一种基于无人机平台搭载的光伏组件检测系统

技术领域

本发明涉及光伏组件检测技术领域，具体为一种基于无人机平台搭载的光伏组件检测系统。

背景技术

光伏组件是光伏发电系统的核心部件，它能将太阳能转换为电能，为确保光伏发电系统的稳定运行和高效发电，需对光伏组件进行定期的检测和维护，以能够及时发现和处理各种可能出现的问题，如热斑效应、组件老化和机械损伤等。

目前，光伏组件的检测主要依赖于地面设备或人工巡检，其中，地面设备通常包括各种传感器和监测仪器，以对光伏组件的运行状态和性能进行实时监测，但却会受到地形限制而无法工作；人工巡检就是通过人力进行检测，但却需要花费大量的人力和时间，且同样会受到地理和天气条件的限制，效率较低；因此，地面设备和人工巡检方式都很难实现对大型光伏发电场的快速、全面和高效检测，特别是在恶劣的天气条件和复杂的地形条件下，现有的检测方法很难满足高效、准确和及时的检测需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于无人机平台搭载的光伏组件检测系统，其可对大型光伏发电场光伏组件实现快速、全面和高效检测。

本发明采用如下技术方案，一种基于无人机平台搭载的光伏组件检测系统，其特征在于：包括无人机平台，所述无人机平台上配置有多模态传感器模块、处理模块、路径规划模块、导航显示模块；其中，

所述多模态传感器模块包括热红外相机、可见光相机和电流电压传感器，用于实时获取光伏组件的监测数据；所述监测数据包括所述光伏组件的温度、表面状况和电性能数据；

所述处理模块包括数据处理单元和无线通信单元；所述数据处理单元，与所述多模态传感器模块连接，用于处理所述多模态传感器模块采集的监测数据，并通过所述无线通信单元发送至中央监控站；

所述路径规划模块包括GPS接收单元，用于接收GPS信号以确定无人机的位置和规划巡检路径；

所述导航显示模块，用于在无人机飞行过程中实时显示所述光伏组件的关键信息。

进一步地，所述无人机平台上还配置有与地面基站连接的能量接收模块，所述能量接收模块包括接收天线和能量存储单元，用于接收和存储所述地面基站传输的能量；

进一步地，所述热红外相机、可见光相机和电流电压传感器均连接于所述无人机平台上；

进一步地，所述处理模块设置于所述无人机平台的内部，所述热红外相机、可见光相机和电流电压传感器均通过所述无线通信单元与所述数据处理单元连接；

进一步地，所述无人机平台采用碳纤维材料制成；

进一步地，所述无人机平台上通过支架连接有机械臂。

本发明的有益效果是，其能够实现对光伏组件的实时监测和维护，提高检测效率，降低检测成本，同时避免了人工巡检受天气和地形条件限制的问题，此外，通过无人机平台的高度移动性和多模态传感器模块的高精度数据采集，可以实现对光伏组件的快速、全面和高效检测，以及实时数据的传输和处理，为光伏发电系统的运维提供强有力的技术支持，具有较好的使用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种基于无人机平台搭载的光伏组件检测系统，包括无人机平台，无人机平台上配置有多模态传感器模块、处理模块、路径规划模块、导航显示模块；其中，

多模态传感器模块包括热红外相机、可见光相机和电流电压传感器，用于实时获取光伏组件的监测数据；监测数据包括光伏组件的温度、表面状况和电性能数据；

处理模块包括数据处理单元和无线通信单元；数据处理单元，与多模态传感器模块连接，用于处理多模态传感器模块采集的监测数据，并通过无线通信单元发送至中央监控站；

路径规划模块包括GPS接收单元，用于接收GPS信号以确定无人机的位置和规划巡检路径；GPS接收单元采用型号Garmin GPS19x HVS接收器；通过路径规划模块可自动规划和调整巡检路径，提高巡检效率，确保无人机能够有效覆盖光伏组件的检测区域；

导航显示模块，用于在无人机飞行过程中实时显示光伏组件的关键信息；其中，导航显示模块包括型号为LG 27GL850的显示屏和型号为NVIDIA GeForce RTX 2080的图形处理器；关键信息包括光伏组件的温度、表面状况和电性能数据等信息。

无人机平台上还配置有与地面基站连接的能量接收模块，能量接收模块包括型号为TP-Link TL-ANT2424B的接收天线和型号为Panasonic NCR18650B的能量存储单元，用于接收和存储地面基站传输的能量，以延长无人机的作业时间和独立运行能力，保证无人机能完成长时间、大范围的巡检任务。

热红外相机、可见光相机和电流电压传感器均连接于无人机平台上；其中，热红外相机型号为FLIR A655sc，可见光相机型号为Nikon D3500，电流/电压传感器型号为Flukei1010，从而可实现对光伏组件温度、表面状况和电性能数据的多维度、高精度监测，及时发现并定位光伏组件的异常情况。

处理模块设置于无人机平台的内部，热红外相机、可见光相机和电流电压传感器均通过无线通信单元与数据处理单元连接；其中，数据处理单元采用Intel Core i7处理器，用于实时处理收集到的数据；无线通信单元采用5G通信技术，能够将处理后的数据实时传输至中央监控站，从而通过处理模块可实时处理和传输收集到的数据，支持无人机与中央监控站之间的高速、稳定通信，为后期数据分析和故障定位提供支持。

无人机平台采用轻质而高强度碳纤维材料制成，使其具有一定的负载能力和飞行稳定性，以携带和固定上述各个模块；则通过提供一个结构稳固、轻质的平台，以携带和固定系统中的其他模块，确保无人机在执行任务过程中的稳定性和安全性。

无人机平台上通过支架连接有机械臂，机械臂可在三个维度上移动，以执行维修任务，如清洁和紧固螺丝；其中，机械臂采用的型号为Fanuc LR Mate 200iD机械臂，从而可实现基本的光伏组件维护任务，提高光伏组件的运行效率和延长其使用寿命。

本发明中的多模态传感器模块、处理模块、路径规划模块、导航显示模块、能量接收模块、机械臂可采用现有相应的支架固定于无人机平台上，以确保各模块在飞行过程中的稳定性和正确通信。

上述本发明中涉及的支架均未示出，且均采用的现有结构支架，只需能够将相应模块固定于无人机平台上即可。

在一个大型的光伏发电场，利用本发明中的检测系统可以实现对光伏组件的实时监测和维护，通过中央监控站，运维人员可以实时接收到无人机搭载的多模态传感器模块收集到的数据，包括光伏组件的温度、表面状况和电性能数据，同时，通过路径规划模块，无人机可以根据实时的环境因素和历史数据自动调整巡检路径，以实现对光伏组件的高效、精确的检测和维护，则本发明通过无人机平台的高度移动性和多模态传感器模块的高精度数据采集，实现对光伏组件的实时监测和维护，提高检测效率，降低检测成本，本发明系统能有效应对大型光伏发电场的快速、全面和高效检测需求，尤其在恶劣的天气条件和复杂的地形条件下，为光伏发电系统的运维提供强有力的技术支持。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。