想象一下，公用事業(yè)級(jí)規(guī)模的集中式光伏電站，占地上百畝，組件成千上萬(wàn)塊。一群個(gè)頭小巧的飛行機(jī)器人不停地上下飛舞，就像花叢中的小蜜蜂。
它們并不是采蜜，而是采集數(shù)據(jù)。它們檢查某塊電池板上有多少灰塵；或是發(fā)現(xiàn)那些由于草木茂盛而可能產(chǎn)生陰影遮擋的區(qū)域；或是控制室發(fā)現(xiàn)了一些難以解釋的異常，于是它們傾巢而出，四處調(diào)查原因。
無(wú)人控制飛行器（UAV），又稱無(wú)人機(jī)。未來(lái)，無(wú)人機(jī)將能夠承擔(dān)大型光伏電站的此類(lèi)維護(hù)工作，而且將比開(kāi)著車(chē)或是直升機(jī)的運(yùn)維人員成本低很多。
成本低廉
無(wú)人機(jī)成本低廉，事實(shí)上它是全新的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的光伏電站預(yù)防性維護(hù)的最佳選擇，也是尋找最佳屋頂資源的理想工具。
正是由于這些優(yōu)勢(shì)，F(xiàn)irst Solar和Solar City等光伏企業(yè)早在幾年前就已開(kāi)始測(cè)試無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，將其作為潛在的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)工具。但無(wú)人機(jī)作為大規(guī)模商用的工具還需要解決一系列聯(lián)邦和州級(jí)別的航空監(jiān)管問(wèn)題。比如，在公共和私人區(qū)域，其許可的飛行時(shí)間、區(qū)域和高度等，以及禁止無(wú)人機(jī)飛出“操作者視界”等規(guī)則。
今天的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)能夠執(zhí)行一系列光伏相關(guān)的任務(wù)，包括（組件、線纜及其他部件）視覺(jué)成像、紅外熱成像以及植被監(jiān)測(cè)，并且在所有方案中成本最低。根據(jù)幾年前的數(shù)據(jù)，租用無(wú)人機(jī)一年的費(fèi)用在2.5-10萬(wàn)美元之間。
無(wú)人機(jī)將取代車(chē)輛、人員、燃油等諸多成本，節(jié)省與派出人員檢查站點(diǎn)相關(guān)的其他成本。據(jù)GTM Research估算，根據(jù)燃油成本和距離的不同，出車(chē)一次的成本在300-600美元。
無(wú)人機(jī)飛行的電池成本相對(duì)固定，而車(chē)輛人員屬于變動(dòng)成本，運(yùn)維供應(yīng)商承擔(dān)這些費(fèi)用，成本的約束將使他們只去關(guān)注那些有利可圖的問(wèn)題。
傳統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)手段是采用定期檢查的方式來(lái)防范重大問(wèn)題和事故。這是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)錢(qián)的工作。對(duì)于大型電站來(lái)說(shuō)，高頻次綜合性的檢查在成本上就不可行。
在此種壓力下，運(yùn)維商考慮的是檢查成本與問(wèn)題潛在風(fēng)險(xiǎn)之間的平衡。換言之，光伏電站都在“潛在問(wèn)題可能造成的損失”與“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的成本”之間糾結(jié)。有了無(wú)人機(jī)，運(yùn)維成本大幅度降低，這一僵局即告破解。
神通廣大
低空飛行的無(wú)人機(jī)在發(fā)現(xiàn)電站光伏板的問(wèn)題中可以完成很多復(fù)雜的任務(wù)。像龜裂、蝸牛紋、損壞、焊帶故障等問(wèn)題都能夠發(fā)現(xiàn)。使用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，像污點(diǎn)和植被遮擋這類(lèi)問(wèn)題更是不在話下。
無(wú)人機(jī)還可以使用熱成像技術(shù)，來(lái)查看哪些區(qū)域溫度過(guò)高，影響組件的效率。為無(wú)人機(jī)編排頻繁而規(guī)律的“巡邏”任務(wù)，比雇傭直升機(jī)（如今這還是主流解決方案）要便宜得多。
無(wú)人機(jī)還能夠監(jiān)測(cè)匯流箱、接線盒、逆變器等電子設(shè)備的溫度，來(lái)預(yù)防可能發(fā)生的電氣系統(tǒng)問(wèn)題。
無(wú)人機(jī)還有個(gè)強(qiáng)項(xiàng)——可以瞬間采集多種不同的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)精確地鎖定問(wèn)題位置的地理坐標(biāo)。這種多類(lèi)型數(shù)據(jù)采集的能力還支持GPS標(biāo)注、視覺(jué)成像、激光測(cè)距脈沖雷達(dá)成像，甚至還可以對(duì)可見(jiàn)光波長(zhǎng)以外的光信號(hào)進(jìn)行探測(cè)。
當(dāng)這種彼此相關(guān)的多維度數(shù)據(jù)源源不斷地傳送到控制中心，傳統(tǒng)的運(yùn)維模式和流程將獲得脫胎換骨的升級(jí)，光伏系統(tǒng)問(wèn)題的診斷和判別效率將極大提升。未來(lái)，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)將更加強(qiáng)大，通過(guò)模式識(shí)別和變化檢測(cè)技術(shù)，提供更為經(jīng)濟(jì)便捷的預(yù)防性方案，全方位監(jiān)控電站的“健康”狀況，進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)維響應(yīng)。
Solar City擁有眾多光伏電站業(yè)務(wù)，從員工安全和經(jīng)濟(jì)成本的角度考慮，公司特別把無(wú)人機(jī)系統(tǒng)作為前端銷(xiāo)售工具。使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行屋頂評(píng)估，或協(xié)助建設(shè)3D點(diǎn)云，以模擬建設(shè)評(píng)估模型等。
Solar City從去年開(kāi)始就開(kāi)始試用Skychtch的無(wú)人機(jī)。據(jù)稱，無(wú)人機(jī)使其屋頂監(jiān)測(cè)效率提升了一倍，并且比人工方法更加精確。
法律障礙：航空管制
盡管具有眾多優(yōu)勢(shì)，一些其他方面的因素延緩了無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在大型集中式光伏電站的大規(guī)模部署。
首先，顯而易見(jiàn)的是監(jiān)管因素。目前在美國(guó)，人們想要開(kāi)展無(wú)人機(jī)飛行相關(guān)的業(yè)務(wù)，需要獲得聯(lián)邦航空署（FAA）的特別許可，這項(xiàng)許可目前還采取逐案審批的制度。
最初的審批流程非常慢。在2014年9月-2015年3月期間遞交的684份申請(qǐng)中，只有48份獲得通過(guò)，僅7%。不過(guò)，在2015年3月和4月的兩項(xiàng)精簡(jiǎn)流程執(zhí)行后，審批速度得以加快——迄今為止，獲得通過(guò)的申請(qǐng)已超過(guò)1400份。更大的改制正在醞釀，F(xiàn)AA正在制定通用的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)監(jiān)管框架，預(yù)計(jì)將在2016年末2017年初出爐。
這將解決長(zhǎng)期困擾無(wú)人機(jī)的商業(yè)可行性問(wèn)題——自主飛行。在當(dāng)前的FAA許可中，無(wú)人機(jī)不能脫離操作者的視界，這極大限制了無(wú)人機(jī)的使用范圍和潛力。
自主飛行還需要兩項(xiàng)新技術(shù)。其一是感知-規(guī)避技術(shù)，它使無(wú)人機(jī)就算因故脫離了操作者的控制，也不會(huì)撞上其他東西。該技術(shù)十分復(fù)雜，連NASA也參與其中，提供了碰撞避免的技術(shù)驗(yàn)證，并展示了FAA用以制定監(jiān)管規(guī)則的“自我隔離”技術(shù)。
飛行器在操作者視界以外的控制問(wèn)題更為棘手，它包括“無(wú)人機(jī)與操作者可能的通信中斷”，以及“可能導(dǎo)致無(wú)人機(jī)墜毀或傷人的導(dǎo)航設(shè)備失靈”等。迄今為止，F(xiàn)AA關(guān)于“操作者視界外無(wú)人機(jī)”的研究尚處在早期階段。
San Diego燃?xì)怆娏Αommonwealth Edison等公用事業(yè)公司也在積極試用無(wú)人機(jī)，來(lái)檢查其電力傳輸線路。目前他們同樣受到“操作者視界”規(guī)則的限制。由于這一限制，目前還不能對(duì)無(wú)人機(jī)用于光伏電站運(yùn)維的成本收益影響作出精確的評(píng)估。