FLIR DUO PRO R 을 이용한 태양광 패널 검사

FLIR DUO PRO R 을 이용한 태양광 패널 검사


풍력 터빈, 산업 생산 공장, 냉각탑이나 지붕의 누수감지 등 다양한 분야에서 무인 항공기 또는 원격 조종 항공기 시스템 (RPAS: Remotely Piloted Aircraft System)은 빠르고 정확한 검사 및 감시를 위한 매우 신뢰할 수 있고 정확한 도구임이 입증되었습니다.

공중에서의 점검

지난 10 년 동안 태양 에너지의 사용은 발전소, 산업 어플리케이션, 건물, 통신 및 우주 공간을 포함한 광범위한 분야로 확대되었습니다. 에너지 응용 프로그램을 모니터링하기 위해 RPA 시스템을 사용하는 것은 새로움과 많은 규정 때문에 아직 충분히 연구되지 않았습니다. 그러나 RPA 시스템은 태양 광 발전소를 모니터링 할 수있는 잠재력이 뛰어나며 훨씬 저렴하고 위험성이 적기 때문에 기존의 산업 유지 보수 절차보다 훨씬 뛰어날 수 있습니다.

많은 경우 RPAS로 정보를 수집하는 것이보다 신뢰성 있고 정확하며 지상 기반 검사보다 10 배 빠릅니다. 실험 설정에서 경량 RPAS와 FLIR A65를 결합하여 광 발전 (PV) 발전소를 원격 검사했습니다.

   

태양광 발전소의 정비

친환경 에너지 지원 사업 덕분에 태양광 발전 시설은 유럽 전역에서 증가했습니다. 그러나 태양광 발전 시스템은 전반적으로 실망스러운 품질 덕분에 종종 문제를 일으킵니다. 전기를 생산하는 발전소의 수는 크게 증가를 했지만 대부분 시설이 야외에 분산이 되어 있어 정비에 어려움을 격고 있습니다. PV시스템의 성능에 대한 관심이 증대 되고 있으며, 이러한 시스템은 에너지 흐름을 제어하고 정확하게 예측하기 위해 효율적이고, 신뢰성 있고, 안전하고 안정적이어야 합니다. 따라서 PV시스템의 유지 관리는 에너지 효율, 안정성, 신뢰성 및 비용 효율성을 보장하는 데 매우 중요합니다.

새롭고 가벼운 Nimbus RPA 시스템은 빠른 감지, 넓은 지역 범위, 비용 효율성, 실시간 이미지 및 경량으로 인해 에너지 장비 모니터링에 이상적인 도구입니다. Nimbus 사의 UAV 기술, 센서 및 제어 시스템의 최근 혁신으로 인해 다양한 에너지 플랜트에 대한 검사 및 모니터링에 무인 항공 차량을 사용할 수 있게 되었습니다.

RPAS 에너지 어플리케이션

일반적으로 마이크로 및 미니 RPAS는 저고도 및 통제되지 않은 공역에서 활용됩니다. 일반적으로 하중이 150kg 미만인 경량 RPAS는 많은 실제 산업 어플리케이션에서 모니터링 작업에 적합합니다. 일반적으로 RPAS의 속도는 대략 시간당 수십에서 수백 킬로미터로 다양합니다. NIMBUS PPL 612와 같은 저속 RPAS는 검사 목적으로 더 유용합니다. NIMBUS PPL 612 RPAS에는 INPROTEC IRT의 서모 키트와 FLIR Ax5 카메라가 장착되어 있습니다. 안전하고 신뢰할 수 있도록 설계된 아키텍처 덕분에 Politecnico di Milano University에서 PV 필드를 조사하고 PV 성능 분석을위한 데이터를 수집하기 위해 PPL 612를 선택했습니다.

태양과학실험실의 실험

Politecnico di Milano University의 한 부서 인 Solar Tech Laboratory는 태양 에너지 운반에 기반한 전기 및 화력 발전에 대한 실험적 조사에 중점을 둡니다. 또한 이 연구소는 경량 RPAS를 통해 PV 시스템의 성능을 모니터링 할 수있는 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 방법을 개발하기위한 실험적 연구를 수행합니다. Nimbus와 협력하여 수행 된 실험 연구는 이탈리아의 여러 운영 공장에서 수행되었습니다. 이 연구소는 시각 및 열 센서를 사용하여 PV 모듈의 결함 또는 이상을 감지했습니다. 많은 실험에서 Nimbus와 Solar Tech는 열 화상 카메라가 핫스팟이나 달팽이 흔적 같은 결함을 빠르게 감지 할 수있는 신뢰할 수 있고 빠르고 비용 효율적인 도구라는 것을 보여주었습니다. 

열화상과 RPAS

Nimbus PPL 612는 6 개의 로터와 5.3 kg MTO (Maximum Takeoff Weight)가있는 경량 RPAS입니다. 이중 전자 장비 및 여분의 배터리로 인해 태양 광 발전소를 안정적으로 안전하게 비행 할 수 있습니다. 시스템의 인상적인 비행 안정성과 전문적인 비행 모드로 인해 원격 조종사는 비행 중에 RPAS를 매우 정밀하게 제어 할 수 있습니다. 이 시스템을 통해 RPAS 운영자는 FLIR A65 카메라를 최대한 활용하고 단일 PV 셀 결함에 대한 정확한지도를 얻을 수 있습니다.

INPROTEC IRT가 개발 한 열 화상 진단 키트를 사용하여 작업자는 비행 도중 방사성 비디오와 단일 방사선 이미지를 기록 할 수 있습니다. 기록 된 모든 이미지는 통합 GPS 데이터와 함께 저장됩니다. 이 키트는 FLIR의 Ax5, A615, A655sc 및 이와 유사한 카메라 모델과 호환됩니다. RPAS 운영자는 지상에서 실시간으로 비디오를 볼 수 있으며 레코딩의 시작 및 중지를 명령 할 수 있습니다. 비행 전에 모든 특정 FLIR 카메라 및 기록 매개 변수를 설정할 수 있습니다.

Ax5-Series는 경제적 인 적외선 카메라로서 FLIR A5가 가장 저렴합니다. 이 제품은 자동화, 머신 비전 또는 UAV 환경에서 열 화상 카메라를 작업하기에 이상적인 도구입니다. 모든 모델은 매우 컴팩트합니다.

"FLIR Ax5- 시리즈는이 응용 분야에 이상적인 카메라 솔루션입니다."INPROTEC IRT의 판매 관리자 인 Luciano Betti는 다음과 같이 설명합니다. "우리 애플리케이션의 주요 이점 중 하나는 실시간으로 지상에서 완전 방사형 비디오 스트리밍을 제공 할 수 있다는 것입니다. FLIR 카메라에서 나오는 각 방사성 비디오 프레임에는 GPS 및 온도 데이터가 통합되어 있습니다. Ax5- 시리즈는 경쟁력있는 카메라 모델보다 훨씬 빠르게 고해상도 이미지를 수집 할 수있게 해줍니다. FLIR 카메라는 견고하고 가볍고 설치가 쉽고 특히 휴대용 카메라 모델과 비교할 때 매우 저렴합니다. "

태양광 셀의 빠르고 정확한 진단

PV 시스템의 전반적인 계획 및 PV 시스템의 향후 성능에 대한 예측을 위해서는 PV 시스템의 성능에 대한 신뢰할 수있는 정보가 중요합니다. FLIR 열 화상 카메라는이 정보 수집의 필수적인 부분입니다. RPA 시스템에 장착되어있어 핫스팟, 달팽이 흔적, 미세 균열 및 원치 않는 그림자와 같은 결함을 여러 PV 모듈에 걸쳐 효과적으로 감지 할 수 있습니다.

영향을받은 PV 셀과 관련 패널은 유지 보수 작업 중 사전 예방적인 방식으로 완전하게 열화되기 전에 모니터링하거나 조정할 수 있습니다. 엔지니어는 완화 솔루션을 권장하거나 부품을 변경할 수 있습니다. 실적이 좋지 않은 패널에 대한 정보는 향후 대체 정책에 대한 정보로 사용될 수 있습니다. 열 화상 카메라를 사용하는 또 다른 이점은 PV 패널 작동 중에 검사를 수행 할 수 있다는 것입니다. 경량 RPAS와 FLIR 마운트 카메라를 함께 사용하면 다수의 PV 모듈을 신속하게 평가할 수 있습니다.

일반적인 모듈 고장 형태 및 조치 방법

형태

상태

원인

관찰

전기측정

조치

한 개의 모듈이 다른 것보다 따뜻할 경우

모듈이 개방 되어 시스템에 연결이 안되었을 경우

있음

모듈은 정상 동작 합니다.

결선확인

동일 모듈에서 한 줄만 다른 줄보다 따뜻할 경우

단락 또는 하위 모듈 개방 – 바이패스 다이오드 단락, 내부 단락

없음

서브 스트링 전력 손실, VOC 감소

모듈의 일부가 탈 수 있음, 한 개한 다이오드 션트

단일 셀이 따뜻해지면 불규칙적인 패턴 발생

전체 모듈이 단락 – 모든 다이오드 단락, 잠못된 결선

있음

모듈 전원이 크게 감소(VOC가 0에 가까움)

결선 확인, 모든 다이오드 션트

단일 셀이 따뜻하고, 낮은 부분 이 상부보다 더 뜨거울 경우

잠재적인 유도 성능 저하(PID) 또는 분극으로 대규모 션트 발생

없음

모듈 전원 및 FF 감소, 저조도 성능이 STC보다 더 영향을 받음

배열 접지 조건 변경, 역전압에 의한 복구

하나의 셀이 다른 셀보다 선명하게 뜨거움

그림자효과, 셀 결함, 박리된 셀

있음

비영구적인 전력감소 – 나뭇잎에 의한 그림자

육안검사필요, 세정 또는 셀 박리

셀의 일부가 더 뜨거움

셀 파손, 내부 연결이 끊긴 상태

있음

강력한 전력 감소, FF감소

셀파손, 특정 위치 탐, 내부결선