無人機航拍的運用大致可分為影視、新聞、生物紀錄、地形探勘、運動賽事跟拍、城市風貌展示、古蹟拍攝……等多種類型。而無人機技術的逐年成熟，帶動了航拍的快速發展。搭載不同任務設備進行之空拍巡檢（aerial inspection），已然是各領域、產業的未來趨勢。

圖：無人機航拍應用廣泛（來源：網路）

 

空拍巡檢可以做什麼？

無人機的空拍巡檢（drone inspection）不僅快速便利，也能保障巡檢人員的人身安全。例如：電力電塔、太陽能板、橋梁、鐵塔、煙囪、下水道的檢查，甚至山域搜索救援、災害評估或地形地物的3D建模等應用，都能夠透過無人機航拍達到絕佳的效果。

圖：無人機空拍巡檢是未來趨勢（來源：網路）

 

那麼今天我們就來談談目前最夯的太陽能板巡檢

台灣近年積極發展綠能、投資再生能源，其中以太陽光電產業最為炙手可熱。要如何維護如此大面積的地面型光電，是眾業者必須得提前思考的問題。
透過紅外線熱像儀的非破壞檢測，是目前速度最快、效果最佳的檢測方式。

太陽能板非破壞巡檢可以分為以下兩種類型：

 

傳統巡檢一般會手持紅外線熱像設備，兩人一組，進行步行巡檢。以太陽光電裝置容量500KW來說，需要花費2至3天的時間，極為耗時且無效率。

圖：手持紅外線熱像儀檢測

 

無人機巡檢同樣是兩人一組，事前設定好飛行區域路徑，只需要2至3小時（甚至更快），便能完成大規模、大面積的太陽光電板巡查。此時，只需要再使用手持紅外線熱像儀，針對異常熱斑區域進行詳查，大幅節省時間與人力。

圖：無人機空拍巡檢影像

 

太陽能板巡檢流程與規劃

 

正射影像（Orthophoto）
無人機使用自動路徑規劃後，依照不同場域大小、不規則面積形狀、解析度等參數，設定好高度及重疊率、鏡頭角度進行案場拍照。針對特定區域所採集到的照片，經由拼接軟體後至即可生成2D的案場高清空照圖，方便後續定位故障太陽能板位置。

圖：左圖為可見光影像空照圖，右圖則為紅外線熱像空照圖

 

異常標示
通常可見光的正射影像都可以正常拼接。紅外線影像因解析度低，拼接較為困難，故多以單張紅外線熱像在軟體內針對異常熱斑位置進行分析，並於可見光影像內標註位置，方便業主更快速地進行異常維修。

圖：可見光空照圖上標示出P1、P2、P3、P4四點異常，附上詳細座標

 

照片分析如下：

 

圖：紅外線熱影像可明顯看到有黑色熱斑

 

圖：可見光影像作為對照以辨識異常處

 

 

由紅外線熱像儀快速巡查出有問題的熱斑位置後，再從可見光影像輔助判斷面板外觀是否異常；若外觀無異常，可能就需要更進一步的檢查。

 

太陽能板拍攝注意事項
一般來說，太陽能板在使用紅外線熱像儀拍攝時，盡量將熱像儀與太陽能板保持90度的拍攝角度。熱像儀與被攝物角度若大於45度，熱像儀很有可能會接收到太陽能板反射到的天空等其他環境溫度，並非太陽能板的實際溫度。

圖：熱像儀拍攝角度盡量與被攝物保持90度，以免溫度量測出現誤差（示意圖）

 

太陽能板常見問題
1.    太陽能板表面髒污破裂
2.    表面雜草或是鳥糞
3.    太陽能板隱裂
4.    太陽能電池串接焊接不良
5.    太陽背板接線盒故障，保險絲燒毀或是斷路
6.    太陽能背板破裂
以上異常皆可能產生溫度差異，形成熱斑。

 

 

圖：太陽能板有明顯外觀破裂

 

圖：太陽能板表面雜草蔓延

 

 

以無人機搭配熱像儀進行太陽能板巡檢，是未來的趨勢。只要掌握好上述要點，就可以有效率且快速地完成巡查，及時發覺異常位置，避免肉眼看不見的故障造成巨大的損失。