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29 de nov. de 20237 min de leitura

O guia definitivo de ROI para inspeções solares de drones infravermelhos

À medida que a utilização de energias renováveis ​​continua a aumentar em escala a cada ano, as tecnologias recentemente descobertas são cruciais para o avanço da indústria.



Um exemplo é o uso de drones infravermelhos para inspecionar fazendas solares e sistemas fotovoltaicos comerciais em telhados.


Métodos anteriores de inspeções, como termografia portátil e rastreamento de curva IV, estão começando a se tornar processos desatualizados que são muito mais caros e demorados em comparação.


Está provado que os drones são até 70% mais rápidos e 40% mais baratos que as inspeções solares manuais.


As médias de economia da indústria por MW após a implementação de drones esta crescendo a cada dia.


Prepare-se enquanto decolamos e descobrimos quanto dinheiro as inspeções solares de drones infravermelhos estão economizando para proprietários de ativos fotovoltaicos, empresas de energia solar e equipes de O&M.



Drone vs inspeções manuais


As inspeções manuais de campo tradicionais, sejam elas termografia portátil, elétrica ou traçado de curva IV, são demoradas, incompletas e muito caras.


Existe uma prática padrão da indústria onde apenas uma pequena amostra de módulos é inspecionada manualmente, geralmente 10-25%.


Isso reduz custos e economiza horas da equipe, mas em troca fornece dados imprecisos e incompletos.


A empresa de O&M solar Aerospec Technologies estima que um técnico leva cerca de 25 horas para inspecionar 1 MW a pé.


Com o salário médio nacional americano de US$ 29/hora , custaria aproximadamente US$ 3.625 para inspecionar completamente uma fazenda relativamente pequena de 5 MW.



A maior vantagem das inspeções aéreas é a rapidez. Em média, os drones são capazes de coletar dados 70% mais rápido do que os métodos manuais, embora tenham 99% de precisão.


Isso aumenta ainda mais a velocidade e permite que uma inspeção total de um local seja concluída em um prazo muito mais curto e garante que todos os módulos foram contabilizados.


Módulos, strings, combinadores ou inversores com defeito que podem não ter sido detectados usando métodos de inspeção tradicionais podem ser rapidamente identificados e reparados, aumentando o rendimento geral do local.



Um proprietário de ativos solares estima que economiza US$ 383.127 anualmente ao reparar módulos defeituosos que provavelmente não teriam sido descobertos durante as inspeções a pé.


Estimativas de perda de receita


Além disso, os dados de inspeção termográfica aérea são capazes de fornecer rapidamente informações acionáveis.


Os relatórios utilizam os dados dos drones para estimar possíveis perdas de receita decorrentes de anomalias encontradas, levando em consideração as taxas de energia locais e o clima.


As informações detalhadas normalmente incluídas nos relatórios consistem em:

Interno ou terceirizado?



Uma pergunta muito comum é se você deve terceirizar suas inspeções solares de drones para empresas de drones experientes e respeitáveis ​​ou desenvolver um programa interno treinando seus próprios pilotos.


Ambos têm seus próprios benefícios e, no final, tudo se resume a 3 perguntas:


1. Quantas inspeções você precisa realizar?


Levando em consideração o número de sistemas fotovoltaicos que você opera e o fato de que eles geralmente precisam ser inspecionados apenas uma vez por ano, com que frequência você precisará utilizar a tecnologia?


Para as grandes empresas nacionais de energia solar e de O&M, pode fazer sentido, pois têm centenas ou mesmo milhares de locais para manter, mas para as pequenas empresas pode não ser tão simples.


2. Você tem Capital Financeiro?


É claro que as inspeções solares por drones infravermelhos são uma indústria de nicho . E pode ser surpreendente para a maioria que o investimento inicial em equipamento, formação e software exceda os 30.000 dólares .


Este é o preço inicial para começar e não há muitos atalhos para cortar sem prejudicar seus resultados financeiros.



Ter o melhor equipamento da categoria é um requisito se você deseja obter os dados mais precisos e valiosos.


O mais comumente usado é o drone DJI Matrice 300 com o sensor térmico Zenmuse H20T.


O Matrice combinado com o H20T é a plataforma definitiva para inspeções comerciais aéreas. Um dos principais benefícios da câmera infravermelha H20T é sua combinação de imagens RBG visíveis com imagens térmicas.


Em termos simples, existem 2 câmeras que tiram fotos e gravam vídeos ao mesmo tempo para fácil referência e comparação.


Existem soluções mais baratas, como DJI Mavic 2 Enterprise Dual e Autel Robotics EVO II Dual, para citar alguns.



No entanto, essas resoluções de câmera são significativamente mais baixas e a maioria dos softwares de pós-processamento de drones não aceitam as imagens.


Outra coisa a se pensar é a vida útil dessas aeronaves e câmeras. A indústria de drones está evoluindo rapidamente a cada dia e o tempo médio de serviço é de apenas cerca de 2 anos antes que novos equipamentos sejam lançados e ocorra uma mudança na indústria.


No entanto, você não precisará se preocupar em alcançar o ROI do seu equipamento ao terceirizar um provedor de serviços de drones.


3. Você pode contratar mais funcionários?


As maiores empresas fotovoltaicas e equipes de O&M, como SOLV e Enel , possuem equipes dedicadas que viajam pelo país para realizar inspeções infravermelhas de UAS.



No entanto, a maioria das pequenas empresas não possui os recursos, o tempo ou o número de ativos que justifiquem essas funções específicas.


O nível de treinamento e conhecimento necessários para realizar essas operações corretamente também não é algo que possa ser aprendido numa tarde de sábado.


Muitas vezes pode levar vários meses para estudar e implementar o material.


Os tipos de licenças, certificações, conhecimentos e procedimentos necessários incluem:


Licença FAA Parte 107

Conhecimento do espaço aéreo

Listas de verificação de simulação

Cuidados e manutenção de aeronaves

Procedimentos de emergência

Certificação termográfica sUAS

Planejamento de vôo

Voando em diferentes modos de voo

Operando em coordenação com aeronaves tripuladas

Corrija as configurações da câmera e do voo

Condições climáticas adequadas

POPs

Gerenciamento de riscos

Responsabilidade

Manter-se atualizado com as mudanças nas leis

Tensões da bateria e armazenamento adequado

Analisando dados de drones

Registro de aeronaves

Observando as vantagens e desvantagens de ter programas internos ou externos, pode-se presumir que isso depende da sua empresa específica. Ter uma compreensão de suas necessidades e recursos é crucial ao tomar a decisão.



E, no final, a maioria das empresas solares e equipes de O&M preferem contratar verdadeiros profissionais de drones que tenham a experiência e a formação necessárias para inspeções solares.


Estudos de caso da indústria


Todos sabemos que os drones estão a poupar dinheiro e têm tempos de inspeção mais rápidos, mas que tipo de falhas estão a ser detetadas e quanto dinheiro foi poupado?


Para responder a essas perguntas, aqui estão três estudos de caso que, no total, economizaram aos proprietários de energia fotovoltaica quase anualmente.


Este sistema fotovoltaico de 79 MW foi inspecionado antes das visitas anuais de manutenção preventiva.


Os dados do drone revelaram que o local foi fortemente impactado por mais de 13 tipos de anomalias no sistema fotovoltaico, com mais de 10.000 módulos offline.



Os maiores e mais impactantes problemas incluíram 50 falhas de inversores, 8 strings off-line que foram estimadas para reduzir a capacidade de produção em 84 kW, 64 problemas no nível do módulo e 594 anomalias no nível do submódulo.


No total:


Foram identificadas 13 anomalias afetando 10.967 módulos

3.434 kW ou 4,37% dos módulos apresentaram falhas.


A perda financeira anual se as anomalias permanecessem sem solução seria de US$ 184.731.


Este sistema fotovoltaico de 5,9 MW foi inspecionado como parte de um protocolo anual de manutenção preventiva.


Um drone voou por três horas e forneceu à equipe de operações e manutenção detalhes de anomalias submodulares por meio de imagens de espectro térmico e visual.


A inspeção mostrou anomalias desde o nível do inversor até o nível da célula. Os resultados revelaram 490 anomalias de sistema, categorizadas em 16 tipos de anomalias, totalizando 2.853 módulos afetados.


No total:


Foram identificadas 422 anomalias afetando 2.853 módulos

378 kW ou 6,56% dos módulos apresentaram falhas.


A perda financeira anual se as anomalias permanecessem sem solução seria de US$ 17.447.



O fornecedor de O&M deste sistema fotovoltaico de grande escala foi notificado por sistemas de monitoramento interno de que o desempenho do local estava significativamente abaixo do esperado.


Devido ao grande tamanho do local, mais de 1.000 acres, e à dificuldade em localizar as causas do baixo desempenho com ferramentas de monitoramento do sistema fotovoltaico, como caminhadas no campo e rastreamento da curva IV, teriam custado à equipe tempo e recursos de trabalho significativos.


Os pilotos de drones conseguiram finalizar a inspeção em um total de 10 dias. As descobertas revelaram problemas de desempenho divididos em 6 categorias, totalizando 3.114 anomalias.


Foram quase 20 mil módulos impactados, o que representou mais de 7 MW de produção perdida.


No total:


Foram identificadas 6 anomalias afetando 19.013 módulos

7.404 kW ou 3,7% dos módulos apresentaram falhas.


A perda financeira anual se as anomalias permanecessem sem solução seria de US$ 296.196 US$ 635 milhões economizados


O uso de drones na indústria solar teve um aumento de 36% no ano passado.


Nos últimos 2 anos, a empresa de software de drones Raptor Maps tem rastreado dados de drones coletados de sistemas fotovoltaicos entre 1º de janeiro de 2019 e 31 de dezembro de 2020 por meio de vários gerentes de ativos, equipes de operações e manutenção (O&M), empresas de engenharia e prestadores de serviços de drones.



Foi calculado que o uso de drones em energia solar economizou US$ 200 milhões em custos de manutenção em 2019 e US$ 435 milhões em 2020, respectivamente.

Calculando o ROI


A velocidade e a precisão das inspeções aéreas reduzem os custos de mão de obra dos técnicos , ao mesmo tempo que fornecem uma visão mais abrangente do desempenho do sistema.


Combinando o dinheiro economizado nos salários dos técnicos com os ganhos de desempenho da produção no local, os gerentes de O&M provavelmente descobrirão que as inspeções aéreas levam ao aumento das receitas.


Mas o que você pode fazer para avaliar se as inspeções solares infravermelhas por drones são adequadas para o seu negócio? Aqui estão os principais fatores a serem considerados:


Com que frequência seus sites são inspecionados?


Que método(s) de inspeção você usa atualmente?


Quão minuciosas são suas inspeções?


Como você monitora as falhas localizadas?

Quão abrangentes são seus dados?


Suas inspeções exigem tempo de inatividade da planta?


Quais são os seus custos atuais de inspeção?


Quanto tempo duram suas inspeções?



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