Paul kitawa公司是一家位于德國卡勞，專業(yè)從事影視制作的公司，它還為客戶提供遙控飛機的航拍視頻。正是因為這些航拍視頻，Paul kitawa公司的老板Mario Hambsch在2011年接觸到了熱成像這一技術，并在FLIR T620紅外熱像儀的基礎上開發(fā)出了紅外熱像儀遙控飛機。
光伏系統(tǒng)空中熱成像
——熱成像是檢測光伏系統(tǒng)的理想工具
紅外熱像儀能夠檢測到光伏模塊內和模塊上的溫度差，并顯示在可視的熱圖像中。正常情況下，運行良好的光伏模塊的熱圖像上會顯示出模塊內均勻的溫度分布。但如果模塊出現(xiàn)了故障，在單個模塊單元或模塊的所有單元中就會看到明顯的溫差。因此使用安裝在光伏遙控飛機上的高清紅外熱像儀進行故障檢測是一種既高效又節(jié)約成本的方法，能夠保證整個光伏系統(tǒng)的持續(xù)盈利能力。
嚴格的要求和勝任的伙伴
Mario Hambsch開發(fā)熱成像遙控飛機的第一步就是尋找能夠勝任的合作伙伴。除了德國各地的熱成像合作伙伴外，他還同工程師Matthias Maus進行合作。Matthias Maus是TUV認證的光伏系統(tǒng)專家，也是經驗豐富的熱像師。
Mario Hambsch精確定義了為這一工作選擇正確紅外熱像儀的標準。
● 具備高紅外分辨率，以便能從高空獲得更大區(qū)域光伏模塊的熱圖像;
● 支持無線連接功能，能通過視頻流向地面站傳輸紅外圖像;
● 非常輕巧，因為遙控飛機的總重量不能超過5kg，5 kg以上就要申請單獨的起飛許可。
開發(fā)紅外遙控飛機
基于這些標準，Mario Hambsch選擇了FLIR T620紅外熱像儀，一款來自紅外熱像儀行業(yè)全球領導者FLIR Systems的頂尖紅外熱像儀。這款紅外熱像儀具有640 x 480像素的出色紅外分辨率，重量僅有1.3 kg，并且可以輕松的使用平板電腦和無線LAN連接控制。
遙控飛機包括一個八旋翼， 一架FLIR T620 紅外熱像儀， 和一個能垂直旋轉紅外熱像儀的固定裝置， 總重量不到5kg。
將遙控飛機，紅外熱像儀和固定裝置組合后，重量雖然低于5kg，但考慮到可能的飛行時間，還是太重了，這是需要克服的問題之一。隨后，Mario Hambsch和 Rolf Gu?er博士一起開發(fā)出了一種更輕便的固定裝置，這樣就保證了讓人滿意的飛行時間，同時也能夠實現(xiàn)紅外熱像儀的垂直旋轉。
技術程序和校準
Paul kitawa從此變成了使用高分辨率熱成像遙控飛機監(jiān)控光伏系統(tǒng)的專家。熱成像遙控飛機零排放，時間和成本效率高，經過正確的校準，就能檢測出各種熱異常情況。除此之外，公司還同信息技術工程師Detlev Schuch合作，繼續(xù)開發(fā)模塊化的遙控飛機系統(tǒng)，以滿足客戶的要求。
FLIR T620紅外熱像儀640 x480像素的分辨率使paul kitawa可以在短時間內低成本的檢測大范圍太陽能面板的熱異常情況。顯著的溫差讓故障太陽能組件清晰可辨。地面站數(shù)據傳輸Mario Hambsch最初計劃使用無線LAN連接將紅外熱像儀的實時視頻流傳送到地面站，但是經驗證明無線LAN連接不是室外飛行的理想選擇。因為LAN連接只能在40-80米的距離范圍內正常工作，遙控飛機很快就超過了這個距離，而且在白天想要在節(jié)能的iPad屏幕上檢測到什么也很困難。
于是他同信息技術專家一起開發(fā)了另一種解決方案：紅外熱像儀在2km的范圍內使用遙控飛機自帶的無線電進行控制。遙控飛機的控制軟件是一個模塊化的系統(tǒng)，Mario Hambsch對其分別進行了改進。加入了一個電子單元同紅外熱像儀進行通訊，這樣遙控飛機的操控者和/或隨同的熱像師僅用兩個開關就能打開紅外熱像儀并進行對焦。遙控飛機的實時視頻流不間斷的傳送到地面站，由數(shù)字記錄器進行存儲，并在專門測量工具的監(jiān)控器上進行顯示。
熱像師和遙控飛機操控員組成的團隊
在paul kitawa，一支熱成像航拍團隊通常由至少2個人組成：一名遙控飛機操控員和一名有經驗的熱像師。Mario Hambsch是一名非常有經驗的遙控飛機操控員，甚至可以不使用GPS就能控制遙控飛機。
培訓和熱成像專業(yè)知識
雖然Mario Hambsch參加過基礎的熱成像課程，但是要獲得專業(yè)的熱圖像分析，他還是依賴于有經驗的熱像師。他總是到現(xiàn)場拍攝，通過遙控對焦紅外熱像儀，拍攝照片，然后進行評估。
空中熱成像：光伏模塊的熱點。
Mario Hambsch對于控制遙控飛機駕輕就熟，但是同Maus的工程部門的合作經驗告訴他分析的質量也同樣是決定性因素?！熬拖駸岢上裥枰涷炓粯?，技術部分很重要。你不能真的使用一臺160x120像素的紅外熱像儀從空中檢測光伏系統(tǒng)。同樣，對于模塊狀況的專業(yè)分析也需要很多經驗，”Mario Hambsch解釋說。但如果所有要求都能滿足，對光伏系統(tǒng)進行熱成像分析是非?？煽康模鐏碜訸AE Bayern的ClaudiaBuerhop-Lutz在其2011年進行的研究中所證實。
作為研究的一部分，這位科學家首先拍攝了屋頂光伏系統(tǒng)的熱成像，然后在實驗室進行了全面的解析。實驗結果證實了這一理論：熱成像發(fā)現(xiàn)了所有的故障和瑕疵模塊。
熱成像的特性–正確的角度
檢測太陽能模塊的熱異常，需要同模塊平面保持70~90度的角度。由于檢測角度的要求，大規(guī)模系統(tǒng)的檢測就需要通過復雜的技術才能完成，并且如果使用手動的紅外熱像儀，還需要大量的時間。而使用飛行機器人您可同任何光伏系統(tǒng)保持正確的角度，快速獲得紅外記錄。
定期檢測保證安全
大型光伏系統(tǒng)的運營者知道系統(tǒng)需要維護和定期檢測，以保證太陽能面板能夠達到最高效率。但小型屋頂太陽能系統(tǒng)的業(yè)主通常沒有意識到這一點。因為制造商在營銷小型系統(tǒng)時總是聲稱“免維護”，但實際并不是這樣。我們建議每年進行肉眼檢測，每四年進行徹底維修，包括線路和電源轉換器。屋頂光伏系統(tǒng)造成的嚴重火災就說明了檢測和維護有多重要。
使用遙控飛機與紅外熱像儀組合比使用直升飛機進行檢測的優(yōu)勢
使用遙控飛機代替直升飛機的一個重要優(yōu)勢就是省力?！霸谖抑赖囊恍┌咐?，使用直升飛機進行4-5個小時的熱成像費用高達5位數(shù)，”Mario Hambsch說，并向我們講述了過去一些稀奇的例子。他說：“找到檢測出的故障是一個普遍的難題，也進行過一些非常冒險的嘗試，試著從空中標記故障模塊，以便日后能找到它。”使用直升飛機進行熱成像還有另一個弊端：旋翼產生的風會冷卻光伏模塊，扭曲檢測結果，并且會揚起灰塵或沙子等堅硬物質覆蓋光伏系統(tǒng)，這可能會造成永久性的破壞。
自動檢測程序
Mario Hambsch目前在研究將他的檢測程序最大限度的自動化。這還需要第三位(除了紅外熱像儀遙控飛機操控員和熱像師外)雇員，駕駛自行車或模型車在每個模塊間穿行。遙控飛機會自動跟隨信號。如果熱像師在實時紅外視頻流中檢測到異常情況，遙控飛機就會停在空中，隨后熱像師對T620紅外熱像儀進行對焦，再拍攝2-3張熱圖像，另一位雇員在地面該點做標記，以便日后可以輕松找到。
總結和展望
Mario Hambsch有足夠的理由為他的熱成像遙控飛機感到驕傲。事實證明它是從空中檢測光伏系統(tǒng)各種故障的實用且可靠的方法?！拔覀儠^續(xù)開發(fā)我們的模塊化遙控飛機系統(tǒng)，以適應客戶的要求，”Mario Hambsch解釋說。展望未來，Mario Hambsch期待迎接空中熱成像的新挑戰(zhàn)。
（轉載）
