Autonomiczny system diagnostyczny do mobilnego badania modułów fotowoltaicznych

PV Inventive Sp. z o.o. to firma założona w 2019 roku przez grupę specjalistów, którzy od wielu lat działają w branży IT, realizują kontrakty dotyczące odnawialnych źródłach energii oraz pracują nad rozwojem zaawansowanego oprogramowania. W skład zespołu wchodzą również naukowcy z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu zajmujący się naukowo tematyką związaną z przetwarzaniem obrazów i sztuczną inteligencją. Takie połączenie pozwoliło stworzyć niecodzienny zespół, który opracował autonomiczny system diagnostyczny do mobilnego badania modułów fotowoltaicznych.

Na rynku polskim, jak i również światowym na przestrzeni ostatnich lat budowane są instalacje fotowoltaiczne, które rozrastają się do wielkich elektrowni. Coraz większym wyzwaniem staje się wykonywanie rutynowych przeglądów i badań eksploatacyjnych.

W tym celu nauka i technologia łączą się, by wspomóc wykonywanie ww. prac.

Inspekcje farm PV przy użyciu dronów z wykorzystaniem sztucznej inteligencji (AI)

Inspekcja termowizyjna

Inspekcje dronem paneli fotowoltaicznych zwykle odbywają się za pomocą dwóch czujników: kamery podczerwieni (IR) i kamery światła dziennego. Dzięki nim można namierzyć uszkodzone moduły słoneczne np. w wyniku uszkodzenia mechanicznego, przegrzewania się z powodu braku połączenia czy silnych zabrudzeń przez kurz, pył lub odchody ptactwa. Dron i połączona z nim kamera termowizyjna przyspieszają diagnostykę i ewentualne działania serwisowe, a tym samym zmniejszają straty związane z nieprawidłowym działaniem instalacji.

Inspekcja wizyjna

Inspekcja wizyjna farm paneli fotowoltaicznych za pomocą drona jest bardziej efektywna i pozwala zaoszczędzić koszty wykonania takich prac w sposób tradycyjny. Jest także metodą o wiele szybszą, gdyż skraca czas jego wykonania z kilku godzin do kilkudziesięciu minut. Start, lot drona po wyznaczonej trasie oraz lądowanie mogą odbywać się automatycznie już po naciśnięciu jednego przycisku.

Procedura prowadzenia inspekcji

Pierwszym krokiem jest ustawienie obszaru badania, a następnie optymalizacja trasy i ustawień kamery termowizyjnej dla uzyskania pełniejszego obrazu i wyników. Dzięki połączeniu kamer z modułem GPS można stworzyć mapy z rozkładem temperatur ogniw fotowoltaicznych, a także odczytać temperaturę w danym punkcie. Zaletą inspekcji dronem paneli słonecznych jest jednoczesne wykonanie zdjęcia wizyjnego, który obrazuje całość pracy paneli na elektrowni fotowoltaicznej.

Inspekcja dronem jest również tańsza w porównaniu do tradycyjnych metod inspekcji, dlatego można wykonywać ją częściej, by mieć pewność skuteczności działania instalacji fotowoltaicznej.
Drugim krokiem jest przygotowanie raportu w oparciu o AI (sztuczną inteligencje).

Pozyskane zdjęcia z oblotu dronem są automatycznie przetwarzane przez AI, dzięki czemu generowana jest matryca z położeniem poszczególnych paneli.

Autonomiczny system wykrywania anomalii bazuje na AI, dzięki czemu, ryzyko pominięcia uszkodzonego panelu w trakcie analizy jest wręcz pomijalne. Ponadto czas analizy i generowania raportu jest kilkadziesiąt razy krótszy od tradycyjnej metody przeglądania i analizowania wykonanych zdjęć. Uzyskujemy również wysoką powtarzalność danych zapisywanych w raportach, dzięki czemu możemy prowadzić automatyczne porównywania danych z różnych przelotów i okresów akwizycji danych.

Dzięki zastosowaniu AI możemy również w szybki sposób policzyć panele zainstalowane na elektorowi fotowoltaicznej.

Weryfikacja uszkodzonych modułów w miejscu instalacji

Dodatkowym aspektem, często łączonym z prowadzonymi oblotami dronem, jest wykorzystanie mobilnego laboratorium – symulatora słonecznego do badania modułów fotowoltaicznych. Jako jedyni w kraju posiadamy mobilne laboratorium MBJ Mobile Lab 4.0. Urządzenie ma wbudowany symulator słoneczny A+A+A+ z certyfikatem TÜV oraz system testów elektroluminescencji o wysokiej rozdzielczości zgodnie z IEC 60904-9.

Symulator umożliwia wygenerowanie wysokiej jakości światła o spektrum zbliżonym do promieniowania słonecznego zgodnego ze standardem STC. Mikropęknięcia, nieaktywne obszary lub hotspoty w modułach mogą być niezawodnie i szybko wykryte.

Dzięki Mobile LAB 4.0:

• optymalizujemy wydajności elektrowni fotowoltaicznej,
• mamy możliwość przeprowadzenia testów na miejscu przed instalacją paneli,
• brak kosztów związanych z transportem modułów PV w celu przeprowadzenia badania,
• minimalizowany jest czasu przestojów instalacji PV,
• badania można przeprowadzać niezależnie od pory roku oraz nasłonecznienia,
• uzyskujemy certyfikowane wyniki badań,
• minimalizujemy koszty.

Pomiar mocy

Pomiar mocy wyjściowej umożliwia oszacowanie rzeczywistej mocy elektrycznej modułów w określonych warunkach nasłonecznienia i temperatury. Wartość mocy modułów porównuję się z tą określoną przez producenta i zgodnie z normą IEC/EN60891. MBJ Mobile Lab 4.0 to symulator słoneczny LED. Natężenie światła jest dokładnie sprawdzane i zawsze dostosowywane do właściwych poziomów dla każdego modułu. Maksymalna moc jest mierzona zgodnie z normą IEC/EN60891. Mierzone jest też napięcie obwodu otwartego (Voc) i prąd zwarciowy (Isc).

Elektroluminescencja

Ogniwo słoneczne jest diodą, która przekształca światło słoneczne w energię elektryczną. Wyciek energii elektrycznej z ogniwa fotowoltaicznego powoduje wyciek światła LED. Dzięki tej właściwości ogniw fotowoltaicznych możliwe jest wykrycie problemów. Specjalne kamery umożliwiają wykrycie defektów na ogniwach fotowoltaicznych, których nie dałoby się zidentyfikować gołym okiem. Do najczęstrzych  uszkodzeń ogniw należą zanieczyszczenia oraz mikropęknięcia powstałe w procesie produkcyjnym, podczas pakowania, transportu i montażu. Takie uszkodzenie nawet jednego modułu może wpłynąć negatywnie na wydajność całego ciągu.

Zakres usług, jakie świadczymy:

• Planowanie misji dronów oraz akwizycja zdjęć
• Badania termowizyjne farm fotowoltaicznych w oparciu o AI
• Pomiary parametrów modułów w warunkach STC
• Wykrywanie mikropęknięć, hot-spotów, obszarów nieaktywnych elektrycznie
• Wykrywanie wad modułów, odchyleń od fabrycznych parametrów deklarowanych przez producenta
• Diagnostyka modułów pod kątem spadku parametrów i awarii
• Pomiary starzenia się modułów poprzez porównania parametrów w okresach czasowych
• Diagnostyka gwarancyjna modułów
• Testowanie modułów i porównanie wyników jako niezależna jednostka badawcza

Zapraszamy do kontaktu ze specjalistami PV Inventive

Paweł Szachnowski +48 607 567 723

Paweł Matlakiewicz +48 602 318 015

Daniel Paradowski +48 667 998 100

PV Inventive zrealizował projekt dofinansowany z Funduszy Europejskich pt. „ Zautomatyzowany system diagnostyczny do mobilnego badania stanu technicznego modułów fotowoltaicznych”

PV Inventive – materiał sponsorowany