光伏系統(tǒng)最新的IEC 62446-3標(biāo)準(zhǔn)定義了光伏組件和電站在戶外運(yùn)行時(shí)（紅外）熱成像檢查的規(guī)范。規(guī)范中針對(duì)紅外圖片的獲取方式中包含使用三腳架、手持或無人機(jī)。傳統(tǒng)的紅外測試僅能實(shí)現(xiàn)抽檢。針對(duì)全站性的紅外測試，無人機(jī)測試方式無疑是最好的選擇。TÜV北德光伏團(tuán)隊(duì)將通過以下幾個(gè)項(xiàng)目來分析無人機(jī)在光伏并網(wǎng)電站紅外測試項(xiàng)目中的應(yīng)用情況。

應(yīng)用無人機(jī)開展紅外測試情況分析

下圖是TÜV北德光伏團(tuán)隊(duì)使用無人機(jī)拍攝的一個(gè)40MW水面電站項(xiàng)目部分區(qū)域的的紅外測溫圖，其中包含一片組件的熱斑。

圖1：40MW水面電站的部分區(qū)域的紅外圖片

為驗(yàn)證無人機(jī)測試的效果，針對(duì)上圖中的組件熱斑，使用了Fluck手持式紅外測試儀進(jìn)行了近距離的測試，通過比對(duì)兩組測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)該組件確實(shí)存在熱斑。

圖2：40MW水面電站熱斑組件紅外圖片（手持式紅外測試儀測試結(jié)果）

從現(xiàn)場人員拍攝了該熱斑組件的可視化圖片，可以看出該組件表面確實(shí)存在樹枝遮擋的情況。

圖3：40MW水面電站熱斑組件外觀圖片

使用無人機(jī)進(jìn)行組件的紅外測試對(duì)天氣有一定要求。通過分析40MW水面電站紅外測試項(xiàng)目的測試結(jié)果可發(fā)現(xiàn)在天氣晴好輻照度較高時(shí)，組件的溫度與周圍環(huán)境的溫差較大，圖片的對(duì)比度較強(qiáng)，熱斑組件顯示的效果更清晰。反之，組件與周邊環(huán)境溫差較小時(shí)，圖片較模糊，具體可見如下兩張圖片的對(duì)比。

無人機(jī)進(jìn)行紅外測試的高度也是影響測試的一個(gè)因素。40MW水面電站測試無人機(jī)的飛行高度是70m。對(duì)比另一個(gè)屋頂分布式電站項(xiàng)目的紅外測試結(jié)果，該屋頂分布式電站的測試無人機(jī)飛行高度是50m。對(duì)比結(jié)果顯示，在降低飛行高度的情況下，組件外觀圖片會(huì)更加清晰，組件表面的遮擋物可見，組件紅外圖片顯示更加清晰。

圖6：屋頂分布式電站項(xiàng)目部分區(qū)域的紅外圖片

圖7：屋頂分布式電站項(xiàng)目部分區(qū)域可見光圖片

可見光圖片局部放大后可以看到熱斑組件的外觀情況，外觀圖片顯示組件右下角存在灰塵遮擋的情況。

圖8：分布式屋頂電站紅外測試項(xiàng)目可見光照片局部放大圖

降低飛行高度同時(shí)會(huì)帶來一些其他影響，增加飛行距離從而導(dǎo)致增加測試時(shí)間。以分布式屋頂電站為例，該項(xiàng)目共計(jì)6MW，測試時(shí)間為1.5天，1MW區(qū)域測試時(shí)間為60分鐘。對(duì)比40MW水面站，測試時(shí)間共計(jì)4天，1MW區(qū)域的測試時(shí)間是30~40分鐘左右。兩個(gè)項(xiàng)目測試前均存在0.5天~1天左右的準(zhǔn)備時(shí)間。無人機(jī)測試的飛行高度一般依據(jù)測試電站自身的情況、當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件和測試時(shí)的天氣情況進(jìn)行分析確定。

應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行紅外測試的優(yōu)勢(shì)

測試范圍覆蓋廣泛，可適應(yīng)性強(qiáng)。

無論是水面電站、屋頂電站、農(nóng)光互補(bǔ)電站等，針對(duì)各種復(fù)雜地形，三腳架和手持方式測試無法實(shí)現(xiàn)的電站，均可實(shí)現(xiàn)全站的組件紅外測試，同時(shí)針對(duì)不同的地形和區(qū)域可選擇不同的測試方法。

測試效率高，節(jié)省時(shí)間和人工成本。

常規(guī)平地電站使用無人機(jī)方式和手持、三腳架等方式的測試時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，通過下表中的對(duì)比結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，電站測試的覆蓋的容量越大測試時(shí)間節(jié)省的越多。

模塊化設(shè)計(jì)，可調(diào)節(jié)性強(qiáng)。

IEC 62446-3中最新的紅外測試標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)測試角度和無人機(jī)測試的紅外相機(jī)和數(shù)碼相機(jī)參數(shù)，無人機(jī)拍攝速率，拍攝角度等均做了相應(yīng)要求，無人機(jī)具備模塊化的屬性，數(shù)碼相機(jī)和紅外相機(jī)均可更替以滿足最新的標(biāo)準(zhǔn)要求。測試速率和拍攝角度無人機(jī)依據(jù)自身的屬性就可進(jìn)行調(diào)節(jié)。

數(shù)據(jù)記錄清晰完整，測試結(jié)果呈現(xiàn)比較直觀。

傳統(tǒng)的紅外測試是通過編號(hào)規(guī)則和手動(dòng)記錄位置編號(hào)來進(jìn)行組件定位的，存在客戶理解編號(hào)規(guī)則有誤的風(fēng)險(xiǎn)。無人機(jī)拍攝紅外，針對(duì)熱斑組件可在電站正攝圖中直觀的標(biāo)記出組件的位置，查找方便。

圖9：紅外問題組件位置標(biāo)記圖