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无人机+太阳能:光伏运维的未来

2015-12-20 19:29:09| 来源: | 评论:0| 点击: |

加利福尼亚州的圣路易斯奥比斯保有一片托帕石太阳能农场,在这片农场里有超过900万块太阳能面板,覆盖了将近10平方英里的土地。900万块太阳能电板可以为16万美国家庭提供电能。而在美国还有更多像这样的太阳能农场。这样庞大规模的太阳能农场需要投入大量的建设与管理资源。通常来说设施规模越大,其维护与管理的复杂性越高。而通常这类设施所在地的附近都少有人烟,倘若你在谷歌地图上缩放托帕石太阳能农场附近的地图,你需要过一会儿才会在地图上看到有居民区。

考虑到这些设施的规模与地理位置,依靠人力去维护它们不仅成本高而且工作本身会十分乏味。例如检测破损的太阳能面板的工作就需要一队工程师在一列列太阳能面板跟前持续工作。在如此庞大的一个太阳能农场里要完成这样一项工作简直是太可怕了。

太阳能面板的寿命大约在20年至25年之间,它们的工作效率则会随着时间而降低,最终它们都得被替换。美国国家可再生能源实验室的研究表明这种折旧率往往会被高估,然而越来越多的证据表明这些太阳能面板的工作效率在降低。德国太阳能监控公司Meteocontrol检查了3万块太阳能面板,结果发现80%的面板没能达到应有的效能。

许多太阳能农场的环境并不好,后勤工作又很困难,于是这些太阳能设施的维护就成了一个大问题。然而,无人机能够在大型太阳能农场中的太阳能设施维护工作中起到很好的监控效果。

            

无人机用于检查太阳能面板,其工作效率将比人力高得多,工作也更精确,而工作的危险度却大大降低了。公司通常都是雇用人力来检查太阳能面板,但是在广袤的沙漠中人身安全一直是一项关键的考虑因素。脱水、中暑、外伤等事故都会对太阳能面板检测员形成威胁,然而无人机就不会受到这类威胁的影响。

无人机在太阳能面板上空可以以每小时50英里的速度飞行,它将配备有一个红外线热感应摄像头,通过生成的热信号来确定功能上受损的太阳能面板。倘若使用人力来检查这些太阳能面板,或许会耗上几天甚至几周的时间,而无人机只用极短的时间就能够完成相应的工作,甚至每天都能对整个农场的设施进行检查报告。因此,无人机将太阳能面板的检查工作变得轻松高效。

许多无人机都能够自动飞行,当它们完成任务后,它们可以利用摄像头、GPS、声呐感应器等装置自动飞回地面基站。安全着陆以后,基站的机器又能够自动为无人机更换电池,无人机搜集的数据又能够及时地上传到云端。

拂去尘土,巡视野生动物

对于太阳能行业而言,配备无人机已经不仅仅是为了简简单单的维护了。倘若能正确地部署无人机,无人机甚至能够帮助太阳能面板提高工作效率。最好的那些太阳能农场大都位于沙漠之中,然而尘土是个很大的麻烦。

专家们曾经考虑过防水且有自净功能的太阳能面板是太阳能产业的未来发展方向,然而事到如今这些技术都已经实现了,可是这些都不足以阻挡层层的尘埃。一些公司已经想到要利用机器人来解决尘埃过多的问题,然而这些在地上行走的机器人却不是最佳的解决方案。采用这些机器人依然会使工作变得繁重、迟缓而且消耗人力。

         

相比之下,德国的一家无人机清洁公司在清扫灰尘方面就能做得更高效了。无人机在装备了一柄小刷子之后可以在太阳能面板上来回飞动以清扫面板表面的灰尘,清理过的太阳能面板的工作效率有可能提升35%。由于无人机无须在地面行动,它们的清扫行为会比机器人更轻柔一些,这也能避免在地面上毁坏一些昂贵的设备。

考虑到加州近期干旱的特点,这种无水化清理的方式不仅廉价而且有很大的优势。有时运输水的成本也会很高,但无人机可以使太阳能科技的成本大大降低。

根据预测,接下来15年里水资源会越来越短缺,因此工业用水必须更为有效,如果有无水化的解决方案那自然应当努力去实现。无人机不仅仅为太阳能农场节省了资金,也为生态保护做出了巨大贡献。

有关太阳能农场,人们还有一点生态方面的考虑,那就是太阳能农场可能对当地的野生动物带来影响。在加州有好几百万美元的项目因可能威胁到沙漠龟的生存而搁置。另外,由于太阳能农场的精密设备都很昂贵,他们自然也不希望有野生动物闯进农场。

要想很好地解决野生动物的问题恐怕得花不少钱,单单一个太阳能农场或许就得在调查阶段花费上百万美元,倘若还要重新安置野生动物、监察它们迁移之后多年的健康状况,这成本将更高。加州的Ivanpah太阳能农场就发生过动物死亡的惨案,这一农场开张仅4个月,就有233只小鸟在农场中被烧死。

无人机或许不能阻止鸟儿飞到800华氏度的环境中,但是无人机可以帮助公司符合环境要求。例如根据联邦法律规定任何组织在处置或转移动物之前都必须通知美国鱼类与野生动物服务中心,而倘若在太阳能农场中有濒危鸟类死亡的可能,在没有无人机的情况下农场就必须派人力去寻找是否有动物尸体,而在配备无人机的情况下完成这类调查工作就会变得迅速、高效。

高速飞行的无人机可以侦察野生动物,如果发现条件不适合,太阳能农场主后期也不必花费大量的资金在土地调研与评估上了。这对资金不是很充裕的太阳能农场主而言十分关键。

由此可见,无人机对环境保护以及可再生资源的开发使用可以起到极其重要的积极作用。

与无人机联手

在太阳能农场管理中利用无人机可以节省一大笔钱,及时精确的数据是这一产业要取得发展不可或缺的因素。无人机与如今其他数据获取方式相比更便宜、更安全也更有效。

有些小型太阳能农场可能需要的人手不是很多,然而即使这样的农场在配备了无人机的情况下也能受益匪浅。而对于大型太阳能农场而言,无人机则能为之带来极大的便利。

在未来,无人机将成为太阳能农场必备的一项工具,它们不能算是预算中额外的开支,而应该完全算在建设农场时的必须投资。每个月农场主都能收到报告说无人机已经检查了多少太阳能面板,节省了多少资金,又有多少野生动物在农场意外死亡等等。从此之后,每周或每月清理太阳能面板的巨额花费也不复存在。

虽然无人机一开始出现被用于军事用途,然而目前无人机的应用领域已经远远超出了战场,矿业、建筑检查、地图绘制、人道主义援救等等领域都已经开始应用无人机。太阳能农场当然也需要与时俱进,是时候拥抱无人机这一科技了。

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关键词:无人机 太阳能
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