DJI Dock: conclusiones importantes de la inspección de una granja solar de 181 MWDC

Al trabajar para impulsar la industria de los UAS y las energías renovables, un usuario final de DJI a largo plazo y un fabricante y distribuidor multinacional de electricidad y gas reunió a las partes interesadas de la industria para validar la capacidad de un dron en el sistema Dock de DJI para completar inspecciones integrales de un Texas Parque solar de 181 MWDC. Esto marcó la primera inspección de una granja solar con DJI Dock en América del Norte.

Las partes interesadas en el sitio incluyeron DJI, líder en innovaciones de drones empresariales y el fabricante de DJI Dock, UVT, que equipa a las organizaciones de todo el país con la tecnología robótica y de drones más avanzada a través de un catálogo diverso de soluciones empresariales examinadas, y Raptor Maps, que está construyendo la industria solar integrada. sistema operativo, lo que permite que la energía solar se amplíe y cumpla los objetivos climáticos globales.

Capacidades y consideraciones de configuración

El DJI Dock brinda la capacidad de operar de forma remota un drone Matrice 30T Dock Version para volar rutas de inspección preprogramadas o utilizar controles de vuelo en vivo, capturando simultáneamente imágenes térmicas visuales y radiométricas de 640×512 con capacidades integradas para carga, descarga de datos, detección de clima, RTK y redundancia.

Selección del sitio

UVT trabajó directamente con el cliente para determinar una ubicación óptima para la implementación del DJI Dock. Las consideraciones clave incluyeron energía, Internet y un área generalmente despejada que rodea directamente el sistema. Se determinó que la parte superior del edificio Connex era el lugar óptimo para la prueba, ya que cumplía con todos los requisitos y proporcionaba una ubicación segura y despejada.

Después de llegar al sitio, el equipo de UVT lideró la instalación y el despliegue del DJI Dock siguiendo las especificaciones del fabricante, incluida la configuración, las conexiones y la puesta a tierra con la asistencia del cliente y los equipos de DJI en el sitio.

Para reducir el tiempo de vuelo y el uso de la batería en los bloques de inversores en el borde de la matriz, se consideraría la instalación en una ubicación más centralizada para futuras implementaciones de drones en la caja. También es importante considerar el mantenimiento de rutina para el sistema.

Planificación de la misión

La planificación de la misión se basó en los requisitos de captura de datos estándar de Raptor Maps, ideales para el mantenimiento preventivo. Estos estándares requerían una resolución térmica de 5,5 cm/px, una altura de vuelo de 40 metros, una superposición frontal del 70 %, una superposición lateral del 20 % y una inclinación del gimbal que coincidiera con la inclinación del panel. El drone pudo volar a una velocidad de vuelo de 5,5 m/s durante la captura de datos según el intervalo de captura de fotos de 2 segundos.

Raptor Maps creó una herramienta de software personalizada para generar misiones de waypoint siguiendo los estándares anteriores para el sistema DJI en función del diseño eléctrico de diferentes bloques de inversores. Según la planificación de la misión, el drone pudo ascender a una altitud segura para volar hacia y desde los bloques inversores, que pueden volar a una velocidad de hasta 15 m/s. Las misiones de waypoint se importaron al sistema FlightHub 2 para su ejecución automática. El DJI Dock se puede controlar y monitorear a través del software FlightHub 2 de DJI o una implementación de software privada/pública personalizada.

Aunque el Dock demostró la capacidad de funcionar de forma completamente remota y cubrir toda la granja solar, según las regulaciones de la FAA, un piloto con un control remoto y la capacidad de tomar el control del drone en cualquier momento observó todas las misiones. Se está evaluando la presentación de una solicitud de exención que permitiría las operaciones de drone en la caja sin el requisito de que un piloto observe el dron en el sitio.

Captura de datos

El tiempo de carga de la batería y el vuelo son consideraciones importantes para la captura de datos. El drone Matrice 30T tiene un tiempo máximo de vuelo de 41 minutos y puede cargar del 20 al 90% en 20 minutos. La batería del dron se carga al 90% de forma predeterminada para ayudar a alargar la vida útil de la batería para cumplir con los 400 ciclos de carga para los que está clasificada; sin embargo, las misiones programadas pueden utilizar el 100% de la carga de la batería. El sistema Dock calcula automáticamente si es necesario regresar a casa durante una misión en función del viento y la ubicación del drone, asegurándose de que el drone tenga al menos un 15% de batería al aterrizar.

Los vuelos se completaron con un viento de 10m/s, ligeramente por debajo de la velocidad máxima del viento con la que el drone puede despegar y aterrizar desde el muelle (12 m/s). El anemómetro en el muelle proporcionó datos de velocidad del viento en vivo y un punto de aterrizaje alternativo estaba disponible en caso de que hubiera una situación de emergencia en la que el dron no pudiera aterrizar de nuevo en el muelle.

Aunque los bloques de inversores tenían una variedad de formas y tamaños, el tiempo promedio de captura de datos se calculó de manera conservadora en aproximadamente 5 minutos por megavatio. El tiempo de vuelo de ida y vuelta hacia y desde un bloque inversor dependía de la ubicación y la velocidad del viento, y oscilaba entre un total de 3 a 9 minutos utilizando aproximadamente el 10-30% de la batería. Se demostró la capacidad de volar 2,5 km (5 km ida y vuelta) a un bloque y completar una inspección.

Descarga y análisis de datos

Los datos se descargan del drone al Dock, luego se envían al almacenamiento en la nube desde el Dock y se eliminan automáticamente de los dispositivos. En las pruebas, se descubrió que al ejecutar misiones repetidas capturando constantemente más de 4 GB de fotos visuales y térmicas por bloque, el proceso de descarga y carga se retrasó un poco con respecto a la carga/captura de datos. Sin embargo, dado que el dron puede seguir volando en misiones incluso si la descarga de datos no se ha completado, maximizar la captura de datos en momentos de buena irradiación y finalizar la carga de datos por la noche o durante el tiempo de inactividad fue un flujo de trabajo aceptable dada la conexión a Internet por cable del muelle. proporciona suficiente velocidad de carga.

Además del software de planificación de misiones necesario, Raptor Maps ingiere los datos que se enviaron al almacenamiento en la nube. Las imágenes y los metadatos de la ruta de vuelo asociados se utilizan para identificar y categorizar las anomalías del equipo por gravedad. Esto también incluye calcular los deltas de temperatura de la cámara térmica radiométrica del M30T, que luego se georreferencian a un idéntico digital en la plataforma Raptor Maps. La combinación del idéntico digital y los análisis georreferenciados permite a los propietarios de activos solares encontrar y abordar fácilmente los problemas de los equipos, maximizando la producción de energía y minimizando las conjeturas necesarias para una remediación adecuada. Este tipo de solución de extremo a extremo es necesaria para que el Muelle esté habilitado para las inspecciones solares.

Inspecciones complementarias

También se completaron pruebas adicionales en el sitio de otra infraestructura, incluidas la subestación y las líneas aéreas. El equipo pudo demostrar la capacidad de realizar un vuelo una vez por parte del piloto de drones interno de la empresa cliente para recopilar los datos necesarios y después repetirlo según las necesidades con el Dock junto con la capacidad de generar una nube de puntos y utilizarla dentro de FlightHub 2 para la planificación de misiones. El sistema también podría realizar la evaluación de la vegetación, el progreso de la construcción y el monitoreo de otra infraestructura en el sitio, como cercas, junto con patrullas de seguridad de rutina o bajo demanda.

Mirando hacia el futuro, el equipo también ve potencial para la capacidad de completar una inspección complementaria basada en el informe de inspección de Raptor Maps donde una misión se cargaría automáticamente en el Dock, lo que incitaría al drone a regresar al área del problema y recopilar imágenes y paneles más detallados. información. Aunque hubo interés en leer el SN en el panel, la ubicación del SN fue un factor limitante en esta prueba.

Resumen ejecutivo

Con un esfuerzo de colaboración que no hubiera sido posible sin la participación de todos los equipos, las partes interesadas pudieron trabajar juntas para comprender la capacidad del sistema Dock para las inspecciones solares siguiendo el adagio gatear, caminar y luego correr.

Pre-proyecto

El rastreo (o pre-proyecto) viene antes del drone-in-the-box con variables tales como establecer un programa interno de UAS con políticas y procedimientos operativos estándar, capacitación de pilotos remotos, comprender cómo capturar datos e integrar los resultados en las operaciones cotidianas para que las utilicen los tomadores de decisiones. Construir relaciones dentro de la industria a través de software, hardware, adquisición y soporte también fue valioso para esta colaboración.

Proyecto

Determinar un sitio de prueba y una estrategia de implementación en función de las capacidades y los requisitos del sistema fue clave para una implementación exitosa. Según los vuelos completados y el tiempo de carga, el equipo estima que los datos se pueden recopilar de manera conservadora con el muelle a una velocidad de 5 MW por hora siguiendo las pautas del estándar Raptor (las operaciones en el sitio alcanzaron ~ 7 MW por hora). Con 6 horas diarias de tiempo de vuelo basado en la irradiación, esto llevaría a que la captura de datos para toda la granja de 181MW se completara en aproximadamente 6 días hábiles.

Incluso sin una exención más allá de la línea de visión visual en la etapa actual, las partes interesadas vieron valor en poder planificar, guardar y repetir misiones de forma remota a pedido junto con la eliminación de numerosas tareas en el sitio para un piloto, incluida la carga, actualizaciones, planificación de vuelos y descarga/carga de datos. La capacidad de recopilar imágenes de seguimiento casi idénticas y realizar otras tareas importantes con el drone después de que se haya completado la inspección en el sitio proporciona un valor adicional y ayuda al equipo de operaciones a optimizar el resultado al final del día.

Futuro

Al pensar en correr hacia el futuro, las variables, incluida la ubicación del muelle, la velocidad de captura y la planificación de vuelo automatizada en función de los problemas encontrados y el ángulo del panel, pueden ayudar a optimizar el proceso. Una exención de BVLOS para el sitio permitiría ahorrar costos en las inspecciones estándar anuales o semestrales que varían en precio junto con la reducción de los costos de mano de obra que alcanzan un estimado de $12,000 anuales en la captura de datos auxiliares por parte de un piloto en el sitio y el personal de apoyo.

Esperamos que este documento haya podido brindarle información útil mientras todos trabajamos para impulsar la industria juntos.

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Acerca de Raptor Maps

Raptor Maps está construyendo el sistema operativo integrado de la energía solar, lo que permite que la industria escale y cumpla con los objetivos climáticos globales. Con inteligencia para toda la industria solar, nuestra plataforma de gestión del ciclo de vida solar (Raptor Solar) proporciona las herramientas y el sistema de registro que los propietarios de activos, administradores, O&M, desarrolladores y EPC necesitan para construir, mantener y expandir sus plantas solares.

En el núcleo de la plataforma se encuentran gemelos digitales georreferenciados y en constante evolución de sus activos solares, que se integran con las fuentes de datos que necesita para obtener información procesable. Raptor Solar cierra la brecha entre el conocimiento y la acción, mejora la salud de los activos y la producción de energía, reduce el riesgo y, en última instancia, aumenta la tasa de rendimiento de los activos solares.

Sobre UVT

UVT equipa a las organizaciones de todo el país con lo último en tecnología, capacitación y soporte de drones y robótica. Nos asociamos con usted para proporcionar soluciones llave en mano de extremo a extremo adaptadas a su misión. Nuestros servicios integrales incluyen un catálogo diverso de soluciones de software y hardware empresarial examinadas, consultas, encuestas del sitio, instalación y educación para implementaciones sin inconvenientes. Todo esto respaldado por un conjunto de servicios de soporte de flota técnica y operativa para ayudar a su organización a maximizar los beneficios de nuestra tecnología. Para obtener más información, visite nuestro sitio web en www.uvt.us.