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Skycatch開發無人機,從空中監控太陽能電池

2014-10-24 11:07:26 日經BP社
  美國光伏發電產業的主要運營商——美國第一太陽能公司和SolarCity公司相繼開始利用無人機(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)開展業務。UAV及相關軟件由2013年成立的新興企業美國Skycatch(加利福尼亞州舊金山)開發,該公司在創業種子期曾得到美國谷歌等的出資。

還可用于動植物保護

Skycatch公司主要提供總承包服務,成套提供可航拍高精度圖像的小型UAV,以及對收集的圖像進行處理和分析的軟件。主要客戶是建筑、礦山、農業、光伏發電等行業的大型企業。

UAV在光伏發電領域的用途是,利用配備的紅外相機,從幾萬或幾百萬張的大量太陽能電池模塊中檢測熱點(異常發熱)。與工作人員利用測量器逐一檢查模塊相比,可大幅削減人工費。

另外,UAV還可用來保護大規模光伏電站里的野生動植物。在美國,建設大規模光伏電站時必須要保護和管理野生動植物的棲息地。在建設規劃階段利用UAV在地面附近巡航,可確認規劃區域生長的野生動植物,以采取適當的行動。而且在發電站建成后,還可以用UAV轉移周圍的野生動物。

第一太陽能公司是全球最大的EPC運營商(EPC的意思是Engineering(設計)、Procurement(采購)、Construction(施工)),也是CdTe型太陽能電池廠商。美國SolarCity公司的董事會長是美國特斯拉汽車的CEO伊隆·馬斯克。第一太陽能和SolarCity就利用UAV的服務與Skycatch簽訂了合同,不過沒有公開具體的服務內容。

第一太陽能公司將在全球最大規模的290MW光伏電站“Agua Caliente”中,利用Skycatch公司的UAV服務。Agua Caliente在16km的土地上設置了520萬張太陽能電池模塊。在如此寬闊的場所,UAV應該能充分發揮其效果。

自動更換電池

Skycatch公司自主開發的UAV是利用4個旋翼產生升力的四旋翼直升機。重量約為2.3kg,根據用途為UAV配備不同的傳感器和攝像頭等。雖然還受傳感器和攝像頭的重量、飛行高度及風況等影響,不過平均來說一次可飛行約30分鐘,收集15GB的數據。能獲得分辨率在1cm/像素以下的“超高畫質”。UAV無需從地面遠程操控,而是沿著程序設定的路徑自主飛行。

結束一次飛行后,UAV會自動返回稱為“地面站”(Ground Station)的61cm見方、約45kg重的黑箱子中。利用配備的攝像頭、GPS和超聲波傳感器識別地面站的位置,同時利用地面站發來的無線信號支援UAV著陸。

UAV著陸后,機器人手臂會從箱子中伸出,把UAV用過的電池換成新電池。電池上配備了保存航拍圖像的存儲卡,保存的圖像經由無線LAN上傳至Skycatch公司的服務器。

地面站的內部構造像旋轉木馬一樣,存放有多塊電池。能一直為電池充電,因此不會出現充滿電的電池不夠用的情況。也就是說,在大規模發電站項目中,UAV可以飛行幾十次。

UAV飛行一次的時間在30分鐘以內,每次結束飛行都會上傳數據,因此Skycatch的客戶幾乎可以實時獲得最新數據。Skycatch會根據客戶端的需求對收集的航拍數據進行處理和分析。

用途多樣化

通過定期收集航拍數據,可管理和記錄大規模、大范圍的土木工程及建筑施工現場等的進展情況。建筑公司能夠更加高效地施工。Skycatch還以航拍數據為基礎,提供建筑物和地形的3D制圖。

從空中利用LIDAR (Light Detection And Ranging)系統的話,能在廣大范圍內確定物體的位置、距離和形狀,獲得地上空間的數據,或用于地形和礦山的勘測。在礦山開采中,為開采難以到達的煤層,有時要使用炸藥。利用UAV能從上空確認是否所有的炸藥都已經爆炸,以保證安全。

另外,還可利用航拍數據計算“歸一化植被指數(NDVI:normalized difference vegetation index)”,用于報告植物的生長勢和密度監控、干旱及收割生產、森林采伐等情況。

Skycatch計劃除美國外,還在歐洲、中東及包含日本在內的亞洲開展業務。




責任編輯: 李穎

標簽:Skycatch,無人機,太陽能電池監控