人們紛紛開始使用小型“無人機(jī)來檢測(cè)百萬光伏電站太陽能電池板故障。從空中拍攝百萬光伏電站全景的情形也在增加。
發(fā)電運(yùn)營商和相關(guān)服務(wù)運(yùn)營商為了使小型無人機(jī)更穩(wěn)定地飛行，下了不少功夫來防止運(yùn)行時(shí)的控制相關(guān)故障和墜毀等事故。
例如，設(shè)定合適的飛行路線和高度，實(shí)現(xiàn)不依賴操作人員是否熟練的自動(dòng)飛行等也是這類措施之一。
但只要是飛行，就無法完全避免墜落等事故。萬一墜落時(shí)，除盡量避免機(jī)體造成光伏電站內(nèi)外的設(shè)備和人員等受傷的二次傷害外，還要加入保險(xiǎn)等，采取了多種對(duì)策。
詳知小型無人機(jī)的技術(shù)人員表示，即使是飛行中從未發(fā)生過墜落事故的經(jīng)驗(yàn)豐富的運(yùn)營商，也難保在10年、20年的長(zhǎng)期飛行中一直保持“零墜落”。應(yīng)該以此為前提，在萬一墜落時(shí)也能充分應(yīng)對(duì)的情況下運(yùn)用。
該技術(shù)人員分析稱，墜落事故的原因，維護(hù)不力約占7成，對(duì)飛行場(chǎng)所判斷失誤約1成，操作失誤約1成，還有約1成是因?yàn)橐饬现獾脑?。?duì)飛行場(chǎng)所的判斷失誤，是指在不符合飛行條件的場(chǎng)所飛行等判斷錯(cuò)誤。
這里介紹一下在“百萬光伏電站業(yè)務(wù)”采訪過程中發(fā)生的小型無人機(jī)墜落事例
機(jī)身失衡，瞬間墜落
目擊的墜落事故，發(fā)生在筆者正采訪小型無人機(jī)在關(guān)東北部某光伏電站內(nèi)飛行情況之時(shí)(圖1)。配備6個(gè)螺旋槳的小型無人機(jī)搭載了拍攝普通圖像的數(shù)碼和紅外兩臺(tái)相機(jī)。當(dāng)時(shí)是6月下旬的一個(gè)下午。
圖1：墜落前的無人機(jī)機(jī)體配備了6個(gè)螺旋槳
這座光伏電站的陣列(在架臺(tái)上設(shè)置太陽能電池板的單位)沿東西方向伸展。由縱向4張、橫向6張電池板構(gòu)成的陣列自西向東排有20個(gè)陣列。由南向北配置7排。最南端和最北端的兩列構(gòu)成有不同。
自動(dòng)飛行路線如下：首先，從發(fā)電站西側(cè)的空地起飛，在最南部一排南面的空間，自西向東沿直線飛過15個(gè)陣列;接著，移動(dòng)到北方兩排相鄰的行列之間，自東向西沿直線飛過15個(gè)陣列。之后以相同的要領(lǐng)反復(fù)移動(dòng)，沿東西方向合計(jì)飛行4次后降落(圖2)。
圖2：計(jì)劃的自動(dòng)飛行路線由于是演示，未飛臨電站內(nèi)的所有區(qū)域
當(dāng)飛行接近最終階段，眼看將要降落時(shí)，無人機(jī)的機(jī)身失去平衡，瞬間墜落到了地上。從看到失去平衡后，機(jī)身就開始加速下墜。
電磁波妨礙了平衡控制，未能鎖定發(fā)生源
飛行相關(guān)人士稱，墜落的原因，是“在機(jī)身失衡地點(diǎn)附近，受到了電磁波的影響”(圖3)。他分析道，因某種原因產(chǎn)生的電磁波阻礙了地磁傳感器檢測(cè)方向，導(dǎo)致無法控制機(jī)身平衡而導(dǎo)致墜落。
圖3：剛剛墜落的無人機(jī)從多個(gè)角度拍攝
在發(fā)生墜落事故后的調(diào)查中，確認(rèn)了無人機(jī)配備的飛行記錄器記錄了磁數(shù)據(jù)的異常，無人機(jī)失衡地點(diǎn)附近的某處發(fā)生了電磁波。但該地點(diǎn)周圍卻只有太陽能電池板、架臺(tái)和連接電纜等。
還發(fā)現(xiàn)，電磁波在發(fā)電量高的時(shí)段會(huì)更強(qiáng)。
據(jù)稱，以前有過光伏逆變器(PCS)產(chǎn)生的電磁波引發(fā)故障的事例，但據(jù)稱此次不是PCS的影響。
太陽能電池板幾乎沒有會(huì)產(chǎn)生電磁波的因素。但由于認(rèn)為電磁波發(fā)生源的場(chǎng)所附近還有電池板，因此慎重起見對(duì)電池板進(jìn)行了調(diào)查，確認(rèn)了其不是電磁波發(fā)生源。因此最終未能完全查明原因。
將飛行高度升高至2倍，避開電磁波的影響但因明確了原因是光伏發(fā)電設(shè)備周邊發(fā)出的電磁波，所以采取了對(duì)策。進(jìn)一步提高了飛行高度，可以避開電磁波的影響飛行。
墜落時(shí)的飛行高度約為20m。因此將高度升至約40m后，確認(rèn)了可以不受電磁波的影響順利飛行。
就飛行高度與圖像清晰度的關(guān)系而言，如果飛行高度為40m，利用原來使用的640×512像素紅外相機(jī)，可由自動(dòng)飛行拍攝清晰顯示熱分布的圖像。飛行高度為20m的話，利用分辨率較差的320×240像素紅外相機(jī)也能拍攝熱分布，但可能會(huì)受電磁波據(jù)稱，用受到電磁波影響的地磁傳感器檢測(cè)方向?qū)ψ詣?dòng)飛行必不可少。但如果改為無線電控制等手動(dòng)飛行，則不用亦可。
但手動(dòng)飛行時(shí)，飛行的安全性取決于操作人員的熟練度。存在人為失誤的可能性，難以穩(wěn)定利用。另外，由于要在操作人員的可視范圍內(nèi)操作，飛行速度的提高受到限制，與自動(dòng)飛行相比，利用效率會(huì)降低。
該企業(yè)介紹說，基于上述理由，打算通過能實(shí)現(xiàn)更安全的自動(dòng)飛行的研究，提高飛行控制經(jīng)驗(yàn)和利用經(jīng)驗(yàn)。
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