他借无人机代人工巡检光伏场 热成像解析45万光伏板优劣

李鲁航改造的无人机已初具自动巡检功能。“我们用系统设计采集路线,让无人机升空后根据路线上的采集点采集图像数据。采集后的数据根据系统分析,生成检测报告。”
摩尔光伏     2017-3-14 11:30:37
  采访那日北京很冷,李鲁航却穿了一件短袖。

  文| 铅笔道 记者 罗正臣

  导语

  美国德克萨斯州休斯顿,占地1200亩地的光伏场上空,45万块光伏板在“疯狂”地吸收光能。

  光伏场上空40米处,一架搭载着2颗摄像头、多支“翅膀”的无人机巡航在空中,扫视着沙漠上每一块光伏板。无人机不时摁动快门,记录图像并将数据存储在SD卡上。

  远处,两位年轻人正戴着墨镜,身着白色安全帽,亮黄色安全背心,垫着脚尖,瞪着眼看向无人机。其中,拿着操作器的便是李鲁航。

  2015年10月,李鲁航(Lance)创立岚斯智能科技(Aerospec),旨在为新能源公司(光伏场为主)提供运维技术服务。该无人机可替代传统行业运维人员工作,根据行业搭载不同传感器,对新能源采集设施巡检,并通过大数据图像处理技术,分析设备损耗状况,为能源公司输出运维报告。

  去年12月,岚斯科技完成天使轮融资。现阶段,项目已与金风科技、美国通用电气、ENEL等公司达成合作,并正在进行新一轮融资。

注: 李鲁航承诺文中数据无误,为其真实性负责,铅笔道已备份录音速记,为内容客观性背书。

  注: 李鲁航承诺文中数据无误,为其真实性负责,铅笔道已备份录音速记,为内容客观性背书。

  传统能源公司乏力

  2011年,当李鲁航走进BP(英国石油公司)北美总部时,楼外环保主义者抗议的叫嚷声让他吃了一惊。他们挥舞着抗议牌子,大声叱骂着进出大楼的每一位员工。

  尽管BP公关部事先向李鲁航做过培训,抗议者的情绪还是让这名出任埃森哲咨询的管理咨询师皱紧了眉头。

  抗议源于2010年墨西哥湾石油钻井平台爆炸泄漏事故。此事件将BP公司推到了舆论的风口浪尖。在此次事故中,11位工作人员死亡,同时BP公司也蒙受了巨大经济损失。

  坐在窗前,望着窗外抗议人群,李鲁航很困惑,“为什么那么高危险(运维)工作,公司还要让人去完成?难道不能通过科技手段解决吗?”

  带着疑惑,2013年,李鲁航走进了哈佛肯尼迪学院,攻读公共策略研究生学位,主要方向为新能源领域。

  在进修哈佛商学院的Digital Innovation(电子创新)课程中,李鲁航结识了供职于NASA 实验室的Karim Lakhani。在65人的课堂上,Karim向学员们展示了一些新科技,无人机便在其中。“当时Karim给我们展示的无人机技术仅限于航拍领域,并没有大规模用于商业。”

风机无人机巡检报告
风机无人机巡检报告


  但无人机和能源结合的想法,却在课后浮现在了李鲁航脑海里。“以Aerovironment在阿拉斯加同BP公司合作的石油管道检测无人机为例,单机造价30余万美金。此类设备只适用于超大型公司,但对中小型能源企业并不适用。”

  经过一周思量,李鲁航决心创立岚斯科技,利用无人机为更多能源企业提供智能运维解决方案,减少人力成本支出。“在能源领域,太多事情仍采用全人工式作业。这不仅增大了公司的人工成本,还可能将员工置于危险境地。”

  巡检举行风机

  李鲁航创业的想法,却遇到了三个阻碍。“第一是政策导向。彼时美国FAA要求每架无人机需通过航空系统注册,流程与波音747相同,驾驶员也需要考取飞行执照。复杂的流程使行业发展受到限制;第二是因为商用无人机价格昂贵,机体功能虽全面但不专精,一些企业无法负担;第三便是能源行业的保守性,大公司仍依赖长久以来人工巡检的运作模式,人情关系夹杂其中,初创公司无法涉及。”

  李鲁航在业内的工作经验告诉他,想在传统能源行业推行新技术十分困难。“大多数能源行业不愿意改变工作流程,即使认识到了无人机的便利性,也不愿意改变人工巡检的工作方式。”

  基于此,2016年夏天,李鲁航组建了一只9人团队,放弃了传统能源市场,将目光锁定在了新能源领域,主攻风机运维检测。“传统的风机巡检需要人工攀爬至扇叶等位置,危险系数极高。每台风机巡检需要10人工时,一个100台风机的风场巡检一次费用高达25万美金。”

  传统巡检过程完全依赖巡检人员肉眼识别风机损耗 ,运维结果没有数据理论支撑。李鲁航希望用无人机可以替代人工作业,让它们在空中拍摄每一片扇叶损耗情况,并通过后台数据系统,分析处理图像数据,生成检测报告,提供给企业。

光伏板实地巡检照
光伏板实地巡检照


  去年8月,李鲁航一行人带着改装过的某品牌无人机,从德克萨斯州杀往蒙大拿州的风场。“技术必须得到验证,不实地测试永远不知道结果。”虽然在此之前,团队曾在家门口的路灯上做过实验,但他心里仍不踏实。

  彼时,李鲁航改造的无人机已初具自动巡检功能。“我们用系统设计采集路线,让无人机升空后根据路线上的采集点采集图像数据。采集后的数据根据系统分析,生成检测报告。”

  在几次与客户方(风能公司)接触后发现,李鲁航发现该技术并不适合短期变现。“价值不能立马体现,无人机巡检需要做到的是定期巡检观察,通常20~25年才会显现出价值。”

  因为不能提供直观经济效益,今年1月,团队搁置了风机自动巡检系统的研发,转向光伏发电领域提供运维服务。“光伏发电领域的巡检周期短,检测结果对企业来说更为直观。”

  3天检测45万光伏板

  据李鲁航所述,风机巡检与光伏巡检的不同在于线路设计上。风机因为是一个垂直三角,具有大型扇叶,所以在设计飞行器自动驾驶上需要考量更多因素(包括扇叶运动产生的风力、拍摄角度等)。而光伏板是平面的,在自动驾驶上要求相对较低。

  通过该方式,用无人机巡检光伏板可有效帮助企业降低成本。“以占地1200亩100兆瓦的光伏场为例,包含光伏板45万块。单次监测需要花费两名全职员工1月时间,用肉眼甄别设备状态。”

  与风机的自动无人巡检不同,李鲁航组成了一只两人队伍,用人工方式操作无人机。“一般为操作手和辅助手,两人均需要拥有去年8月美国颁布的无人机驾驶执照。操作手负责驾驶无人飞机,副手负责更换无人机电池等动作。”

热成像镜头下的光伏板
热成像镜头下的光伏板


  同时,李鲁航为采购的某品牌多旋翼无人机搭载了两块镜头:一颗8X光学RGB镜头及一颗热成像镜头。飞行器上升到光伏板上空约40米的位置后进入巡检状态,通过热成像传感器的温差图像判断光伏板是否正常运行(故障光伏板颜色较暗),并用RGB镜头绘制2D地图。

  单次单机飞行时间约为25~30分钟,人工操巡检1200亩地用时仅需约3日。无人机拍摄的影像将会被储存在机身SD卡上。飞行后,副手取出SD卡,将图像数据传输至图像分析系统,在一天时间内生成检修报告,告知光伏场具体几块光伏电板存在问题。

  但是该技术的难点在于光伏板定位。“为此,我们为无人机搭载了独立研发的定位系统,该定位系统可以为光伏板编号,方便光伏场准确知道故障板位置。”

  谈及未来计划,李鲁航希望继续在光伏运维领域深耕,以打通整个产业链。“我们正在研发一种名为AeroClean的光伏板自清洁技术,利用涂覆在光伏板上的材料,解决因为风沙覆盖降低光伏板工作效率问题。”

  据悉,岚斯科技已于去年年底完成天使轮融资,现在正拟进行新一轮融资。


    文章来源:微信公众号铅笔道



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