Plataforma multi-drones per a inspeccions solars autònomes, creació de bessons digitals

Un nou enfocament d'inspecció basat en drons-pretén abordar un dels reptes creixents de l'energia solar a escala-de serveis públics: com recollir dades precises d'emplaçaments fotovoltaics cada cop més grans en períodes de funcionament limitats.

 

L'empresa tecnològica israeliana vHive ha desenvolupat una plataforma de programari que coordina diversos drons durant les inspeccions solars, combinant la planificació de vol autònoma, imatges tèrmiques, mapes RGB (vermell, verd i blau) i capacitats de bessons digitals. Segons l'empresa, el sistema està dissenyat per permetre als operadors solars realitzar enquestes a gran-escala sense dependre de pilots de drons altament especialitzats.

 

La tecnologia es basa en drons disponibles comercialment en lloc d'aeronaus personalitzades-. Daniel Tomer, fundador i CTO de vHive, va explicar que l'objectiu de l'empresa no era desenvolupar un nou dron, sinó crear la infraestructura de programari necessària per operar flotes de drons de manera eficient.

 

"Vam començar des del principi mirant la-digitalització a gran escala", va dir a pv magazine. "Això, des de la perspectiva del producte, va portar a decisions sobre el producte, com ara utilitzar drons-de-prestatatge".

 

Actualment, la plataforma admet els drons tèrmics DJI Matrice 4, que segons la companyia ofereixen una solució rendible-per a les inspeccions tèrmiques. Segons Tomer, cada unitat costa uns 7.500 dòlars i es pot transportar fàcilment com a part d'una configuració d'inspecció més gran.

 

Coordinació de múltiples drons
El principal repte tecnològic, segons vHive, no és el dron en si, sinó la coordinació de múltiples aeronaus durant una única missió d'inspecció. "Un únic drone és senzill. Feu clic a un botó i vola", va dir Tomer. "Si necessites fer volar dos drons simultàniament, si ho fas tu mateix, llavors has de fer una cosa així, cosa que és impossible".

 

Va explicar que la coordinació manual de diversos drons requereix una comunicació contínua entre els operadors, inclosa informació sobre la ubicació, l'altitud i les rutes de vol. "Si voleu utilitzar diversos drons, això torna a ser impossible", va dir. "La coordinació de la flota i l'orquestració de recollir-ho tot de manera integral és una cosa que està fent el sistema".

 

 

En lloc de volar en formació, els drons se'ls assignen àrees separades del lloc fotovoltaic. El programari divideix l'àrea d'inspecció en seccions mitjançant algorismes i assigna a cada drone la seva pròpia regió. "Fem servir algorismes sofisticats per segmentar l'àrea en diferents regions, i cada drone cobreix la seva pròpia regió", va dir Tomer.

 

L'empresa va dir que els drons estan separats intencionadament per millorar la seguretat. Quan la bateria d'un dron s'esgota, l'operador la substitueix i reprèn la missió. "L'operador es converteix en un gestor de bateries en lloc d'un operador de vol", va explicar Tomer. "Només necessiten substituir les bateries i el drone continua pujant i baixant contínuament".

 

Finestra diària
Les grans plantes fotovoltaiques presenten reptes particulars per als mètodes d'inspecció convencionals, sobretot perquè les mesures tèrmiques requereixen condicions meteorològiques i d'irradiància adequades.

 

Tomer va dir que els operadors sovint només tenen una finestra diària limitada per a les inspeccions tèrmiques. "Teniu una finestra de temps molt petita on realment podeu fer una exploració tèrmica", va dir. "En algun lloc entre quatre i cinc, sis hores, això és tot".

 

Perdre aquesta finestra a causa de les condicions meteorològiques canviants pot provocar retards importants, va afegir. Per tant, la capacitat d'operar diversos drons simultàniament pretén maximitzar la quantitat de dades recollides en condicions adequades.

 

 

Segons Tomer, el nombre de drons necessaris depèn de la mida i la disposició de la planta fotovoltaica, així com de la densitat de capacitat instal·lada.

 

No obstant això, va dir que les operacions paral·leles poden reduir significativament el temps d'inspecció. "Si trigues una hora amb un únic dron, et trigaràs 30 minuts amb dos drons", va dir. "Després un tercer amb tres drons, i evidentment un quart amb quatre drons".

 

Va afegir que hi ha un límit pràctic per augmentar el nombre de drons operats per una sola persona. Per a llocs molt grans, la companyia recomana utilitzar diversos equips que operen diversos drons.

 

Funcionament autònom
Un element clau de la plataforma és reduir el nivell d'expertesa requerit dels operadors de camp. Naomi Stol, directora de màrqueting de vHive, va dir que l'avantatge econòmic prové en part d'evitar la necessitat de pilots de drons altament especialitzats. "Quan parlem de l'economia d'utilitzar una sola tripulació per a tots aquests drons, estem parlant d'una tripulació que no és pilots especialitzats altament qualificats", va dir a la revista pv.

 

Segons ella, permetre que els equips de camp existents realitzin inspeccions pot reduir els costos operatius i fer que les enquestes de drons a gran-escala siguin més pràctiques. Tomer va afegir que la plataforma requereix una interacció mínima de l'operador. En lloc de controlar manualment l'avió, els usuaris seleccionen l'àrea que volen inspeccionar mitjançant la interfície del programari.

 

 

"Només has d'iniciar sessió", va dir. "El sistema conté la informació. Com que digitalitzem el vostre actiu, entenem exactament on es troba".

 

El programari ja conté informació sobre el disseny del lloc, incloses les files, les estructures i els mòduls. Els operadors només han de seleccionar la secció corresponent, després de la qual el sistema llança els drons automàticament. "No hi ha pals en el procés", va dir Tomer. "Els pals són per a experts. Nosaltres no fem pals. És autònom".

 

Imatge tèrmica i bessons digitals
El procés d'inspecció combina imatge tèrmica i RGB. Segons vHive, els drons recullen dades tèrmiques i imatges convencionals durant els vols. "Al final del procés d'inspecció, en realitat estem rebent dues ortofotos", va explicar Tomer. "Un que és tèrmic amb lectura tèrmica precisa de la temperatura i una ortofoto RGB".

 

Les imatges RGB ofereixen informació visual per identificar problemes com ara esquerdes de mòduls, mentre que les imatges tèrmiques poden ajudar a detectar anomalies de temperatura.

 

Més enllà de la inspecció, l'empresa posiciona la seva tecnologia digital bessona com un segon component de la plataforma. Tomer va descriure vHive com a "dos hemisferis": adquisició de dades al camp i comprensió digital de l'actiu.

 

"L'altre hemisferi és la comprensió digital del camp", va dir.

 

La companyia va dir que els bessons digitals poden proporcionar representacions tridimensionals detallades d'actius solars, ajudant els operadors a evitar visites de camp innecessàries.

 

"Per al solar, el que estem fent ara és proporcionar una comprensió avançada del lloc", va dir Tomer, i va afegir que la plataforma pot donar suport a aplicacions relacionades amb models CAD i BIM.

 

Segons vHive, la mida creixent dels projectes solars i l'augment de la demanda d'electricitat vinculada a la infraestructura d'intel·ligència artificial estan creant una demanda de mètodes d'inspecció més eficients.

 

"La revolució de la IA s'acosta i l'alta demanda d'energia està impulsant l'escala de l'energia solar, en particular en el sector de les energies renovables", va dir Tomer, i va assenyalar que les inspeccions manuals són cada cop més impracticables a mesura que les granges solars s'expandeixen a centenars de megawatts. "Quan teniu aquestes granges solars a gran-escala, una enquesta manual és impossible en aquest moment", va dir.

 

L'empresa va dir que la seva plataforma ja s'està utilitzant en projectes del món real-, tot i que no va proporcionar números de clients.