Skycatch開(kāi)發(fā)無(wú)人機，從空中監控太陽(yáng)能電池

　　美國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的主要運營(yíng)商——美國第一太陽(yáng)能公司和SolarCity公司相繼開(kāi)始利用無(wú)人機(UAV：Unmanned Aerial Vehicle)開(kāi)展業(yè)務(wù)。UAV及相關(guān)軟件由2013年成立的新興企業(yè)美國Skycatch(加利福尼亞州舊金山)開(kāi)發(fā)，該公司在創(chuàng )業(yè)種子期曾得到美國谷歌等的出資。

還可用于動(dòng)植物保護

Skycatch公司主要提供總承包服務(wù)，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(jìn)行處理和分析的軟件。主要客戶(hù)是建筑、礦山、農業(yè)、光伏發(fā)電等行業(yè)的大型企業(yè)。

UAV在光伏發(fā)電領(lǐng)域的用途是，利用配備的紅外相機，從幾萬(wàn)或幾百萬(wàn)張的大量太陽(yáng)能電池模塊中檢測熱點(diǎn)(異常發(fā)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(lái)保護大規模光伏電站里的野生動(dòng)植物。在美國，建設大規模光伏電站時(shí)必須要保護和管理野生動(dòng)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(cháng)的野生動(dòng)植物，以采取適當的行動(dòng)。而且在發(fā)電站建成后，還可以用UAV轉移周?chē)囊吧鷦?dòng)物。

第一太陽(yáng)能公司是全球最大的EPC運營(yíng)商(EPC的意思是Engineering(設計)、Procurement(采購)、Construction(施工))，也是CdTe型太陽(yáng)能電池廠(chǎng)商。美國SolarCity公司的董事會(huì )長(cháng)是美國特斯拉汽車(chē)的CEO伊隆·馬斯克。第一太陽(yáng)能和SolarCity就利用UAV的服務(wù)與Skycatch簽訂了合同，不過(guò)沒(méi)有公開(kāi)具體的服務(wù)內容。

第一太陽(yáng)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(wù)。Agua Caliente在16km的土地上設置了520萬(wàn)張太陽(yáng)能電池模塊。在如此寬闊的場(chǎng)所，UAV應該能充分發(fā)揮其效果。

自動(dòng)更換電池

Skycatch公司自主開(kāi)發(fā)的UAV是利用4個(gè)旋翼產(chǎn)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(fēng)況等影響，不過(guò)平均來(lái)說(shuō)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(huà)質(zhì)”。UAV無(wú)需從地面遠程操控，而是沿著(zhù)程序設定的路徑自主飛行。

結束一次飛行后，UAV會(huì )自動(dòng)返回稱(chēng)為“地面站”(Ground Station)的61cm見(jiàn)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(shí)利用地面站發(fā)來(lái)的無(wú)線(xiàn)信號支援UAV著(zhù)陸。

UAV著(zhù)陸后，機器人手臂會(huì )從箱子中伸出，把UAV用過(guò)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(jīng)由無(wú)線(xiàn)LAN上傳至Skycatch公司的服務(wù)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(huì )出現充滿(mǎn)電的電池不夠用的情況。也就是說(shuō)，在大規模發(fā)電站項目中，UAV可以飛行幾十次。

UAV飛行一次的時(shí)間在30分鐘以?xún)?，每次結束飛行都會(huì )上傳數據，因此Skycatch的客戶(hù)幾乎可以實(shí)時(shí)獲得最新數據。Skycatch會(huì )根據客戶(hù)端的需求對收集的航拍數據進(jìn)行處理和分析。

用途多樣化

通過(guò)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(chǎng)等的進(jìn)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(huà)，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(kāi)采中，為開(kāi)采難以到達的煤層，有時(shí)要使用炸藥。利用UAV能從上空確認是否所有的炸藥都已經(jīng)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(cháng)勢和密度監控、干旱及收割生產(chǎn)、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(kāi)展業(yè)務(wù)。