目前，國家已把“雙碳”工作納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全局，發(fā)展綠色能源已成為全社會的普遍共識，光伏正迎來前所未有的黃金發(fā)展期。在政策晴空下，光伏發(fā)電項目如雨后春筍般布涌現(xiàn)，發(fā)電量成為了衡量電站收益的關(guān)鍵因素，如何通過光伏運維手段提升電站效率、降低度電成本，值得光伏行業(yè)深思。

　　2020年，目標(biāo)，即中國二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，2060年前實現(xiàn)碳中和。這是中國明確了自身在歷史進(jìn)程和世界格局中所處的位置后，為統(tǒng)籌好國內(nèi)國際“兩個大局”做出的重大戰(zhàn)略決策，也是黨中央基于實現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展的根本大計。

　　目前，國家已把“雙碳”工作納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全局，圍繞綠色能源儲能戰(zhàn)略加快制定出臺相關(guān)規(guī)劃、實施方案和保障措施，加強(qiáng)政策銜接，穩(wěn)妥有序推進(jìn)。

　　國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)了《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，強(qiáng)調(diào)了優(yōu)先通過清潔低碳能源滿足新增用能需求并逐漸替代存量化石能源消費，就地就近開發(fā)利用，加快負(fù)荷中心及周邊地區(qū)分散式風(fēng)電和分布式光伏建設(shè)，推廣應(yīng)用低風(fēng)速風(fēng)電技術(shù)。在風(fēng)能和太陽能資源稟賦較好、建設(shè)條件優(yōu)越、具備持續(xù)整裝開發(fā)條件、符合區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)等要求的地區(qū)，有序推進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電集中式開發(fā)，加快推進(jìn)以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風(fēng)電光伏基地項目建設(shè)。

　　《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出促進(jìn)沙漠戈壁荒漠大型風(fēng)電光伏基地開發(fā)消納，配合沙漠、戈壁、荒漠等地區(qū)大型風(fēng)電光伏基地開發(fā)，研究新型儲能的配置技術(shù)、合理規(guī)模和運行方式。

　　此后，《加快農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型發(fā)展助力鄉(xiāng)村振興的實施意見》、《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021-2025年)》和《關(guān)于推進(jìn)中央企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做好碳達(dá)峰碳中和工作的指導(dǎo)意見》等政策陸續(xù)發(fā)布，確定了集中式+分布式雙驅(qū)發(fā)展發(fā)展路徑，為未來光伏大爆發(fā)奠定了政策基礎(chǔ)。

　　從政策演進(jìn)過程來看，國家層面對于光伏的發(fā)展支持力度越來越大，從“十一五”的新能源、可再生能源的政策初現(xiàn)，到2020年，支持光伏行業(yè)發(fā)展的政策進(jìn)一步加碼，再到“十四五”期間規(guī)劃編制逐漸落地落細(xì)，明確了集中式和分布式能源并舉的發(fā)展模式，大力提升光伏發(fā)電規(guī)模，政策的支持無疑是行業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大動力。

　　“碳中和”目標(biāo)下“光伏+”綜合應(yīng)用技術(shù)及發(fā)展大勢襲來，多地政府積極采取行動，根據(jù)本地光照資源以及現(xiàn)有光伏規(guī)模行進(jìn)行不同程度的資金扶持，近兩年華東、華南、華北和西北等地已有接近20個地區(qū)陸續(xù)出臺了相關(guān)政策，以財政補(bǔ)貼、政府產(chǎn)業(yè)基金等形式大力推進(jìn)光伏等新能源發(fā)展。其中華東地區(qū)政策出臺密集，近幾年已有包括浙江、江蘇、上海、安徽下屬市或區(qū)發(fā)布有關(guān)光伏建筑補(bǔ)貼政策;在華南，廣州、深圳、東莞制定了明確的補(bǔ)貼;在北京、山西以及西北的陜西等也有政策接連出臺。

　　光伏應(yīng)用場景呈多元化發(fā)展，光伏發(fā)電“后市場”前景可期

　　在政策晴空下，光伏發(fā)電項目如雨后春筍般布涌現(xiàn)，數(shù)量和規(guī)模與日俱增，中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來了新一波高峰。我國2021年新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量5488萬千瓦，連續(xù)9年穩(wěn)居世界首位。截至2021年底，光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到3.06億千瓦，突破3億千瓦大關(guān)，連續(xù)7年穩(wěn)居全球首位，累計裝機(jī)容量保持全球第一。隨著光伏市場的飛速壯大，發(fā)電量成為了衡量電站收益的關(guān)鍵因素，光伏運維在提升電站效率、降低度電成本方面發(fā)揮著越來越重要的作用，如何提高質(zhì)量控制和運維管理效率，是光伏行業(yè)亟待解決的難題。

　　目前，我國常見的光伏電站主要分為以下幾大類：

　　第一類，山地丘陵光伏電站，多建在山區(qū)、丘陵等地，占地面積廣，地勢起伏劇烈，場站內(nèi)需要運維設(shè)備數(shù)量多。在秋冬季節(jié)，路面易結(jié)冰，物資運輸比較難，人工巡檢難度高并且不安全，無人化光伏維護(hù)是大趨勢。

　　第二類，沙漠戈壁光伏電站，沙漠、戈壁和荒漠地區(qū)地廣人稀，人力成本高，需要運維車巡檢，其地理及氣候條件相對惡劣，晝夜溫差大，尤其是在典型的暖溫帶干旱性氣候，長期高溫會炙烤組件內(nèi)部的線纜或元器件，造成損壞甚至是發(fā)生火災(zāi)，高頻的光伏電站的運維就成了首要需求。

　　第三類，光互補(bǔ)、農(nóng)光互補(bǔ)、水光互補(bǔ)光伏電站，這種形式是將光伏和漁業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利等占用大量土地資源的產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，做到一舉多得，在空間上做到了立體復(fù)用，但是，后期運維人員通行需要乘船或者踏入農(nóng)田中，通行性較差，不方便到達(dá)。

　　第四類，分布式光伏電站，大多部署在居民、工廠、園區(qū)等建筑物的屋頂上，數(shù)量多，資源分散，單體規(guī)模小，需要人爬上屋頂去勘測維護(hù)，在實際工作中不現(xiàn)實，工作效率低，給企業(yè)帶來極大的成本支出。

　　第五類，海上光伏，采用漂浮式或者樁基固定式建在海面上，四周無遮擋，海面不時會有大波浪襲來，因此，人工巡檢存在較高的危險性，需要船舶航行運維，亟需無人化巡檢解決方案。

　　多種形式的“光伏+”新能源項目百花齊放，意味著加快數(shù)字化技術(shù)，助力光伏成為新能源主力十分迫切，無人化智慧光伏建設(shè)全生命周期迎來了歷史性的發(fā)展機(jī)遇。

　　貫穿智慧光伏全生命周期，無人機(jī)作業(yè)解放人力

　　無人化智慧光伏電站建設(shè)全生命周期指的是圍繞光伏電站前期、中期、后期，運用科技加快產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、拓展智能光伏技術(shù)耦合，運用于光伏選址勘測、施工進(jìn)度監(jiān)管、生產(chǎn)運營和場站運維中。無人機(jī)具備數(shù)據(jù)采集的優(yōu)勢，識別建設(shè)、營運、維護(hù)等各個階段存在的風(fēng)險和隱患因素，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)和圖像算法技術(shù)確定最佳選址范圍，預(yù)判風(fēng)險類型及嚴(yán)重程度，從而輔助工作人員制定風(fēng)險控制決策，縮短光伏電站建設(shè)周期，以達(dá)到提升綠色電力生產(chǎn)效率，降低光伏發(fā)電中安全事故的發(fā)生幾率，做到貫穿光伏全生命周期的精細(xì)化管理服務(wù)。

　　在光伏電站投入使用后，因各類因素，運維需求明顯上升。傳統(tǒng)的光伏運維手段是工作人員必須來到光伏場站，高舉掃描儀或借助升降車進(jìn)行太陽能板的檢查，危險系數(shù)高、效率低、成本高，同時，天氣過熱或過冷都會對運維人員的作業(yè)產(chǎn)生影響，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，不利于企業(yè)的長久發(fā)展。

　　而相比于這樣的人工巡查方式，無人機(jī)光伏巡檢系統(tǒng)有著巨大的優(yōu)勢。由無人機(jī)自動機(jī)場、無人機(jī)、機(jī)載飛行大腦以及云端智能光伏識別系統(tǒng)構(gòu)成的無人機(jī)自動光伏巡邏系統(tǒng)，搭載紅外熱成像及可見光設(shè)備，從高空俯瞰光伏電站并快速獲取圖像或視頻數(shù)據(jù)，并回傳至云端的圖像識別系統(tǒng)，精準(zhǔn)判別出多種設(shè)備故障，如龜裂、污點、蝸牛紋、植被遮擋、損壞、焊帶故障等。

　　智能化識別熱斑，實現(xiàn)光伏組件精細(xì)化運維

　　在大型光伏電站中，光伏板在陽光照射下，各類物體，如污垢、雜質(zhì)、灰塵等，對少數(shù)發(fā)電組件產(chǎn)生遮擋，造成發(fā)電組件承受的照射強(qiáng)度不一。被遮擋的部分升溫遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未被遮蓋部分，致使其溫度過高，出現(xiàn)燒壞的暗斑。熱斑效應(yīng)會對太陽能電池造成嚴(yán)重破壞，并縮短其使用壽命，導(dǎo)致大型光伏電廠發(fā)電成本增加。另外，熱斑效應(yīng)會使電池被遮蔽，進(jìn)而降低大型光伏電站的生產(chǎn)效率，并導(dǎo)致輸出減少。若未能及時對熱斑進(jìn)行檢查和有效排除，將為大型光伏電站帶來經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成局部電池?zé)龤?、焊點融化，炸裂蓋板玻璃等。

　　而無人機(jī)搭載的紅外熱成像儀，可以利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡檢測被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布，紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)，簡而言之，就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒岢上?，從而鎖定有熱斑的光伏板。

　　在大型光伏電站內(nèi)，無人機(jī)基于采集的光伏田圖片，使用圖像建模軟件對巡檢區(qū)域進(jìn)行二維建模生成全景圖，將該區(qū)域的光伏情況以更宏觀的形式展示出來，并生成精細(xì)化圖片。熱斑識別算法自動識別出熱斑，標(biāo)記出熱斑的大小、形成類別和具體位置，并識別出故障類型，如異常組件存在表面玻璃破損、存在表面污跡或組件內(nèi)部電池片損壞等，從而為運維人員提供精確到光伏板內(nèi)部的定位信息，極大地提升工作效率。

　　助力光伏企業(yè)減負(fù)增效，打造光伏運維示范樣板

　　隨著無人機(jī)自動駕駛技術(shù)的成熟、無人機(jī)自動機(jī)場及光斑識別智能化系統(tǒng)等軟硬件配套設(shè)施的出現(xiàn)，光伏巡檢不再受限于復(fù)雜的人工操作，也解決了問題缺陷難以定位、后期難以消缺的問題，從現(xiàn)場勘測、三維地圖建模、地圖標(biāo)定、路徑規(guī)劃、任務(wù)管理與下達(dá)、飛行數(shù)據(jù)采集、缺陷識別分析、生成報告到日志存儲，全流程可以無人化作業(yè)。

　　目前，無人機(jī)光伏巡檢系統(tǒng)已被貴州、浙江、江蘇、安徽、江西、遼寧等多個光伏電站啟用，對其區(qū)域內(nèi)光伏面板展開無人機(jī)自動巡檢，實現(xiàn)光伏面板巡檢自動化和故障識別處理自動化。

　　在貴州省某70MWp光伏電站內(nèi)，無人機(jī)光伏巡檢系統(tǒng)已經(jīng)投入到日常光伏電站巡檢中。無人機(jī)搭載紅外熱成像及可見光設(shè)備從無人機(jī)自動機(jī)場內(nèi)飛出，按照提前規(guī)劃的航線，采集光伏設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)。

　　無人機(jī)搭載紅外熱成像及可見光設(shè)備，開始數(shù)據(jù)采集。

　　無人機(jī)巡檢系統(tǒng)將獲取的光伏數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、存儲、挖掘、計算和分析，并利用紅外深度學(xué)習(xí)、圖像識別、姿態(tài)定位等技術(shù)，實現(xiàn)光伏設(shè)備的故障的智能化檢測，實現(xiàn)熱斑自動分析與定位。在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，無人機(jī)生成包含巡檢日志、設(shè)備故障地圖、設(shè)備故障類型、設(shè)備故障數(shù)量等多重信息的檢測報告和任務(wù)工單，供運維人員核查與消缺，并將處理完的結(jié)果反饋至系統(tǒng)，形成完整的任務(wù)閉環(huán)，助力光伏電站精細(xì)化管理。

無人機(jī)光伏巡檢方案大大提高了光伏巡檢作業(yè)的效率。以面積為3.2平方公里的100MWp的光伏電站為例，由2人組成的檢修小組手持紅外設(shè)備查找熱斑大約需要45個工作日，而使用無人機(jī)和自動機(jī)場進(jìn)行空中巡檢，每天作業(yè)量大約在2~3平方空里，效率提升15~20倍，準(zhǔn)確性高，耗時短，不僅節(jié)省了人工成本，還能及時發(fā)現(xiàn)故障和缺陷，有力保障了設(shè)備安全運行。

　　能源是人類文明進(jìn)步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和動力，攸關(guān)國計民生和國家安全。當(dāng)今世界，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，新能源和信息技術(shù)緊密融合，無人化的應(yīng)用使變光伏電站的運維模式變得更加智能、高效。一直以來，我司積極響應(yīng)國家能源轉(zhuǎn)型號召，十分重視光伏領(lǐng)域的行業(yè)需求，深耕細(xì)耘，打通了無人機(jī)在光伏領(lǐng)域巡檢應(yīng)用的堵點，加大了無人機(jī)技術(shù)在新能源運維的成果轉(zhuǎn)化，用數(shù)字技術(shù)的力量促進(jìn)光伏發(fā)電“后市場”的進(jìn)一步革新，推動光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。