珍惜
每一分資源

任何資源對崑鼎都很珍貴
我們不斷思考要如何提升資源循環效能
因為這將影響我們未來的生活

Key Technology

關鍵技術

崑鼎以無人機搭載紅外線偵測技術
提升太陽光電廠維運效能

臺灣位處亞熱帶,太陽能資源豐富,適合發展太陽能。崑鼎 (ECOVE) 投入太陽光電廠的建置與營運多年,實績已由台灣拓展至美國,完成超過70個專案的併聯發電,為提升電廠的維運效能,崑鼎以無人機結合紅外線偵測技術應用,有效提升巡檢效益,及時掌握設備異常,提升整體發電總量。

臺灣太陽光電發展現況與目標

臺灣能夠開發的非再生能源有限,大部分的發電原料都須仰賴進口。在全球綠能發展趨勢下,臺灣自2000年開始推動太陽光電,並於2009年通過「再生能源發展條例」,此為臺灣發展再生能源之母法,該條例之中央政府主管機關為經濟部,由經濟部能源局執行業務。政府開始實施「保證收購」20年之「躉購費率」制度後,太陽光電再生能源設備安裝量開始顯著成長。

「再生能源發展條例」目標於2025年太陽光電累計安裝容量達 2,000萬瓩(20GW),期望占再生能源總比達66%以上,除了訂定目標容量外,如何維持發電量也成了重要的課題。

國內太陽光電的裝置容量,透過政府推廣及技術的發展,截止至2020年12月已經達到約5,800 MW,各種規模的太陽能電廠遍布全台。而太陽光電廠透過太陽發電,各項設備皆與電有關,設備妥善率也成了需要重視的議題,運用紅外線熱像儀去檢測各項設備,可提前找出設備安全隱患,對於提升太陽光電廠發電效益有所幫助。

多軸無人機掛載紅外線熱影像鏡頭檢測技術之運用

透過多軸無人機進行紅外線檢測作業,所採用之鏡頭為紅外線與可見光雙鏡頭模組,除拍攝紅外線影像照片,亦可同步拍攝可見光照片,對於缺陷區塊可做同步之比對,以避免誤判及分析缺陷造成之原因。

此外,以無人機進行檢測,相較人工作業可減少約一半之作業時間,且以預設航線自動飛行可精準重複每次檢測之位置,避免人為操作造成之誤差,並於每次巡檢後建立各種異常樣態資料庫,作為未來發展智能分析之圖像依據。

對太陽光電廠之光電模組 (PV模組) 檢測,雖可使用一般手持式紅外線熱影像儀,但受限於作業環境及操作條件,僅能逐步進行小區域之檢測作業 (如圖1),,巡視檢測效率低下、容易遺漏,無法有效進行精準的檢測判讀。

圖1 手持式紅外線熱影像儀檢測PV模組熱影像圖

崑鼎為改善上述人工檢測的缺失,現所營運的太陽電廠皆採用多軸無人機掛載紅外線熱影像鏡頭進行檢測及維運 (如圖2)。而由於無人機高空的俯視角度,不但方便觀察各項事物,且可維持固定高度及鏡頭角度進行檢測,且可快速進行大範圍的檢測作業,不受案場作業環境之影響,快速準確檢測出PV模組的異常紅外線熱影像。而多軸無人機掛載紅外線熱影像鏡頭的特殊視角,也廣泛應用於各種與溫度相關的研究或檢測。

異常巡檢實例

因多軸無人機可由設定之飛行高度進行大面積之檢測作業,故可快速、明確檢測出大範圍之異常狀態,提升巡檢效益。以下針對多軸無人機進行紅外線檢測作業之異常案例進行說明。 

1. PV模組串列迴路異常 (如圖3),此異常在人員進行地面檢測時並不易察覺,且由於其對大型案廠的整體發電量影響不明顯,除非安裝串列監控設備,否則並不容易發現。

圖3 PV模組串列迴路異常熱影像圖

2. PV模組破裂 (如圖4-5),此一太陽光電廠最常發生之異常,透過多軸無人機在空中進行案場紅外線檢測,可快速找出破裂位置。

圖4 PV模組破裂熱影像圖

圖5 PV模組破裂熱影像圖

3. 模組遮陰也是影響發電量的一大因素,透過無人機進行紅外線檢測,亦可快速檢測出生物性污染及環境遮陰的情形 (如圖6-7),再搭配案廠發電量數據,可有效評估進行模組清洗及植被清除作業,環境遮陰也可作為後續建廠模擬資料比對。

圖6 生物性污染紅外線熱影像圖

圖7 設備遮陰紅外線熱影像圖

結語

政府推動再生能源多年,在政策的推動及技術的發展下,太陽光電於再生能源佔比越來越重,如何有效進行電廠之巡檢作業更形重要。崑鼎將秉持「精進技術整合應用,優化資源循環效能」的使命,持續精進技術以維持太陽光電廠發電效能,落實循環經濟,並協助政府逐步實現能源轉型、促進能源多元化,打造低碳臺灣的未來。