Come pilotare e ispezionare un campo fotovoltaico con una fotocamera IR per APR.
Per ridurre al minimo il tempo trascorso nel campo e la quantità di dati che si deve raccogliere e scaricare, è fondamentale eseguire alcuni voli di pratica non appena si acquista l’hardware. Familiarizzare sul come impostare l’hardware e come impostare una missione (volo) non deve essere fatto in un campo fotovoltaico. Raccomandiamo inoltre vivamente di praticare come mappare sia un’ispezione di imaging termico che un’ispezione di immagini ad alta risoluzione.
Idealmente, le ispezioni fotovoltaiche dovrebbero essere eseguite nei giorni di sole con una copertura minima di vento e nuvole. Una copertura delle nuvole inferiore al 25% è l’ideale. Inoltre, volare al mattino o nel tardo pomeriggio può aiutare a evitare problemi di abbagliamento dai pannelli, il che influisce sulla qualità dell’immagine.
Al fine di garantire che non vi sia alcuna sfocatura di movimento, non si deve sorvolare più di 3 m/s. Il volo dovrebbe essere parallelo lungo le file di pannelli, con l’80% di sovrapposizione (frontlap) nella direzione di volo e il 20% di sovrapposizione (sidelap) tra le passate. Abbiamo visto che puntare la telecamera perpendicolarmente alla traiettoria di volo (nella direzione in cui i pannelli solari sono rivolti verso l’alto) può comportare una migliore qualità dei dati e tempi di elaborazione più rapidi.

Perché è meglio fare anche un’ispezione con APR e telecamera a colori ad alta risoluzione
Consigliamo di eseguire due voli per una raccolta dei dati completa. Un’ispezione primaria mediante una telecamera a infrarossi (termica) radiometrica, es. DJI FLIR Zenmuse XT 640×512, e una seconda ispezione utilizzando una telecamera a colori ad alta risoluzione (RGB), vale a dire. DJI Zenmuse X3/X4.
La termocamera permetterà di identificare i problemi che non possono essere visti ad occhio nudo e che influenzano la produzione del sito. Alcuni difetti riscontrati nelle immagini termiche devono essere ricontrollati con immagini ad alta risoluzione, come la rottura o la sporcizia, per determinare la causa principale dell’anomalia. Le immagini ad alta risoluzione catturano anche un livello più alto di dettaglio, consentendo ulteriori report su un sistema fotovoltaico. Questi dati possono essere utilizzati per identificare potenziali problemi relativi alla garanzia come delaminazione e / o creare una mappa RGB di una campo fotovoltaico.
La delaminazione si verificherà se:

• I materiali plastici di basso livello qualitativo sono usurati in seguito ad invecchiamento
• Se le proprietà termiche dei polimeri sono poco approfondite/sviluppate dai produttori, può accadere non si fondono esattamente al punto giusto e possono poi dare dei problemi nel tempo
• I polimeri o il vetro non sono perfettamente compatibili a causa di errore di progettazione
• I polimeri o il vetro non sono stati perfettamente puliti in fase di produzione
• La laminazione è stata regolata male come pressione e/o temperatura in fase di produzione

Bolle, pieghe o imperfezioni sulla superficie posteriore in plastica sono un’indicazione della lavorazione nella laminazione e possono essere un segnale precoce di delaminazione.

Perché è meglio consegnare un rapporto di ispezione del sistema fotovoltaico al cliente e NON solo una mappa termica del campo fotovoltaico
Un ortomosaico radiometrico (mappa termica) è una rappresentazione ad alto livello di un’area di terreno che è stata catturata con una termocamera e le immagini sono state unite insieme. Dopo dozzine di missioni e incontri con aziende del settore solare, abbiamo appreso che una mappa termica NON è un prodotto completo.
Le ispezioni solari in alta quota devono essere eseguite per produrre mappe termiche, in quanto si perdono grandi quantità di dettagli dell’immagine e spesso si generano falsi positivi o artefatti da deduzioni. Le mappe termiche richiedono inoltre almeno 4 volte il numero di immagini da catturare per la creazione di una mappa rispetto a un’ispezione che determina la creazione di un report basato su immagini. Ciò significa molto più tempo sulla missione in volo e tutto ciò che riguarda questo tempo di volo considerevolmente lungo.
Al contrario, un report creato utilizzando le singole immagini termiche e ad alta risoluzione consente di fornire informazioni più dettagliate al cliente. Anche i report richiedono molti meno dati da catturare, ad es. meno sovrapposizione e meno tempo in volo sopra un sito in modo da poter volare più siti alla settimana.

Come viene realizzato rapporto di ispezione del sistema fotovoltaico di alta qualità
Una volta finito di volare entrambe le missioni di imaging a infrarossi e ad alta risoluzione, molto probabilmente si avrà qualche migliaio di immagini da analizzare prima di poter creare un rapporto dettagliato. É comunque meglio spendere il nostro tempo in missione o svolgere altre attività importanti invece ehe rielaborare questa mole dati, ma questa fase è altresi importante.
Sono necessari software che automatizzano l’identificazione, la classificazione e la localizzazione delle anomalie dalle immagini dei droni. I Software devono essere in grado di elaborare i dati di ispezione utilizzando l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico e in grado di analizzare immagini a colori sia termiche che ad alta risoluzione di parchi solari da 100 kWp a 300+ MWp.
Il rapporto di ispezione del sistema FV con le analisi generate durante la revisione dei dati. Questi report sono adatti per i responsabili qualità, i gestori di prestazione di impianto, i proprietari stessi e tecnici sul campo. Ogni anomalia identificata è classificata per tipo e localizzata all’interno del sito e le coordinate assegnate, consentendo ai tecnici di visitare rapidamente ogni anomalia sul campo. Il report principale include anche informazioni sul sito, dettagli sull’ispezione effettiva e un’analisi dei difetti. Questo è utile per la gestione delle risorse, in quanto isola le aree con la maggiore perdita e identifica le cause alla radice.
I rapporti di ispezione FV prodotti sono integrati in un flusso di lavoro dei clienti attraverso un portale interattivo accessibile a terzi, in modo che i clienti possano condividere con i propri clienti l’andamento dell’attività. I report consentono anche di tenere traccia delle modifiche nel tempo e confrontare i siti tra i portafogli, consentendo di prendere decisioni migliori in merito ai campi fotovoltaici nelle diverse regioni.

Linee guida per la cattura sia termica che ad alta risoluzione immagini a colori di un sistema fotovoltaico
Questa linea guida è state stabilita per uniformare la raccolta dati che offrono i migliori risultati per un reporting ottimale.
Immagini a infrarossi (immagini termiche):
• Il formato del file deve essere radiometrico .jpeg o termico .tiff
• Pitch del gimbal: nadir (verso il basso) con una deviazione accettabile fino a 20 gradi per evitare abbagliamenti.
• Campionamento del terreno 5 cm/pixel (Ground Sample Distance – GSD) o inferiore per l’identificazione di difetti a livello di singola cella, GSD 15 cm/pixel o inferiore per l’identificazione del difetto del livello di modulo (l’altezza di volo esatta dipende da quale obiettivo si utilizza).
• Sovrapposizione frontale dell’80% nella direzione di volo e sovrapposizione laterale del 20%
• Il bordo orizzontale dell’immagine deve essere allineato al lato lungo delle file di pannelli fotovoltaici.
• Mantenere costante la direzione della telecamera APR
Nord all’inizio dell’ispezione, dovrebbe rimanere rivolto verso Nord durante l’ispezione completa nonostante l’orientamento dell’APR.

• Le immagini devono contenere metadati (posizione GPS, altitudine relativa, assetto gimbal, timestamp, ecc.)
• Evita il motion blur nelle immagini volando a non più di 3 m/s
• Si consiglia di eseguire una missione in griglia con acquisizione automatica. si può anche volare manualmente se necessario.

Immagini ad alta risoluzione (fotocamera digitale a colori)
Sono utilizzate per rettificare le anomalie termiche rilevate che vengono identificate nelle immagini termiche e sono utilizzate anche per il layer di base della mappa as-built nel report finale:
• Il formato del file deve essere .jpeg
• Gimbal pitch: nadir (verso il basso) con una deviazione fino a 10 gradi accettabile per evitare l’abbagliamento
• 76+ m AGL
• Sovrapposizione frontale dell’80% e sovrapposizione laterale dell’80%
• Le immagini devono contenere metadati (posizione GPS, altitudine relativa, assetto gimbal, timestamp, eccetera.)
• Si consiglia di eseguire una missione di mappatura con acquisizione automatica. Si può volare manualmente se necessario.

Per le ispezioni PV è necesssario seguente hardware:
• Multi-copter APR (es. quadricottero DJI Matrice M200/210) con una fotocamera con gimbal
• Termocamera: fotocamera FLIR Radiometrica minima con risoluzione 640×512 e obiettivo 9-19mm
• Fotocamera ad alta risoluzione: risoluzione minima di 3000×4000 pixel (ad esempio Zenmuse X5)