставляет организациям по всей стране новейшие технологии, обучение и поддержку в области беспилотных летательных аппаратов и робототехники. Мы сотрудничаем с вами, чтобы предоставить комплексные решения “под ключ”, адаптированные к вашим задачам. Наши комплексные услуги включают в себя разнообразный каталог проверенных аппаратных и программных решений для предприятий, консультации, обследование объектов, установку и обучение для беспрепятственного развертывания. Все это подкрепляется набором услуг по технической и оперативной поддержке парка оборудования, чтобы помочь вашей организации максимально использовать преимущества наших технологий. Чтобы узнать больше, посетите наш веб-сайт www.uvt.us.
