Multi-droneplattform for autonome solinspeksjoner, digital tvillingskaping

En ny dronebasert-inspeksjonstilnærming tar sikte på å møte en av de økende utfordringene innen solenergi i nytte-skala: hvordan man samler inn nøyaktige data fra stadig større solcelleanlegg innenfor begrensede driftsvinduer.

 

Det israelske teknologiselskapet vHive har utviklet en programvareplattform som koordinerer flere droner under solinspeksjoner, og kombinerer autonom flyplanlegging, termisk avbildning, (rød, grønn og blå) RGB-kartlegging og digitale tvillingmuligheter. Ifølge selskapet er systemet designet for å tillate solcelleoperatører å utføre-storskala undersøkelser uten å stole på høyt spesialiserte dronepiloter.

 

Teknologien er basert på kommersielt tilgjengelige droner i stedet for spesialbygde-fly. Daniel Tomer, grunnlegger og CTO for vHive, forklarte at selskapets fokus ikke var å utvikle en ny drone, men å skape programvareinfrastrukturen som kreves for å drive droneflåter effektivt.

 

«Vi begynte fra begynnelsen av å se på-storskala digitalisering,» sa han til magasinet pv. "Det, fra et produktperspektiv, førte til produktbeslutninger som å bruke-hylledroner."

 

Plattformen støtter for tiden DJI Matrice 4 Thermal droner, som selskapet sier gir en kostnadseffektiv løsning for termiske inspeksjoner. Ifølge Tomer koster hver enhet rundt 7500 dollar og kan enkelt transporteres som en del av et større inspeksjonsoppsett.

 

Koordinering av flere droner
Den største teknologiske utfordringen, ifølge vHive, er ikke selve dronen, men koordineringen av flere fly under et enkelt inspeksjonsoppdrag. "En enkelt drone er enkelt. Du klikker på en knapp, og den flyr," sa Tomer. "Hvis du trenger å fly to droner samtidig, hvis du gjør det selv, så må du gjøre noe sånt, noe som er umulig."

 

Han forklarte at manuell koordinering av flere droner krever kontinuerlig kommunikasjon mellom operatører, inkludert informasjon om plassering, høyde og flyveier. "Hvis du vil bruke flere droner, blir dette igjen umulig," sa han. "Koordineringen av flåten og orkestreringen av å samle alt på en helhetlig måte er noe systemet gjør."

 

 

I stedet for å fly i formasjon, er dronene tildelt separate områder på PV-stedet. Programvaren deler inspeksjonsområdet inn i seksjoner ved hjelp av algoritmer og tildeler hver drone sin egen region. "Vi bruker sofistikerte algoritmer for å segmentere området i forskjellige regioner, og hver drone dekker sin egen region," sa Tomer.

 

Selskapet sa at dronene er med vilje atskilt for å forbedre sikkerheten. Når en drones batteri er utladet, erstatter operatøren det og fortsetter oppdraget. – Operatøren blir batterisjef i stedet for flyoperatør, forklarte Tomer. "De trenger bare å bytte batterier, og dronen fortsetter å gå opp og ned kontinuerlig."

 

Daglig vindu
Store solcelleanlegg gir spesielle utfordringer for konvensjonelle inspeksjonsmetoder, spesielt fordi termiske målinger krever passende vær- og bestrålingsforhold.

 

Tomer fortalte at operatørene ofte bare har et begrenset daglig vindu for termiske inspeksjoner. "Du har et veldig lite tidsvindu der du virkelig kan gjøre en termisk skanning," sa han. "Et sted mellom fire til fem, seks timer, det er det."

 

Å savne det vinduet på grunn av skiftende værforhold kan føre til betydelige forsinkelser, la han til. Muligheten til å operere flere droner samtidig er derfor ment å maksimere mengden data som samles inn under passende forhold.

 

 

Antall droner som kreves avhenger ifølge Tomer av størrelsen og utformingen av PV-anlegget, samt installert kapasitetstetthet.

 

Han sa imidlertid at parallelle operasjoner kan redusere inspeksjonstiden betydelig. "Hvis det tar deg én time med en enkelt drone, vil det ta deg 30 minutter med to droner," sa han. "Så en tredje med tre droner, og åpenbart en fjerdedel med fire droner."

 

Han la til at det er en praktisk grense for å øke antall droner som opereres av en enkelt person. For svært store nettsteder anbefaler selskapet å bruke flere team som opererer flere droner.

 

Autonom drift
Et sentralt element i plattformen er å redusere kompetansenivået som kreves fra feltoperatører. Naomi Stol, markedsdirektør i vHive, sa at den økonomiske fordelen delvis kommer fra å unngå behovet for høyt spesialiserte dronepiloter. "Når vi snakker om økonomien ved å bruke et enkelt mannskap for alle disse dronene, snakker vi om et mannskap som ikke er svært dyktige spesialiserte piloter," sa hun til magasinet pv.

 

Ifølge henne kan det å la eksisterende feltmannskaper utføre inspeksjoner redusere driftskostnadene og gjøre store-droneundersøkelser mer praktiske. Tomer la til at plattformen krever minimal interaksjon fra operatøren. I stedet for å kontrollere flyet manuelt, velger brukerne området de vil inspisere gjennom programvaregrensesnittet.

 

 

"Du trenger bare å logge inn," sa han. "Systemet inneholder informasjonen. Siden vi digitaliserer eiendelen din, forstår vi nøyaktig hvor den er."

 

Programvaren inneholder allerede informasjon om nettstedets layout, inkludert rader, strukturer og moduler. Operatører trenger bare å velge den aktuelle delen, hvoretter systemet starter dronene automatisk. "Ingen kjepper i prosessen," sa Tomer. "Stikker er for eksperter. Vi driver ikke med pinner. Det er autonomt."

 

Termisk bildebehandling og digitale tvillinger
Inspeksjonsprosessen kombinerer termisk og RGB-avbildning. Ifølge vHive samler dronene inn både termiske data og konvensjonelle bilder under flyvninger. "På slutten av inspeksjonsprosessen får vi faktisk to ortofoto," forklarte Tomer. "En som er termisk med presis termisk avlesning av temperatur, og et RGB ortofoto."

 

RGB-bildene gir visuell informasjon for å identifisere problemer som modulsprekker, mens termisk bildebehandling kan hjelpe med å oppdage temperaturavvik.

 

Utover inspeksjon, posisjonerer selskapet sin digitale tvillingteknologi som en andre komponent av plattformen. Tomer beskrev vHive som å ha «to halvkuler»: datainnsamling i felt og digital forståelse av ressursen.

 

"Den andre halvkulen er den digitale forståelsen av feltet," sa han.

 

Selskapet sa at digitale tvillinger kan gi detaljerte tredimensjonale-representasjoner av solenergiressurser, og hjelpe operatører med å unngå unødvendige feltbesøk.

 

"For solenergi er det vi gjør akkurat nå å gi avansert forståelse av nettstedet," sa Tomer og la til at plattformen kan støtte applikasjoner relatert til CAD- og BIM-modeller.

 

Ifølge vHive skaper den økende størrelsen på solenergiprosjekter og økende etterspørsel etter elektrisitet knyttet til kunstig intelligens-infrastruktur etterspørsel etter mer effektive inspeksjonsmetoder.

 

"AI-revolusjonen er på vei, og den høye etterspørselen etter energi driver opp skalaen for solenergi, spesielt i sektoren for fornybar energi," sa Tomer, og la merke til at manuelle inspeksjoner blir stadig mer upraktiske ettersom solfarmer utvides til hundrevis av megawatt. "Når du har de store-solfarmene, er en manuell undersøkelse bare umulig på dette tidspunktet," sa han.

 

Selskapet sa at plattformen deres allerede brukes i-virkelige prosjekter, selv om den ikke oppga kundenummer.