كيف يتم صيانة نظام تكنولوجيا الطاقة الشمسية المستندة الى الطائرات بدون طيار (الدرون)

احدى المصادر الرئيسية للطاقة المتجددة هي الكهرباء الشمسية. لا يوجد شك في القيمة المالية والبيئية الكبيرة لعائد استثمار الطاقة الشمسية. تم تصنيع الألواح الشمسية الحديثة للبقاء لعقود، ومع ذلك، فإن كفاءة الإنتاج وعمر الخدمة غير مرتبطين ببعضهما البعض.

لنكتشف كيف يمكن للفحوصات الروتينية باستخدام الطائرات بدون طيار (الدرون) أن تساعدنا في الحفاظ على أعلى مستوى من الكفاءة في مرافق الطاقة الشمسية لدينا. سنناقش أيضا كيف يساعد طراز (DJI M300 RTK) و حمولته في جعل الطاقة الشمسية تنافس الوقود الأحفوري.

كل لوح شمسي في النهاية سوف يتدهور بسبب تعرضه للعوامل الجوية. ووفقا للدراسات، تتدهور الألواح الشمسية بمعدل يتراوح بين 3.05% سنويا، والأمر يتسارع في حالة التعرض للحرارة المرتفعة والرطوبة المرتفعة.

يجب أن تهتم بتأثير الاستخدام الذي يؤدي الى تدهور الألواح الشمسية في شكل (PID) (التدهور المستحث المهمل) وتدهور الإضاءة (LID) . بينما يعد تدهور (PID) أقل فهما ولايتوقف تأثيرها على تلف الألواح الشمسية، الا أن إدارة (LID) تكون معقولة حيث يتوقف تأثيرها بعد بضع ساعات. يعتبر تراكم الملح والرطوبة المرتفعة المفرطة حاليا أحد الأسباب المعترف بها لتوليد تيار كهربائي وتسبب أضرار.

يمكن ان يؤدي تدهور (PID) الى فقدان الألواح الشمسية لأكثر من 30% من قدرتها على انتاج الكهرباء، وفقا للتجارب. يجب أن تفقد هذه الألواح ما يصل الى 90% من انتاجيتها في حالات غير ملائمة حيث لا يتم التعرف على تدهور (PID) ومعالجته. عند إضافة التدهور الناتج عن أسباب إضافية، مثل عدم كفاية التهوية، والحرارة الشديدة، واكثر من ذلك، فإنك تنظر الى فقدان كبير للطاقة. الجانب الإيجابي هو انه في معظم الحالات، يتم تفريغ الحرارة من النظام عندما لا يتم انتاج الكهرباء. يمكن لأجهزة الاستشعار الحراري تحديد نقاط ساخنة حيث تتواجد هذه الحرارة.

فحص الألواح الشمسة:

الفحوص الروتينية المتبعة بجولات الصيانة هي المفتاح لتحقيق أقصى كفاءة، لأن الألواح الشمسية تتدهور وتنتج أقل مع مرور الوقت. ومع ذلك، تتحول الفحوص إلى عملية مرهقة عندما تنظر إلى محطة طاقة شمسية بحجم صناعي.

الطائرات بدون طيار (الدرون) مقابل التقنيات اليدوية:

على الرغم من أن هناك بالفعل بعض فحوص الألواح الشمسية التي يتم إجراؤها، إلا أن الغالبية العظمى لا يزال يتم إجراؤها يدويا باستخدام كاميرات حرارية محمولة.

يمكن العثور على عيوب التصنيع، والشروخ، والروابط الداخلية السيئة، والثنائيات التجاوزية العاطلة، والظلال المؤقتة جميعها باستخدام كاميرا حرارية.

يمكن أن تكون الطريقة أكثر فاعلية، ولكن التحقق اليدوي وباستخدام الكاميرات المحمولة مقبول. قم بتحليق الطائرة بدون طيار (الدرون) إلى الأمام للحصول على البيانات بشكل أسرع وأكثر دقة ولزيادة السلامة.

للخلاصة، فيما يلي بعض الطرق التي تتفوق بها الطائرات بدون طيار (الدرون) على طرق التفتيش التقليدية/اليدوية:

• تحسين الإنتاجية: تلتقط الطائرات بدون طيار (الدرون) البيانات بأكثر من 50 مرة أسرع من الأساليب التقليدية. نظرا لحجم المزارع الشمسية كمنشآت، يمكن للطائرة بدون طيار (الدرون) مع كاميرا حرارية مناسبة مسح الموقع بحثا عن العيوب بشكل أسرع بكثير مقارنة باستخدام كاميرا حرارية على الأرض.

• تحسين جودة وكميات المعلومات: العثور بكفاءة على المشكلات التي يمكن أن تغفلها العمليات اليدوية.

• تجنب ساعات العمل الخطرة: يمكن إجراء الفحوص والمسوح دون تعريض نفسك للمخاطر المحتملة.

• تخفيض التكاليف: ليس فقط للتفتيش، ولكن أيضا للمعدات والصيانة والإغلاقات المحتملة.

• توزيع وتتبع وحفظ البيانات: قم بتنظيم البيانات باستخدام بوابة آمنة وإعداد تقارير عملية.

الطائرات بدون طيار(الدرون) لها مزايا كبيرة عندما يتعلق الأمر بتعزيز جمع البيانات وزيادة الكفاءة. على سبيل المثال، تمكن الطائرات بدون طيار (الدرون) مفتشين الألواح الشمسية من جمع بيانات حرارية (RGB) الضوء المرئي بسبب الحمولات المعقدة التي يمكن حملها.

وعلى الرغم من أن بيانات (RGB) ضرورية لتوفير صورة كاملة عن ما يحدث في موقعك، إلا أن التصوير الحراري أمر حاسم في فحوص الألواح الشمسية.

فحوص الألواح الشمسية باستخدام (DJI Matrice 300 RTK, Zenmuse H20):

كما تم تأكيده بالفعل، فإن فحص مرافق الطاقة الشمسية سيرا على الأقدام يشكل تحديا. لجمع البيانات، يتعين على المفتشين أن يتجولوا بين الألواح الشمسية في حرارة شديدة. إنها عملية صعبة ومطولة وغير فعالة.

من حيث الحمولة، تعتبر زينموس 20 (Zenmues 20) بطلة بلا منازع، تتميز بوجود عدة أجهزة استشعار وإخراج حرارة دقيقة، مما يجعله خيارا جيدا جدا لفحوص الطائرات بدون طيار (الدرون) لمزارع الطاقة الشمسية. في حين يقوم جهاز الاستشعار الحراري بتحديد النقاط الساخنة، يمكن للصور التي تم جمعها بواسطة ال(RGB) في تحديد المشكلات الأخرى وإزالة النقاط الفعالة الخاطئة.

تعتبر ال(M300 RTK)، أفضل طائرة بدون طيار (الدرون) تجارية، لفحوص الألواح الشمسية بفضل مجموعة متنوعة من الميزات والقدرات.

مع زمن طيران يصل الى43 دقيقة مع (H20) أو 55 دقيقة بدون حمولة، تساهم أداة الطيران في تعزيز الكفاءة في المقام الأول.

بفضل هذه القدرة على التحمل، يمكن جمع مزيد من البيانات في رحلة واحدة.

بالإضافة الى كونه أكثر طائرة من دي جي آي (DJI) متينة حتى الان، يتميز(M300 RTK) بمقاومة افضل لسرعة الرياح تصل الى 15 م/ث وشهادة (IP45) وهو اعلى من (IP43) من تصنيف (M200) لسلسلة V2 و V1.

الطائرة بدون طيار (الدرون) لديها بطاريات قابلة للتبديل السريع، مما يتيح للمشغلين استبدالها دون الحاجة الى إعادة تشغيل الطائرة، مما يقلل من التوقف.

بالإضافة الى ذلك، انها طائرة بدون طيار (الدرون) قابلة للتكيف بشكل كبير. ان قدرتها على تغيير الحمولات يمكنها أن تستخدم مجموعة متنوعة من الأجهزة الاستشعارية، بما في ذلك كاميرات التصوير الفوتوغراميترية أو (LiDAR) رادار الضوء مما يجعلها طائرة متعددة الاستخدامات.

حمولة (H20T) هنا:

يتمتع (M300 RTK) بوزن حمولة 2.7 كجم، ووزن إقلاع أقصى يبلغ 9 كجم، ويمكنه أيضا نقل ما يصل إلى ثلاث حمولات.

من خلال واجهة برمجة تطبيقات الحمولة (Payload SDK) يمكن دمج الطائرة بدون طيار مع أجهزة استشعار من جهات خارجية، مثل كاميرا الحرارة (XT2)، وكاميرا التكبير (Z30)، وحمولات أخرى.

سلسلة كاميرا (H20)، التي تم انشاؤها خصيصا ل (M300 RTK)، هي النجم الفعلي لهذه الطائرة.

يعد (H20T) خيارا رائعا لفحوص الألواح الشمسية لأنه يتمتع بقدرات حرارية، وتكبير واسعة. كما يتضمن أيضا قياس المسافة بالليزر، ومع ذلك فإنه غير مفيد جدا لفحص الألواح الشمسية.

أهم التفاصيل هي كالتالي: حراري: كاميرا بدقة 640 x 512 بكسل وقادرة على رصد الحرارة. بمعدل 30 اطارا في الثانية.

تكبير 20 ميجابكسل: تكبير أقصى يصل إلى 200 مرة؛ تكبير بصري هجين بنسبة 23 مرة، 4K/30 fps دقة فيديو.

كاميرا واسعة بدقة 12 ميجابكسل، طول بؤري معادل 24 مم؛ زاوية رؤية ديناميكية بمقدار 82.9 درجة.

أدنى دقة حرارية مطلوبة (IEC) وفقا لمواصفات اللجنة الكهروتقنية الدولية لفحص الألواح الشمسية بالحرارة بنجاح هي 640 x 480 بكسل. وهذه الدقة تتجاوزها كاميرا (H20T)

وفقا للجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)، فإن كاميرا بدقة 9 ميجابكسل تكفي اذا كنت بحاجة الى صور (RGB) مناسبة لفهم البيانات الحرارية الخاصة بك. لذا مرة أخرى، كاميرا (H20T) مناسبة.

يمكن للمشغلين أيضا التبديل بين عدة وجهات نظر للكاميرا باستخدام (H20T)

للتفتيش الذكي، (Matrice 300 RTK):

تتيح (Matric 300 RTK) مجموعة قدرات التفتيش الذكي لفحص الألواح الشمسية.

• تسجيل المهمة المباشر: لإعداد ملفات المهام عينة للفحوص التلقائية المقبلة، يمكن تسجيل إجراءات المهمة مثل حركة الطائرة، وموضع الجمبال، والتقاط الصور، ومستوى التكبير.

• مع سلسلة (H20)، يتوفر التحقق الالي بواسطة الذكاء الاصطناعي. يتم توفير إجراءات التحقق الدورية بشكل آلي وتسجيل نتائج موثوقة في كل مرة. وللحفاظ على توحيد الإطار، يتعرف الذكاء الاصطناعي المدمج على الموضوع المهم ويتعرف عليه في المهام الذاتية التالية.

فحص لوحات الطاقة الشمسية باستخدام (DJI Matrice 30):

دي جي اي (DJI M30T)، هو نموذج في سلسلة (DJI M30)، وهو خيار اخر ممتاز.

• ام 30 (M30)، الطراز الذي يعتبر نسخة من (M300 RTK)، يتمتع بخصائص أداء مشابهة الى حد كبيرلتلك الموجودة في (M300 RTK) ويتمتع حتى لمدة طيران تصل الى 41 دقيقة، ومحسن (IP) بتصنيف (IP55).

• الكاميرا مثبتة على الطائرة بدون طيار (الدرون) ولا يمكن تبديلها، على عكس (M300 RTK)، ومع ذلك فإنها تتمتع ببعض المواصفات الممتازة:

• الكاميرا الواسعة: (12 MP ½ CMOS) مستشعر درجة 84، طول معادل 24 مم، دقة فيديو: (4K/30fps).

• مستشعر كاميرا تكبير (48 MP ½ CMOS) مع (5x-16x) تقريب بصري و 200x كحد أقصى. تكبير هجين؛ دقة الصورة (8K) ودقة الفيديو (4K/30) اطارا في الثانية

• كاميرا تصوير حراري: طول بؤري معادل 40 مم، دقة 640 x 512 أو وضع تحسين الدقة الفائقة للصورة الحرارية بدقة 1280 x 1024؛ معدل 30 اطارا في الثانية؛ دقة القياس 2C او 2%.

• جهاز قياس المسافة بالليزر: المدى (3 m – 1200 m)؛ الدقة +(0.2 m + Dx 0.15 m)

ام 30 تي (M30T) أصغر بكثير من (M300 RTK) من حيث الحجم، مما يجعله أكثر سهولة في الحمل والنقل، وهذا ذو أهمية خاصة إذا كانت الألواح الشمسية موجودة في أماكن صعبة الوصول. .

فحص لوحات الطاقة الشمسية باستخدام (DJI Mavic 3):

واحدة من احدث الطائرات بدون طيار (الدرون) الصناعية في العالم هي (Mavic 3 Thermal) تحتوي على كاميرا حرارية تجعلها الخيار المثالي للمشاهدات الحرارية. كما انها خيار جيد لعمليات البحث والإنقاذ.

مقارنة بسابقتها، النسخة 3 تحتوي على كاميرا محسنة بدقة 48 ميجابكسل ومستشعر بحجم ¾ بوصة وغلق ميكانيكي. توفر رؤية أوسع وقدرة اكبر على جمع المزيد من البيانات بفضل حجم مستشعرها الأكبر. النتيجة هي أن الطائرة بدون طيار (الدرون) مثالية لعمليات الرسم البياني والتصوير الفوتوغرافي.

كما يجعل الطائرة بدون طيار (الدرون) قادرة على العمل في ظروف اضاءة منخفضة.

الجهاز يحتوي الان على تكبير هجين جديد بنسبة 65 بوصة، وتم زيادة وقت الوميض الى 45 دقيقة. .

استنتاج:

خلال السنوات القادمة، من المتوقع أن يزداد عدد تثبيت لوحات الطاقة الشمسية في جميع أنحاء البلاد. زيادة عدد التثبيتات تتوافق مع زيادة في عمليات التفتيش. وهذا أمر مشجع لسوق الطائرات بدون طيار (الدرون).

نظرا لأنها تتيح لمنظمات التفتيش الحصول على بيانات دقيقة بشكل استثنائي وزيادة الكفاءة وتحسين السلامة، فإن الطائرات بدون طيار (الدرون) تعد بديلا اكثر فعالية بكثير من الإجراءات التقليدية اليدوية.

تعتبر (M300 RTK) و (H20T) توفران حلا شاملا لنظام دي جي آي (DJI)، بينما تعتبر (M30T) اكثر قابلية للنقل ولكن اقل مرونة من (M300).

يمكن استخدام سلسلة (M200) v2, (Mavic 2 Enterprise Advanced), (DJI Mavic 3 Thermal), (M600 Pro) وغيرها من الطائرات بدون طيار (الدرون) في النظام البيئي لأداء هذه المهام أيضا.