
(一)背景与需求
光伏电站具有占地面积广(大型电站≥1000 亩)、组件数量多(百万级光伏板)、分布偏远(多位于沙漠、戈壁、山区)的特点,传统人工巡检存在三大痛点:一是效率低,人均日均巡检≤5MW,大型电站需数十人团队;二是精度差,人工肉眼难以发现隐裂、热斑、接线盒故障等细微缺陷,导致发电效率损失(热斑可使组件发电效率下降 30% 以上);三是成本高,偏远电站交通、住宿成本高,且高温、风沙环境下人工作业强度大、安全风险高。
蜂鸟共轴无人机搭配自动充电基站、双光吊舱与智能分析软件,可实现光伏巡检 “无人化、全天候、精准化”,解决传统巡检痛点。
(二)核心配置与技术支撑
1. 巡检主体设备
• 蜂鸟共轴无人机:沿用 CX-10B 性能参数,起飞重量 10kg,最大载荷 5kg,续航时间 60 分钟(空载)/25 分钟(满载双光吊舱),抗风能力 7 级,适应光伏电站空旷区域风力环境;采用模块化设计,双光吊舱可快速拆装,便于维护。
• 双光吊舱:可见光模式分辨率≥200 万像素,拍摄光伏板表面图像,识别污渍、破碎、鸟粪覆盖等缺陷;红外热成像模式分辨率≥640×512,捕捉光伏板热斑(温度差≥2℃即可识别),定位隐裂、接线盒虚接、二极管故障等问题,避免因热斑导致组件烧毁。
2. 自动充电保障系统
• 漏斗型智能充电基站:,基站高度≤1.5 米,占地面积≤1㎡,支持无人机自动返航对接(对接精度≤5cm);支持无线充电与点接触充电双模式,充电 30 分钟可满足无人机 40 分钟巡检需求(覆盖≥20MW 光伏组件);基站具备 IP65 防水防尘设计,适应沙漠、山区恶劣环境,可通过太阳能板辅助供电(可选配)。
• 充电调度功能:基站内置调度模块,可管理多台无人机协同巡检,当某台无人机电量低于 20% 时,自动引导其返航充电,同时调度备用无人机接替巡检任务,确保巡检不中断。
3. 智能分析软件
• 光伏缺陷分析系统:具备三大核心功能:一是自动识别,导入无人机拍摄的双光图像后,通过 AI 算法(训练样本≥10 万张光伏缺陷图像)自动标注缺陷类型(如热斑、隐裂、污渍)、位置(精确到组件编号)、严重程度(轻度 / 中度 / 重度);二是数据统计,生成巡检报告,包含缺陷数量、缺陷分布热力图、影响发电量评估(如某区域 10 块组件出现热斑,日均发电量损失约 50kWh);三是运维联动,支持将缺陷信息推送至电站运维管理平台,自动生成维修工单,指派人员前往处理。
• 数据存储与追溯:软件支持云端存储(对接电站私有云或公有云),保留历史巡检数据,可对比不同时期缺陷变化,分析组件老化趋势,为电站维护计划制定提供依据。
(三)实施流程
1. 前期准备阶段
• 航线规划:根据光伏电站 CAD 图纸,在分析软件中导入组件排列布局、道路分布、围栏位置等信息,自动生成最优巡检航线(飞行高度距组件 10-15 米,拍摄间隔 2 秒 / 张,确保每张图像覆盖 2-4 块组件,无遗漏无重叠);同时设置禁飞区(如变电站、高压线路周边)。
• 设备部署:在光伏电站内按每 20MW 区域部署 1 个自动充电基站,确保基站覆盖范围无死角;完成无人机与基站、软件的通信对接,测试自动返航充电功能与数据回传稳定性。
2. 自动巡检阶段
• 启动巡检:运维人员通过软件下达巡检指令,无人机从充电基站起飞,沿预设航线飞行,双光吊舱同步采集组件图像,实时回传至分析软件。
• 智能充电调度:当无人机电量低于 20% 时,软件自动触发返航指令,无人机按规划路线返回最近基站充电;期间备用无人机自动起飞,接替未完成的巡检任务,确保整个电站巡检连续进行。
• 缺陷识别:分析软件实时处理回传图像,自动识别缺陷并标记,若发现重度缺陷(如大面积热斑、组件破碎),立即向运维人员发送预警信息(短信 + APP 推送),提示优先处理。
3. 运维闭环阶段
• 报告生成:巡检任务完成后(单座 100MW 电站约需 4 小时),软件自动生成《光伏电站巡检报告》,包含巡检范围、缺陷统计、发电量损失评估、维修建议等内容,支持导出 PDF/Excel 格式。
• 维修执行:运维人员根据报告中的缺陷位置与类型,携带工具前往现场维修(如清理组件污渍、更换故障接线盒、更换隐裂组件);维修完成后,可调度无人机对维修区域进行复检,确认缺陷已解决。
• 数据归档:将巡检报告、维修记录、复检图像同步至云端存储,更新电站设备健康档案,为后续巡检计划优化、组件寿命评估提供数据支持。
(四)方案优势
1. 高效降本:单无人机日均巡检≥20MW,较人工效率提升 4 倍,100MW 电站仅需 2-3 台无人机 + 1 名运维人员,年巡检成本降低 60% 以上。
2. 精准全面:AI + 双光模式缺陷识别率≥98%,可发现人工肉眼难以察觉的隐裂、热斑,避免发电效率损失,延长组件寿命(热斑及时处理可使组件寿命延长 5-8 年)。
3. 无人化作业:自动充电 + 自主巡检,减少人工进入偏远、恶劣环境的频次,降低运维安全风险;支持远程操控,运维人员可在电站控制室完成巡检管理。
4. 数据驱动决策:历史数据对比分析助力电站制定精准维护计划,避免盲目维修,提升运维管理精细化水平。