隨著全球光伏設(shè)備數(shù)量和規(guī)模的增長，對光伏電站可靠性和最優(yōu)性能的需求也在增長。因此，必須開發(fā)快速、有效的檢測技術(shù)，以經(jīng)濟有效的方式進行運維作業(yè)。
隨著商業(yè)無人駕駛飛行器（UAV）的出現(xiàn)，空中巡檢成為一種新穎的運維方法，這似乎是應(yīng)對上述挑戰(zhàn)的大有可為的方法。本文旨在討論大型光伏電站空中檢查的相關(guān)優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，討論無人機與目視檢查、紅外熱成像（IRT）和電致發(fā)光（EL）等綜合檢查方法的關(guān)聯(lián)。
無人機通常是能夠遠程或自主操作的小型飛機。它們最初是為軍事目的設(shè)計的。然而，無人駕駛飛行器領(lǐng)域的最新進展和成本的下降使這種技術(shù)開始被用于救災(zāi)、能源、電力線路檢查以及環(huán)境、森林和礦山監(jiān)測等民用領(lǐng)域。這種技術(shù)已經(jīng)越來越普及，特別是在能源和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
由于無人機在實地覆蓋、可靠成像、快速探測、高耐久性、輕重量、低成本以及惡劣環(huán)境中的穩(wěn)健運行等方面的優(yōu)越性，多年來，使用無人機檢查大型光伏電站的情況有了很大的發(fā)展。無人機是與RGB相機或紅外熱成像（IRT）或電致發(fā)光（EL）相機一起使用的。
這種設(shè)備的廣泛使用也令控制和路線規(guī)劃軟件的使用變多了。在有精確的現(xiàn)場GPS數(shù)據(jù)的情況下，事先定義飛行路徑可以更加穩(wěn)定、安全、有效地進行檢查。
盡管如此，這并不影響擁有一支訓(xùn)練有素的員工隊伍進行飛行作業(yè)。取決于無人機和攝像機的質(zhì)量、電廠的形狀、飛行過程中的風速以及檢查的目標，航線的高度、方向和速度都會有所不同。
圖1.對光伏電站進行空中巡查的不同路線類型，用紅色標注。左邊與光伏組件陣列平行，右邊與光伏組件正相交。
例如，如圖1所示，路線的方向可以與組件陣列平行，也可以正相交。這兩種方法不相伯仲，但行間距離和電站設(shè)計因素可以使其中一種方法比另一種方法更快。平行航線的優(yōu)點是便于斷層的地理定位，而正交航線一次可覆蓋更多組件，因此在高空飛行時通常更有效。
圖2.光伏電站自主監(jiān)測系統(tǒng)概念示意圖
根據(jù)文獻記載，也有人試圖自主確定無人機的最佳路徑規(guī)劃，由此發(fā)展出自主監(jiān)測的概念。這是一種將各種技術(shù)、設(shè)備、系統(tǒng)和平臺整合在一起，通過提高光伏監(jiān)測準確性提升光伏系統(tǒng)性能、可靠性和使用壽命的全新概念。通過這種方式，一個綜合系統(tǒng)可以提供光伏監(jiān)測的全部服務(wù)。
如要實施這種方法，首先要通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定光伏電站的邊界。為此，光伏電站的各種正射照片會被用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。之后設(shè)計的一種靜態(tài)路徑規(guī)劃算法可用于創(chuàng)建光伏電站檢測的最優(yōu)路徑。
此外，動態(tài)路徑規(guī)劃是根據(jù)飛行情況創(chuàng)建的，會在執(zhí)行特定機動動作后對無人機性能進行檢查。也就是說，如果無人機不能完成初始路徑，那么動態(tài)路徑規(guī)劃就會啟動，根據(jù)無人機的位置和耐力創(chuàng)建新的最佳路徑。
