Мульти-платформа для автономных проверок солнечной энергии и создания цифровых двойников

Новый подход к проверке с помощью дронов-направлен на решение одной из растущих проблем в области использования солнечной энергии-масштаба: как собирать точные данные со все более крупных фотоэлектрических объектов в течение ограниченных рабочих окон.

 

Израильская технологическая компания vHive разработала программную платформу, которая координирует работу нескольких дронов во время инспектирования Солнца, сочетая в себе автономное планирование полета, тепловидение, (красное, зеленое и синее) RGB-картирование и возможности цифровых двойников. По заявлению компании, система предназначена для того, чтобы позволить операторам солнечной энергии выполнять крупномасштабные исследования, не полагаясь на узкоспециализированных пилотов-дронов.

 

Эта технология основана на имеющихся в продаже дронах, а не на самолетах,-создаваемых по индивидуальному заказу. Дэниел Томер, основатель и технический директор vHive, объяснил, что целью компании является не разработка нового дрона, а создание инфраструктуры программного обеспечения, необходимой для эффективной эксплуатации парка дронов.

 

«Мы начали с самого начала, рассматривая крупномасштабную-оцифровку», — рассказал он 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, представляют собой экономичное-решение для теплового контроля. По словам Томера, каждая единица стоит около 7500 долларов и ее можно легко транспортировать как часть более крупной инспекционной установки.

 

Координация нескольких дронов
По мнению vHive, основной технологической задачей является не сам дрон, а координация действий нескольких самолетов в ходе одной инспекционной миссии. «Один дрон — это просто. Вы нажимаете кнопку, и он летает», — сказал Томер. «Если вам нужно управлять двумя дронами одновременно, если вы делаете это самостоятельно, то вам нужно сделать что-то подобное, что невозможно».

 

Он пояснил, что координация нескольких дронов вручную требует непрерывной связи между операторами, включая информацию о местоположении, высоте и траекториях полета. «Если вы захотите использовать несколько дронов, это снова станет невозможным», — сказал он. «Координация флота и организация комплексного сбора всего — это то, что делает система».

 

 

Вместо того, чтобы летать строем, дронам выделяются отдельные участки фотоэлектрической площадки. Программное обеспечение с помощью алгоритмов делит зону досмотра на участки и выделяет каждому дрону свой регион. «Мы используем сложные алгоритмы для разделения территории на разные регионы, и каждый дрон покрывает свой регион», — сказал Томер.

 

В компании заявили, что дроны намеренно разделены для повышения безопасности. Когда батарея дрона разряжается, оператор заменяет ее и возобновляет миссию. «Оператор становится менеджером по работе с батареями, а не оператором полета», — пояснил Томер. «Им просто нужно заменить батареи, а дрон продолжает постоянно подниматься и опускаться».

 

Ежедневное окно
Крупные фотоэлектрические установки представляют особые проблемы для традиционных методов проверки, особенно потому, что тепловые измерения требуют подходящих погодных условий и условий освещенности.

 

Томер сказал, что операторы часто имеют лишь ограниченное ежедневное окно для проведения тепловых проверок. «У вас есть очень небольшой промежуток времени, когда вы действительно можете провести тепловое сканирование», — заявил он. «Где-то между четырьмя-пятью, шестью часами, вот и все».

 

Отсутствие этого окна из-за изменения погодных условий может привести к значительным задержкам, добавил он. Таким образом, возможность одновременно управлять несколькими дронами призвана максимизировать объем данных, собираемых в подходящих условиях.

 

 

По словам Томера, количество необходимых дронов зависит от размера и компоновки фотоэлектрической станции, а также от плотности установленной мощности.

 

Однако он отметил, что параллельные операции позволяют существенно сократить время проверки. «Если с одним дроном вам понадобится один час, то с двумя дронами это займет 30 минут», — сказал он. «Затем третий с тремя дронами и, очевидно, четверть с четырьмя дронами».

 

Он добавил, что существует практический предел увеличению количества дронов, управляемых одним человеком. Для очень больших объектов компания рекомендует использовать несколько команд, управляющих несколькими дронами.

 

Автономная работа
Ключевым элементом платформы является снижение уровня знаний, требуемых от операторов месторождений. Наоми Стол, директор по маркетингу vHive, сказала, что экономическое преимущество частично связано с отсутствием необходимости в узкоспециализированных пилотах дронов. «Когда мы говорим об экономике использования одного экипажа для всех этих дронов, мы говорим об экипаже, который не состоит из высококвалифицированных специализированных пилотов», — сказала она журналу pv.

 

По ее словам, разрешение существующим полевым бригадам проводить проверки может снизить эксплуатационные расходы и сделать крупномасштабные исследования с помощью дронов более практичными. Томер добавил, что платформа требует минимального взаимодействия со стороны оператора. Вместо того, чтобы вручную управлять самолетом, пользователи выбирают область, которую они хотят проверить, через интерфейс программного обеспечения.

 

 

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

 

Программное обеспечение уже содержит информацию о макете сайта, включая строки, структуры и модули. Операторам достаточно выбрать соответствующий раздел, после чего система автоматически запускает дроны. «В этом процессе нет никаких препятствий», — сказал Томер. «Палки предназначены для экспертов. Мы не делаем палки. Они автономны».

 

Тепловидение и цифровые двойники
Процесс проверки сочетает в себе тепловизионную и RGB-визуализацию. По данным vHive, во время полетов дроны собирают как тепловые данные, так и обычные изображения. «В конце процесса проверки мы фактически получаем два ортофото», — объяснил Томер. «Тепловизор с точными термометрическими показаниями температуры и ортофото RGB».

 

Изображения RGB предоставляют визуальную информацию для выявления таких проблем, как трещины в модулях, а тепловидение может помочь обнаружить температурные аномалии.

 

Помимо проверки, компания позиционирует свою технологию цифровых двойников как второй компонент платформы. Томер описал vHive как имеющую «два полушария»: сбор данных в полевых условиях и цифровое понимание актива.

 

«Другое полушарие — это цифровое понимание этой области», — сказал он.

 

Компания заявила, что цифровые двойники могут обеспечить детальное-детализированное трехмерное представление объектов солнечной энергетики, помогая операторам избежать ненужных выездов на места.

 

«Что касается солнечной энергетики, то, что мы сейчас делаем, — это обеспечение более глубокого понимания объекта», — сказал Томер, добавив, что платформа может поддерживать приложения, связанные с моделями CAD и BIM.

 

По данным vHive, растущие размеры солнечных проектов и растущий спрос на электроэнергию, связанный с инфраструктурой искусственного интеллекта, создают спрос на более эффективные методы проверки.

 

«Революция искусственного интеллекта приближается, и высокий спрос на энергию стимулирует масштабы использования солнечной энергии, особенно в секторе возобновляемых источников энергии», — сказал Томер, отметив, что ручные проверки становятся все более непрактичными, поскольку солнечные фермы расширяются до сотен мегаватт. «Когда у вас есть такие крупные-солнечные фермы, ручное обследование на данном этапе просто невозможно», — сказал он.

 

Компания заявила, что ее платформа уже используется в реальных-мировых проектах, однако не сообщила количество клиентов.