Budoucnost solární energetiky v Česku
Do roku 2030 by mělo v Česku vzniknout dalších osm gigawattů fotovoltaických elektráren. Čeká nás tedy nejen jejich výstavba, ale i provoz a následná údržba. „V současnosti se servis solárních elektráren provádí víceméně ručně, nebo se neprovádí vůbec. V lepším případě se využívají drony, které pořizují statické snímky pomocí termokamer na základě zadaných GPS souřadnic. Tyto snímky se následně vyhodnocují a ideálně se dále porovnávají v průběhu jednotlivých let,“ vysvětluje Ladislava Černá z Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze a dodává: „Tato komerční řešení rozpoznávají vady na základě předem naučeného katalogu poruch, ale neberou v potaz projektovou dokumentaci elektrárny a nejsou s ní elektronicky propojena. To znamená, že nejsou schopna predikovat vliv těchto vad na výkon elektrárny. “
Výzvy v údržbě solárních elektráren
Fotovoltaické elektrárny, jako například elektrárna Vepřek s výkonem 35 MW, FVE Ralsko s výkonem 38 MW, FVE Ševětín s výkonem 29 MW, FVE Brno-Tuřany s výkonem 22 MW nebo FVE Hodonín s výkonem 25 MW, se skládají z desítek tisíc panelů. Ruční kontrola takového množství je nejen časově náročná, ale i neefektivní. Současná komerční řešení, jako drony s termokamerami, mají své limity. Záznamy se vyhodnocují ručně, nejsou propojeny s projektovou dokumentací elektrárny a neumožňují přesnou predikci dopadu závad na výkon. Při chybovosti detekce kolem 3 % musí technik prověřit až 1 650 panelů manuálně, což zvyšuje pracovní zátěž i provozní náklady. Dalším problémem je, že některé panely mohou být vadné pouze v určitých provozních podmínkách, například při různých úrovních slunečního záření. Běžné metody inspekce tyto proměnlivé faktory často nezohledňují.
Jak funguje robotický revizor?
Nové řešení z ČVUT se zaměřuje na dlouhodobou udržitelnost výkonu solárních elektráren. Robotický revizor využívá kvalitní kamery a senzory dostupné na trhu, avšak jeho klíčovou výhodou je software řízený umělou inteligencí.
Princip fungování: Nejprve zařízení analyzuje elektrickou konfiguraci elektrárny a propojí se s jejími výkonovými daty. Následně autonomně vzlétne a provádí přesnou inspekci panelů. Díky pokročilé navigaci snímá panely ve správné výšce a pod optimálním úhlem. Zachycené snímky přenáší na servery ČVUT, kde probíhá pokročilá analýza a simulace budoucího výkonu. „Naše robotické zařízení nalétne nad každý panel a zaznamená teplo, které vyzařuje. Na jeho základě jsme následně schopni určit, jestli jsou panel nebo jeho část vadné, či nikoliv,“ vysvětluje Libor Přeučil z CIIRC ČVUT.
Přesná diagnostika a efektivnější údržba
Na rozdíl od běžných systémů robotický revizor využívá kombinaci autonomního řízení a vizuální navigace. „Jednotlivé panely musíte vždy pozorovat kolmo, a správný sklon vám žádná mapa ani GPS souřadnice neřeknou. My robota navigujeme do správné polohy vůči řadě panelů a snímáme je přesně tak, jak potřebujeme,“ dodává výzkumník Miroslav Kulich. Další výhodou je schopnost detekovat skryté vady, které nejsou viditelné při běžné vizuální inspekci. Robot může například identifikovat lokální přehřívání, které signalizuje potenciální selhání panelu ještě před tím, než se projeví výrazným poklesem výkonu. Výhodou je také možnost simulace finančních dopadů. Software dokáže spočítat, jakou energii bude elektrárna v daném stavu vyrábět, a majitelé tak získají přesný přehled o potenciálních ztrátách. To jim umožňuje lépe plánovat servis a efektivně rozhodovat o výměně panelů. Budoucnost inspekce solárních elektráren Robotický revizor už absolvoval první testovací lety a odhalil první závady na panelech. Vývoj probíhá ve spolupráci se společnostmi Decci servis, Enprotech a TMV SS , které poskytly senzory a měřicí techniku. Projekt je financován Technologickou agenturou ČR. V budoucnu by mohl být robotický revizor využíván i v dalších oblastech, například při inspekci větrných elektráren nebo rozsáhlých průmyslových objektů, kde je nutná pravidelná údržba a monitorování technického stavu.