Πλατφόρμα πολλαπλών-drone για αυτόνομες ηλιακές επιθεωρήσεις, Digital Twin Creation

Μια νέα προσέγγιση επιθεώρησης που βασίζεται σε drone-στοχεύει να αντιμετωπίσει μία από τις αυξανόμενες προκλήσεις στην ηλιακή κλίμακας χρηστικότητας-: πώς να συλλέγετε ακριβή δεδομένα από ολοένα και μεγαλύτερες τοποθεσίες φωτοβολταϊκών εντός περιορισμένων λειτουργικών παραθύρων.

 

Η ισραηλινή εταιρεία τεχνολογίας vHive έχει αναπτύξει μια πλατφόρμα λογισμικού που συντονίζει πολλαπλά drones κατά τη διάρκεια των ηλιακών επιθεωρήσεων, συνδυάζοντας αυτόνομο σχεδιασμό πτήσης, θερμική απεικόνιση, χαρτογράφηση RGB (Κόκκινο, Πράσινο και Μπλε) και ψηφιακές διπλές δυνατότητες. Σύμφωνα με την εταιρεία, το σύστημα έχει σχεδιαστεί για να επιτρέπει στους χειριστές ηλιακής ενέργειας να πραγματοποιούν έρευνες μεγάλης-κλίμακας χωρίς να βασίζονται σε εξαιρετικά εξειδικευμένους πιλότους drone.

 

Η τεχνολογία βασίζεται σε εμπορικά διαθέσιμα drones και όχι σε ειδικά κατασκευασμένα-αεροσκάφη. Ο Daniel Tomer, ιδρυτής και CTO της vHive, εξήγησε ότι η εστίαση της εταιρείας δεν ήταν η ανάπτυξη ενός νέου drone, αλλά η δημιουργία της υποδομής λογισμικού που απαιτείται για την αποτελεσματική λειτουργία στόλων drones.

 

"Ξεκινήσαμε από την αρχή κοιτάζοντας την ψηφιοποίηση-μεγάλης κλίμακας", είπε στο περιοδικό pv. "Αυτό, από την άποψη του προϊόντος, οδήγησε σε αποφάσεις για προϊόντα όπως η χρήση-των-drones ραφιών."

 

Η πλατφόρμα υποστηρίζει επί του παρόντος τα drones DJI Matrice 4 Thermal, τα οποία η εταιρεία λέει ότι παρέχουν μια οικονομικά{1}αποτελεσματική λύση για θερμικές επιθεωρήσεις. Σύμφωνα με τον Tomer, κάθε μονάδα κοστίζει περίπου $7.500 και μπορεί να μεταφερθεί εύκολα ως μέρος μιας μεγαλύτερης εγκατάστασης επιθεώρησης.

 

Συντονισμός πολλαπλών drones
Η κύρια τεχνολογική πρόκληση, σύμφωνα με το vHive, δεν είναι το ίδιο το drone αλλά ο συντονισμός πολλαπλών αεροσκαφών κατά τη διάρκεια μιας ενιαίας αποστολής επιθεώρησης. "Ένα μόνο drone είναι απλό. Κάνεις κλικ σε ένα κουμπί και πετάει", είπε ο Tomer. «Αν χρειάζεται να πετάξεις δύο drones ταυτόχρονα, αν το κάνεις μόνος σου, τότε πρέπει να κάνεις κάτι τέτοιο, κάτι που είναι αδύνατο».

 

Εξήγησε ότι ο χειροκίνητος συντονισμός πολλών drones απαιτεί συνεχή επικοινωνία μεταξύ των χειριστών, συμπεριλαμβανομένων πληροφοριών σχετικά με την τοποθεσία, το υψόμετρο και τις διαδρομές πτήσης. «Αν θέλετε να χρησιμοποιήσετε πολλαπλά drones, αυτό γίνεται και πάλι αδύνατο», είπε. «Ο συντονισμός του στόλου και η ενορχήστρωση της συλλογής των πάντων με ολοκληρωμένο τρόπο είναι κάτι που κάνει το σύστημα».

 

 

Αντί να πετούν σε σχηματισμό, τα drones έχουν ξεχωριστές περιοχές της τοποθεσίας των φωτοβολταϊκών. Το λογισμικό χωρίζει την περιοχή επιθεώρησης σε ενότητες χρησιμοποιώντας αλγόριθμους και εκχωρεί σε κάθε drone τη δική του περιοχή. «Χρησιμοποιούμε εξελιγμένους αλγόριθμους για να τμηματοποιήσουμε την περιοχή σε διαφορετικές περιοχές και κάθε drone καλύπτει τη δική του περιοχή», είπε ο Tomer.

 

Η εταιρεία είπε ότι τα drones διαχωρίζονται σκόπιμα για να βελτιωθεί η ασφάλεια. Όταν η μπαταρία ενός drone εξαντληθεί, ο χειριστής την αντικαθιστά και συνεχίζει την αποστολή. «Ο χειριστής γίνεται διαχειριστής μπαταριών αντί για χειριστή πτήσης», εξήγησε ο Τόμερ. «Απλώς πρέπει να αντικαταστήσουν τις μπαταρίες και το drone συνεχίζει να ανεβοκατεβαίνει συνεχώς».

 

Καθημερινό παράθυρο
Οι μεγάλες φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις παρουσιάζουν ιδιαίτερες προκλήσεις για τις συμβατικές μεθόδους επιθεώρησης, ειδικά επειδή οι θερμικές μετρήσεις απαιτούν κατάλληλες καιρικές συνθήκες και συνθήκες ακτινοβολίας.

 

Ο Tomer είπε ότι οι χειριστές έχουν συχνά μόνο ένα περιορισμένο ημερήσιο παράθυρο για θερμικές επιθεωρήσεις. "Έχετε ένα πολύ μικρό χρονικό διάστημα όπου μπορείτε πραγματικά να κάνετε μια θερμική σάρωση", δήλωσε. «Κάπου τέσσερις με πέντε, έξι ώρες, αυτό είναι».

 

Η έλλειψη αυτού του παραθύρου λόγω των μεταβαλλόμενων καιρικών συνθηκών μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές καθυστερήσεις, πρόσθεσε. Ως εκ τούτου, η δυνατότητα ταυτόχρονης λειτουργίας πολλών drones αποσκοπεί στη μεγιστοποίηση του όγκου των δεδομένων που συλλέγονται υπό κατάλληλες συνθήκες.

 

 

Σύμφωνα με τον Tomer, ο αριθμός των απαιτούμενων drones εξαρτάται από το μέγεθος και τη διάταξη της φωτοβολταϊκής εγκατάστασης, καθώς και από την πυκνότητα εγκατεστημένης ισχύος.

 

Ωστόσο, είπε ότι οι παράλληλες επιχειρήσεις μπορούν να μειώσουν σημαντικά τον χρόνο επιθεώρησης. «Αν σας πάρει μία ώρα με ένα μόνο drone, τότε θα σας πάρει 30 λεπτά με δύο drones», είπε. «Τότε ένα τρίτο με τρία drones και προφανώς το ένα τέταρτο με τέσσερα drones».

 

Πρόσθεσε ότι υπάρχει ένα πρακτικό όριο στην αύξηση του αριθμού των drones που χειρίζεται ένα μόνο άτομο. Για πολύ μεγάλους ιστότοπους, η εταιρεία συνιστά τη χρήση πολλαπλών ομάδων που χειρίζονται πολλαπλά drones.

 

Αυτόνομη λειτουργία
Βασικό στοιχείο της πλατφόρμας είναι η μείωση του επιπέδου εμπειρογνωμοσύνης που απαιτείται από τους χειριστές πεδίου. Η Naomi Stol, διευθύντρια μάρκετινγκ στο vHive, είπε ότι το οικονομικό πλεονέκτημα προέρχεται εν μέρει από την αποφυγή της ανάγκης για εξαιρετικά εξειδικευμένους πιλότους drone. «Όταν μιλάμε για τα οικονομικά της χρήσης ενός μόνο πληρώματος για όλα αυτά τα drones, μιλάμε για ένα πλήρωμα που δεν είναι εξειδικευμένοι πιλότοι υψηλής εξειδίκευσης», είπε στο περιοδικό pv.

 

Σύμφωνα με αυτήν, το να επιτραπεί στα υπάρχοντα πληρώματα πεδίου να διενεργούν επιθεωρήσεις μπορεί να μειώσει το λειτουργικό κόστος και να κάνει τις έρευνες μεγάλης κλίμακας-με drone πιο πρακτικές. Ο Tomer πρόσθεσε ότι η πλατφόρμα απαιτεί ελάχιστη αλληλεπίδραση από τον χειριστή. Αντί να ελέγχουν χειροκίνητα το αεροσκάφος, οι χρήστες επιλέγουν την περιοχή που θέλουν να επιθεωρήσουν μέσω της διεπαφής λογισμικού.

 

 

«Απλώς πρέπει να συνδεθείτε», είπε. "Το σύστημα διατηρεί τις πληροφορίες. Εφόσον ψηφιοποιούμε το περιουσιακό σας στοιχείο, καταλαβαίνουμε ακριβώς πού βρίσκεται."

 

Το λογισμικό περιέχει ήδη πληροφορίες σχετικά με τη διάταξη του ιστότοπου, συμπεριλαμβανομένων σειρών, δομών και λειτουργικών μονάδων. Οι χειριστές χρειάζεται μόνο να επιλέξουν τη σχετική ενότητα, μετά την οποία το σύστημα εκτοξεύει αυτόματα τα drones. "Δεν υπάρχουν ραβδιά στη διαδικασία", είπε ο Tomer. "Τα ραβδιά είναι για ειδικούς. Δεν κάνουμε μπαστούνια. Είναι αυτόνομο."

 

Θερμική απεικόνιση και ψηφιακά δίδυμα
Η διαδικασία επιθεώρησης συνδυάζει θερμική και RGB απεικόνιση. Σύμφωνα με το vHive, τα drones συλλέγουν τόσο θερμικά δεδομένα όσο και συμβατικές εικόνες κατά τη διάρκεια πτήσεων. «Στο τέλος της διαδικασίας επιθεώρησης, λαμβάνουμε στην πραγματικότητα δύο ορθοφωτογραφίες», εξήγησε ο Tomer. "Ένα που είναι θερμικό με ακριβή θερμική ένδειξη της θερμοκρασίας και μια ορθοφωτογραφία RGB."

 

Οι εικόνες RGB παρέχουν οπτικές πληροφορίες για τον εντοπισμό ζητημάτων όπως ρωγμές μονάδων, ενώ η θερμική απεικόνιση μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό ανωμαλιών θερμοκρασίας.

 

Πέρα από την επιθεώρηση, η εταιρεία τοποθετεί την ψηφιακή διπλή τεχνολογία της ως δεύτερο στοιχείο της πλατφόρμας. Ο Tomer περιέγραψε το vHive ότι έχει "δύο ημισφαίρια": απόκτηση δεδομένων στο πεδίο και ψηφιακή κατανόηση του περιουσιακού στοιχείου.

 

«Το άλλο ημισφαίριο είναι η ψηφιακή κατανόηση του πεδίου», είπε.

 

Η εταιρεία είπε ότι τα ψηφιακά δίδυμα μπορούν να παρέχουν λεπτομερείς-τρισδιάστατες αναπαραστάσεις ηλιακών στοιχείων, βοηθώντας τους χειριστές να αποφεύγουν τις περιττές επιτόπιες επισκέψεις.

 

«Για την ηλιακή ενέργεια, αυτό που κάνουμε αυτή τη στιγμή είναι να παρέχουμε προηγμένη κατανόηση του ιστότοπου», είπε ο Tomer, προσθέτοντας ότι η πλατφόρμα μπορεί να υποστηρίξει εφαρμογές που σχετίζονται με μοντέλα CAD και BIM.

 

Σύμφωνα με το vHive, το αυξανόμενο μέγεθος των ηλιακών έργων και η αυξανόμενη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας που συνδέεται με τις υποδομές τεχνητής νοημοσύνης δημιουργούν ζήτηση για πιο αποτελεσματικές μεθόδους επιθεώρησης.

 

«Η επανάσταση της τεχνητής νοημοσύνης πλησιάζει και η υψηλή ζήτηση για ενέργεια οδηγεί την κλίμακα για ηλιακή ενέργεια, ιδιαίτερα στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας», είπε ο Tomer, σημειώνοντας ότι οι χειροκίνητες επιθεωρήσεις γίνονται όλο και πιο ανέφικτοι καθώς τα ηλιακά πάρκα επεκτείνονται σε εκατοντάδες μεγαβάτ. "Όταν έχετε αυτά τα μεγάλης κλίμακας- ηλιακά πάρκα, μια μη αυτόματη έρευνα είναι απλώς αδύνατη σε αυτό το σημείο", είπε.

 

Η εταιρεία είπε ότι η πλατφόρμα της χρησιμοποιείται ήδη σε έργα του πραγματικού-κόσμου, αν και δεν παρείχε αριθμούς πελατών.