Как дроны помогают развитию применения возобновляемых источников энергии

Компания DJI как несомненный мировой лидер в производстве дронов в последнее время все больше внимания уделяет продвижению и популяризации возобновляемых источников энергии, индустрия которых развивается все активнее, а сами они становятся дешевле и эффективнее. 

Метеорологи рапортуют: последнее десятилетие стало самым жарким за всю историю наблюдения за погодой. Уровень моря постепенно поднимается, ледники тают, а привычная схема выпадения осадков изменяется. Мы все чаще наблюдаем стихийные бедствия и экстремальные погодные условия. Необходимость в переходе на так называемую “чистую” энергию сегодня актуальна как никогда прежде. Но с новой энергетической инфраструктурой приходят и новые вызовы.

В частности, по мере роста числа электростанций на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) с целью удовлетворения наших потребностей в “зеленой” энергетики проведение безопасного и эффективного инспектирования таких объектов становится все более важной задачей. Дроны все больше становятся уж не тем, чем их видели многие, – не дорогими игрушками или хобби, но идеальным решением для инспектирования распространяющихся по всей планете экологически чистых электростанций. Способные быстро совершать миссии над огромными площадями солнечных батарей или взмывать ввысь для инспектирования ветровых турбин, беспилотники могут своевременно сообщить инспекционным отрядам о возможных дефектах оборудования или об участках, заслуживающих повышенного внимания со стороны специалистов.

Энергия ветра и помощь дронов

Ветровые станции становятся одним из наиболее быстро растущих видов возобновляемой энергии и технологий, ее добывающих. А по мере распространения дешевеют и сами технологии добычи, распространяясь по всему миру. И если в 1997 году добыча оценивалась в 7,5 ГВт, то в 2018 году цифры возросли уже до 564 ГВт, согласно данным международного агентства по возобновляемым источникам энергии. 

Ветер – это бесплатный и готовый к применению экологически чистый возобновляемый источник энергии. Человек сумел “приручить” ветер и использует его энергию на ветровых электростанциях и ветровых турбинах. Ветер приводит в движение лопасти турбины и превращает кинетическую энергию в энергию вращательного движения. Затем вал турбины начинает вращаться и передавать энергию генератору, который превращает энергию в электричество.

Вместе с распространением использования энергии ветра дроны все чаще задействуют для инспектирования ветряков на наличие дефектов или повреждений. Ремонт ветровых турбин – дорогое удовольствие. В среднем, на техническое обслуживание одной турбины в год уходит порядка 30 000 долларов – и это без учета упущенной прибыли от простоя оборудования на время ремонта. В свете таких больших издержек крайне целесообразно проводить регулярное инспектирование и анализ, чтобы устранить потенциальные проблемы на начальной стадии.

Традиционно управляющие ветровыми электростанциями брали на вооружение два метода инспектирования – привлечение промышленных альпинистов и инспектирование турбины с земли, когда промышленный фотограф использует мощный объектив для съемки лопастей с земли. Промышленный альпинизм сопряжен с очевидными рисками, а стоимость страховки альпинистов делает этот метод дорогим. Кроме того, это достаточно длительный процесс с полным осмотром одного ветряка за 3-6 часов. Данный метод требует больше всего проверок безопасности и времени на подготовку. 

Инспектирование с земли зачастую дает результат не очень хорошего качества ввиду того, что лопасти ветровой установки продолжают быстро двигаться во время съемки. Для обеспечения нормального функционирования ветровых турбин рекомендуется проводить инспектирование 2-3 раза в год, но традиционные методы инспектирования при такой регулярностью обойдутся в копеечку.

И вот где дроны могут прийти на помощь. К примеру, модели беспилотных платформ RTK от DJI, которым не страшен ветер, за каких-то 45 минут могут полностью обследовать одну турбину. Таким дроном можно управлять вручную или используя автоматический полет. Аппарат будет готов к выполнению миссии за считанные минуты, а пилот останется в безопасности на земле.

Будучи защищенным от ветра, модуль DJI RTK на платформе Matrice 300 станет идеальным решением для инспектирования турбин в зачастую неблагоприятных условиях окружающей среды. Этот дрон может нести полезную нагрузку, включая камеру Zenmuse H20, которая дает возможность оператору получать неимоверно детальные приближенные снимки. А при помощи тепловизионной камеры H20T можно снять температурный профиль лопастей, чтобы на основе этого выявить признаки отслойки или повреждения влагой.

Дроны и энергия солнца

Если бы мы могли собрать всю солнечную энергию, которая доходит до поверхности Земли, в течение 18 дней, то ее объем был бы равен всем запасам угля, нефти и природного газа, лежащим в недрах нашей планеты. В реальности же нам под силу собрать только мельчайшую часть этой энергии, но активное использование солнечной энергии – огромная забота о Земле как о планете.

Передвижной и модульный характер солнечных электростанций уже, в целом, доказал их эффективность с точки зрения того, что они менее подвержены крупномасштабным отключениям. Даже если на каком-то определенном участке сложные погодные условия и аномалии блокируют работу модулей, остальная система останется неповрежденной. Модульные системы состоят из множества отдельных солнечных панелей-батарей. Так что даже если некоторые из них по каким-то причинам выйдут из строя, остальные продолжат функционировать в нормальном режиме. Разумеется, своевременное выявление и ремонт поломанных панелей крайне важен для эффективности всей электростанции, а грязные солнечные панели могут терять до 20-50% своей эффективности, что также требует незамедлительного реагирования и ухода за оборудованием.

Дроны, занимающиеся облетом и мониторингом солнечных батарей, позволяют производить быстрый и бюджетный мониторинг, а также инспектирование солнечных электростанций. Этот способ минимизирует вмешательство человека в работу станции, поэтому потеря потенциальной выгоды также становится минимальной. Применение БПЛА для проверки работы солнечных электростанций стало повсеместным именно по причине целого разнообразия возможностей, используемых во время миссии (камеры RGB и инфракрасного спектра). 

До этого инспектирование проводилось пешей группой рабочих, использовавших только ручные инструменты. В то время как инспектируемая площадь была огромной. Такой процесс был дорогостоящим, затратным по времени и часто оценивал состояние лишь 2-3% всего числа батарей электростанции. Но сегодня благодаря таким дронам, как Matrice 300 RTK, и гибридной камере Zenmuse H20T с возможностью традиционной и тепловизионной съемки можно проводить полноценное инспектирование, которое обойдется всего в часть прежнего бюджета и будет выполнено за короткий период времени.

Дрон пролетает над солнечной электростанцией, делая снимки солнечных батарей на визуальную и тепловизионную камеры. По окончании полета такие программы, как DJI Terra, могут обработать снимки для подготовки отчета, опираясь на который специалисты-операторы определят нуждающиеся в ремонте, очистке или замене участки. Если тепловизионная камера определит зоны с чрезмерной температурой панелей, это будет свидетельствовать о том, что данная панель повреждена или имеет дефект и по этой причине не может поглощать тепло в нормальном режиме.

Беспилотные технологии в атомном секторе

Бытует мнение, что атомная энергия – что-то плохое и опасное. Однако именно ядерные технологии дают нам безуглеродную энергию. Это еще и самый надежный источник получения энергии. По данным Института ядерной энергетики (NEI), производство атомной электроэнергии ежегодно предотвращает выброс 528 миллионов тонн углекислого газа в атмосферу.

Тем не менее, атомные электростанции представляют собой особо опасные объекты для здоровья и безопасности персонала. Работникам иногда приходится бывать в высокодозных отсеках АЭС для контроля безопасности всей электростанции. Полностью исключить все риски во время подобных мероприятий – один из способов полностью обезопасить работу на АЭС. И беспилотные летательные технологии могут стать эффективным методом инспектирования опасных цехов, мониторинга состояния резервуаров с радиоотходами и измерений в высокодозных отсеках. 

Работа всех АЭС строго контролируется с точки зрения безопасности. Любые инциденты с утечками могут иметь ужасающие последствия, поэтому процесс инспектирования такой строгий и выверенный. Тем не менее, все эти мероприятия традиционно занимали много времени, были дорогостоящими и рискованными. Как правило, в опасные отсеки и цеха отправляли работников в специальных радиационных костюмах.

В то же самое время дроны могут быть запущены в труднодоступных и потенциально опасных местах, выполняя миссию быстро и безопасно. И опять беспилотная платформа M300 RTK с Zenmuse H20T может стать отличным решением. Тепловизионные возможности этой камеры позволяют инспекторам определять потенциальные дефекты или невидимое глазу напряжение конструкции. Платформа M600 Pro – еще одна альтернатива, ведь эта система может нести полезную нагрузку весом до 6 кг и совместима с несколькими камерами Zenmuse, а также с рядом сторонних датчиков.

Инвентаризация и управление складами при помощи дронов

Дроны представляют множество экономичных решений для самых разных отраслей промышленности. Торговля – еще одна сфера применения БПЛА сегодня, когда так остро встал вопрос о бесконтактном управлении большими складскими помещениями в эпоху локдаунов и Covid-19. Ранее мы уже писали о том, что беспилотные платформы все чаще привлекают к инвентаризации складов крупных торговых компаний. 

Территории складов должны быть хорошо оптимизированы, чтобы снизить до минимума издержки оператора и клиента. Ввиду подвижности ассортимента и в случае активной торговли еженедельная, а порой и ежедневная инвентаризация и проверки состояния склада крайне важны. В зависимости от размера складской территории, подобные миссии могут стать неподъемной задачей для персонала.  

Дроны способны проводить инвентаризацию более точно и быстро. Если существует сложность в доступе к складу или потенциальная угроза безопасности сотрудников, именно БПЛА может практически без усилий заменить человека и в буквальном смысле стать его руками и глазами. Беспилотные технологии минимизируют опасность проводить проверку на большой высоте при помощи подъемника. Налицо также выгода от применения коптеров: 72 кВт/ч грузоподъемника против 0,72 кВт/ч дрона. 

По прогнозам, использование возобновляемых источников энергии будет ежегодно возрастать на 7,1% вплоть до 2040 года. Самым стремительным рост станет в электроэнергетике. А это значит, что промышленность будет все охотнее брать на вооружение и развивать инновации, которые позволят проводить инспектирование энергообъектов всех видов безопаснее, быстрее и экономичнее. Дроны уже показали состоятельность и успешность своих миссий в данной отрасли и продолжат быстро реагировать на все потенциальные вызовы и задачи времени.

*Статья подготовлена по материалам сайта DJI Enterprise-Insights.