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解讀光伏政策，無人機光伏巡檢迎來新風口

2023-06-03 | 行業資訊

目前，國家已把“雙碳”工作納入生態文明建設整體布局和經濟社會發展全局，圍繞綠色能源儲能戰略加快制定出臺相關規劃、實施方案和保障措施，加強政策銜接，穩妥有序推進。

國家發展改革委、國家能源局印發了《“十四五”現代能源體系規劃》，強調了優先通過清潔低碳能源滿足新增用能需求并逐漸替代存量化石能源消費，就地就近開發利用，加快負荷中心及周邊地區分散式風電和分布式光伏建設，推廣應用低風速風電技術。在風能和太陽能資源稟賦較好、建設條件優越、具備持續整裝開發條件、符合區域生態環境保護等要求的地區，有序推進風電和光伏發電集中式開發，加快推進以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地項目建設。

《“十四五”新型儲能發展實施方案》提出促進沙漠戈壁荒漠大型風電光伏基地開發消納，配合沙漠、戈壁、荒漠等地區大型風電光伏基地開發，研究新型儲能的配置技術、合理規模和運行方式。

此后，《加快農村能源轉型發展助力鄉村振興的實施意見》、《智能光伏產業創新發展行動計劃（2021-2025年）》和《關于推進中央企業高質量發展做好碳達峰碳中和工作的指導意見》等政策陸續發布，確定了集中式+分布式雙驅發展發展路徑，為未來光伏大爆發奠定了政策基礎。

從政策演進過程來看，國家層面對于光伏的發展支持力度越來越大，從“十一五”的新能源、可再生能源的政策初現，到2020年，支持光伏行業發展的政策進一步加碼，再到“十四五”期間規劃編制逐漸落地落細，明確了集中式和分布式能源并舉的發展模式，大力提升光伏發電規模，政策的支持無疑是行業發展的強大動力。

“碳中和”目標下“光伏+”綜合應用技術及發展大勢襲來，多地政府積極采取行動，根據本地光照資源以及現有光伏規模行進行不同程度的資金扶持，近兩年華東、華南、華北和西北等地已有接近20個地區陸續出臺了相關政策，以財政補貼、政府產業基金等形式大力推進光伏等新能源發展。其中華東地區政策出臺密集，近幾年已有包括浙江、江蘇、上海、安徽下屬市或區發布有關光伏建筑補貼政策；在華南，廣州、深圳、東莞制定了明確的補貼；在北京、山西以及西北的陜西等也有政策接連出臺。

光伏應用場景呈多元化發展，光伏發電“后市場”前景可期

在政策晴空下，光伏發電項目如雨后春筍般布涌現，數量和規模與日俱增，中國新能源產業發展迎來了新一波高峰。我國2021年新增光伏發電并網裝機容量5488萬千瓦，連續9年穩居世界首位。截至2021年底，光伏發電并網裝機容量達到3.06億千瓦，突破3億千瓦大關，連續7年穩居全球首位，累計裝機容量保持全球第一。隨著光伏市場的飛速壯大，發電量成為了衡量電站收益的關鍵因素，光伏運維在提升電站效率、降低度電成本方面發揮著越來越重要的作用，如何提高質量控制和運維管理效率，是光伏行業亟待解決的難題。

目前，我國常見的光伏電站主要分為以下幾大類：

第一類，山地丘陵光伏電站，多建在山區、丘陵等地，占地面積廣，地勢起伏劇烈，場站內需要運維設備數量多。在秋冬季節，路面易結冰，物資運輸比較難，人工巡檢難度高并且不安全，無人化光伏維護是大趨勢。

第二類，沙漠戈壁光伏電站，沙漠、戈壁和荒漠地區地廣人稀，人力成本高，需要運維車巡檢，其地理及氣候條件相對惡劣，晝夜溫差大，尤其是在典型的暖溫帶干旱性氣候，長期高溫會炙烤組件內部的線纜或元器件，造成損壞甚至是發生火災，高頻的光伏電站的運維就成了首要需求。

第三類，光互補、農光互補、水光互補光伏電站，這種形式是將光伏和漁業、農業、水利等占用大量土地資源的產業相結合，做到一舉多得，在空間上做到了立體復用，但是，后期運維人員通行需要乘船或者踏入農田中，通行性較差，不方便到達。

第四類，分布式光伏電站，大多部署在居民、工廠、園區等建筑物的屋頂上，數量多，資源分散，單體規模小，需要人爬上屋頂去勘測維護，在實際工作中不現實，工作效率低，給企業帶來極大的成本支出。

第五類，海上光伏，采用漂浮式或者樁基固定式建在海面上，四周無遮擋，海面不時會有大波浪襲來，因此，人工巡檢存在較高的危險性，需要船舶航行運維，亟需無人化巡檢解決方案。

多種形式的“光伏+”新能源項目百花齊放，意味著加快數字化技術，助力光伏成為新能源主力十分迫切，無人化智慧光伏建設全生命周期迎來了歷史性的發展機遇。

貫穿智慧光伏全生命周期，無人機作業解放人力

無人化智慧光伏電站建設全生命周期指的是圍繞光伏電站前期、中期、后期，運用科技加快產業技術創新、拓展智能光伏技術耦合，運用于光伏選址勘測、施工進度監管、生產運營和場站運維中。無人機具備數據采集的優勢，識別建設、營運、維護等各個階段存在的風險和隱患因素，運用大數據技術和圖像算法技術確定最佳選址范圍，預判風險類型及嚴重程度，從而輔助工作人員制定風險控制決策，縮短光伏電站建設周期，以達到提升綠色電力生產效率，降低光伏發電中安全事故的發生幾率，做到貫穿光伏全生命周期的精細化管理服務。

在光伏電站投入使用后，因各類因素，運維需求明顯上升。傳統的光伏運維手段是工作人員必須來到光伏場站，高舉掃描儀或借助升降車進行太陽能板的檢查，危險系數高、效率低、成本高，同時，天氣過熱或過冷都會對運維人員的作業產生影響，標準化程度低，不利于企業的長久發展。

而相比于這樣人工巡查方式，無人機光伏巡檢系統有著巨大的優勢。由無人機自動機場、無人機、機載飛行大腦以及云端智能光伏識別系統構成的無人機自動光伏巡邏系統，搭載紅外熱成像及可見光設備，從高空俯瞰光伏電站并快速獲取圖像或視頻數據，并回傳至云端的圖像識別系統，精準判別出多種設備故障，如龜裂、污點、蝸牛紋、植被遮擋、損壞、焊帶故障等。

智能化識別熱斑，實現光伏組件精細化運維

在大型光伏電站中，光伏板在陽光照射下，各類物體，如污垢、雜質、灰塵等，對少數發電組件產生遮擋，造成發電組件承受的照射強度不一。被遮擋的部分升溫遠遠大于未被遮蓋部分，致使其溫度過高，出現燒壞的暗斑。熱斑效應會對太陽能電池造成嚴重破壞，并縮短其使用壽命，導致大型光伏電廠發電成本增加。另外，熱斑效應會使電池被遮蔽，進而降低大型光伏電站的生產效率，并導致輸出減少。若未能及時對熱斑進行檢查和有效排除，將為大型光伏電站帶來經濟損失，甚至造成局部電池燒毀、焊點融化，炸裂蓋板玻璃等。

而無人機搭載的紅外熱成像儀，可以利用紅外探測器和光學成像物鏡檢測被測目標的紅外輻射能量分布，紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應，簡而言之，就是將物體發出的不可見紅外能量轉變為可見的熱成像，從而鎖定有熱斑的光伏板。

在大型光伏電站內，無人機基于采集的光伏田圖片，使用圖像建模軟件對巡檢區域進行二維建模生成全景圖，將該區域的光伏情況以更宏觀的形式展示出來，并生成精細化圖片。熱斑識別算法自動識別出熱斑，標記出熱斑的大小、形成類別和具體位置，并識別出故障類型，如異常組件存在表面玻璃破損、存在表面污跡或組件內部電池片損壞等，從而為運維人員提供精確到光伏板內部的定位信息，極大地提升工作效率。

助力光伏企業減負增效，打造光伏運維示范樣板

隨著無人機自動駕駛技術的成熟、無人機自動機場及光斑識別智能化系統等軟硬件配套設施的出現，光伏巡檢不再受限于復雜的人工操作，也解決了問題缺陷難以定位、后期難以消缺的問題，從現場勘測、三維地圖建模、地圖標定、路徑規劃、任務管理與下達、飛行數據采集、缺陷識別分析、生成報告到日志存儲，全流程可以無人化作業。

復亞智能無人機光伏巡檢系統在貴州部署

目前，復亞智能無人機光伏巡檢系統已被貴州、浙江、江蘇、安徽、江西、遼寧等多個光伏電站啟用，對其區域內光伏面板展開無人機自動巡檢，實現光伏面板巡檢自動化和故障識別處理自動化。

復亞智能無人機光伏巡檢系統云平臺

在貴州省某70MWp光伏電站內，復亞智能無人機光伏巡檢系統已經投入到日常光伏電站巡檢中。無人機搭載紅外熱成像及可見光設備從復亞智能無人機自動機場內飛出，按照提前規劃的航線，采集光伏設備的圖像數據。

無人機搭載紅外熱成像及可見光設備，開始數據采集

無人機巡檢系統將獲取的光伏數據進行分類、存儲、挖掘、計算和分析，并利用紅外深度學習、圖像識別、姿態定位等技術，實現光伏設備的故障的智能化檢測，實現熱斑自動分析與定位。在業務系統中，無人機生成包含巡檢日志、設備故障地圖、設備故障類型、設備故障數量等多重信息的檢測報告和任務工單，供運維人員核查與消缺，并將處理完的結果反饋至系統，形成完整的任務閉環，助力光伏電站精細化管理。

復亞智能無人機光伏巡檢系統診斷報告

復亞智能無人機光伏巡檢方案大大提高了光伏巡檢作業的效率。以面積為3.2平方公里的100MWp的光伏電站為例，由2人組成的檢修小組手持紅外設備查找熱斑大約需要45個工作日，而使用無人機和自動機場進行空中巡檢，每天作業量大約在2~3平方空里，效率提升15~20倍，準確性高，耗時短，不僅節省了人工成本，還能及時發現故障和缺陷，有力保障了設備安全運行。

能源是人類文明進步的重要物質基礎和動力，攸關國計民生和國家安全。當今世界，新一輪科技革命和產業變革深入發展，新能源和信息技術緊密融合，無人化的應用使變光伏電站的運維模式變得更加智能、高效。一直以來，復亞智能積極響應國家能源轉型號召，十分重視光伏領域的行業需求，深耕細耘，打通了無人機在光伏領域巡檢應用的堵點，加大了無人機技術在新能源運維的成果轉化，用數字技術的力量促進光伏發電“后市場”的進一步革新，推動光伏產業高質量發展。

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