近幾十年來，追求低碳能源供應(yīng)和技術(shù)進步方面的巨大努力推動了各種可再生能源的蓬勃發(fā)展，例如太陽能，風(fēng)能，海洋能，水力發(fā)電和生物質(zhì)能等。目前，太陽能光伏能源在全球向清潔低碳能源供應(yīng)過度方面發(fā)揮著越來越重要的作用。

　　運行光伏系統(tǒng)成本的把控因素之一是增加光伏組件的可靠性和使用壽命。隨著光伏電站的市場擴張對大，對光伏電站的可靠性提出了迫切的需求，需要更好的對光伏電站進行故障檢測以保障光伏電站的正常運轉(zhuǎn)。

　　目前，大型光伏電站系統(tǒng)通常設(shè)在沒有明顯遮陽區(qū)域的平原和丘陵區(qū)域，這些地區(qū)通常來說較為偏遠，給光伏巡檢監(jiān)測帶來了挑戰(zhàn)。

　　傳統(tǒng)的光伏組件巡檢是通過人工巡檢進行評估，但這種巡檢方式效率低、錯誤率比較高，在規(guī)模較大的光伏系統(tǒng)用人工通過視覺來評估在實踐中并不可行。除此之外，PL和EL也可以用來測量，基于PL技術(shù)的載體由光產(chǎn)生，并積聚在細胞中的缺陷或雜質(zhì)中。由于發(fā)光區(qū)域代表少數(shù)載流子的較高濃度，因此暗區(qū)域可以解釋為太陽能電池中的缺陷集中。EL技術(shù)類似于PL技術(shù)，因為載流子使用正向偏置中施加的電壓注入太陽能電池結(jié)。然而，EL測試提出了嚴格的環(huán)境要求，即測試只能在黑暗的空間內(nèi)進行，因為在高壓場中通過發(fā)光材料的電流發(fā)出的光低于背景光。由于EL測試通常是一種室內(nèi)評估工具，因此將其應(yīng)用于室外現(xiàn)場性能檢查存在挑戰(zhàn)。

　　總的來說，光伏電站巡檢目前存在以下幾個難點：1.專業(yè)技術(shù)檢測人員較少；2.面積大，偏僻，場區(qū)巡視難度大；3.人工巡檢熱板檢測效率比較低；4.巡檢的覆蓋面積較大。

　　近年來，隨著無人機的快速發(fā)展，被應(yīng)用于許多用途，比如搜索救援、消防滅火、測繪建模等領(lǐng)域。無人機光伏巡檢系統(tǒng)能夠集成視覺評估和基于 熱 紅外測溫儀的分析，用于大型光伏系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測和缺陷檢測。

　　無人機光伏熱紅外巡檢方案的工作流程

　　1.生成光伏電站的正射影像

　　外線精細化及熱紅外巡檢

　　使用無人機配合測繪軟件地面站生產(chǎn)光伏電站的正射影像，鳥瞰整個光伏電場。

　　使用GIS建模軟件打開正射影像

　　2.面板組件巡檢方法

　　光伏組件的“熱斑”

　　在光伏電站的長期使用中，光伏組件難免有鳥禽排泄物、浮土、落葉、雜草等遮擋物，這些遮擋物在光伏組件上形成了陰影。由于局部陰影的存在，光伏組件中某些電池單片的電流以及電壓發(fā)生了變化。從而導(dǎo)致光伏組件局部電流與電壓之積增大，使光伏組件的局部溫度上升，這種現(xiàn)象叫“熱斑效應(yīng)”。當(dāng)然面板受到外力的損壞也會導(dǎo)致局部電流與電壓之積增大從而產(chǎn)生“熱斑效應(yīng)”。

　　一般來說面板組件成東西向為排，南北向為列，巡檢的飛行模式為首先飛往該分區(qū)的左上角最遠點，機頭朝向正北，根據(jù)地形動態(tài)調(diào)整航高并保持畫面中同時存在固定排數(shù)的面板組件保持機頭朝向正北，航線垂直于機頭方向從西向東完成第一條航線，隨后向南移動至另固定排數(shù)的面板組件再從西向東完成第二條航線，直至一個區(qū)域飛行完成。

　　通過設(shè)置等溫線和高溫報警，配合高亮屏，就算在戶外也能輕易發(fā)現(xiàn)缺陷點。缺陷點溫度相對于正常面板組件較高，在巡檢過程中會以紅色像素的閃爍進行報警。

　　利用后臺分析軟件也可以對原始的只有灰度的紅外影像進行偽彩加強。

　　3.故障定位方法

　　利用無人機熱紅外云臺相機拍攝的圖片一般都帶有經(jīng)緯度信息，將經(jīng)緯度信息導(dǎo)入到正射影像里面，能看到缺陷圖片的拍攝位置。通過圖像比對，快速精準地判斷哪塊光伏面板與租一間出現(xiàn)的故障與缺陷。

　　4.外線精細化及熱紅外巡檢

　　外線通過的淺丘區(qū)域地形起伏較大，沿途自然環(huán)境較為惡劣，再加上光伏發(fā)電的特性，金具異常發(fā)熱和絕緣子破損還有外力破壞隱患是主要可能產(chǎn)生的缺陷。無人機和變焦高清的云臺相機在安全距離以外懸停飛機，對整個鐵塔進行可見光精細化巡檢，通過光學(xué)變焦來查看金具的銷釘級缺陷;再利用熱紅外相機對絕緣子串、金具和塔頭進行熱紅外巡檢。

　　無人機配備可見光和熱紅外的雙云臺配置，單次飛行過程中即可完成鐵塔的可見光和熱紅外巡檢，可見光查找銷釘缺失、金具銹蝕、絕緣子缺失、異物等常見缺陷，熱紅外查找金具異常發(fā)熱、低值零值絕緣子和塔材異常發(fā)熱。及時地發(fā)現(xiàn)和排查隱患，保障外線正常工作。