光伏系統(tǒng)最新的IEC 62446-3標準定義了光伏組件和電站在戶外運行時（紅外）熱成像檢查的規(guī)范。規(guī)范中針對紅外圖片的獲取方式中包含使用三腳架、手持或無人機。傳統(tǒng)的紅外測試僅能實現(xiàn)抽檢。針對全站性的紅外測試，無人機測試方式無疑是最好的選擇。TÜV北德光伏團隊將通過以下幾個項目來分析無人機在光伏并網(wǎng)電站紅外測試項目中的應用情況。

應用無人機開展紅外測試情況分析

下圖是TÜV北德光伏團隊使用無人機拍攝的一個40MW水面電站項目部分區(qū)域的的紅外測溫圖，其中包含一片組件的熱斑。

圖1：40MW水面電站的部分區(qū)域的紅外圖片

為驗證無人機測試的效果，針對上圖中的組件熱斑，使用了Fluck手持式紅外測試儀進行了近距離的測試，通過比對兩組測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)該組件確實存在熱斑。

圖2：40MW水面電站熱斑組件紅外圖片（手持式紅外測試儀測試結(jié)果）

從現(xiàn)場人員拍攝了該熱斑組件的可視化圖片，可以看出該組件表面確實存在樹枝遮擋的情況。

圖3：40MW水面電站熱斑組件外觀圖片

使用無人機進行組件的紅外測試對天氣有一定要求。通過分析40MW水面電站紅外測試項目的測試結(jié)果可發(fā)現(xiàn)在天氣晴好輻照度較高時，組件的溫度與周圍環(huán)境的溫差較大，圖片的對比度較強，熱斑組件顯示的效果更清晰。反之，組件與周邊環(huán)境溫差較小時，圖片較模糊，具體可見如下兩張圖片的對比。

無人機進行紅外測試的高度也是影響測試的一個因素。40MW水面電站測試無人機的飛行高度是70m。對比另一個屋頂分布式電站項目的紅外測試結(jié)果，該屋頂分布式電站的測試無人機飛行高度是50m。對比結(jié)果顯示，在降低飛行高度的情況下，組件外觀圖片會更加清晰，組件表面的遮擋物可見，組件紅外圖片顯示更加清晰。

圖6：屋頂分布式電站項目部分區(qū)域的紅外圖片

圖7：屋頂分布式電站項目部分區(qū)域可見光圖片

可見光圖片局部放大后可以看到熱斑組件的外觀情況，外觀圖片顯示組件右下角存在灰塵遮擋的情況。

圖8：分布式屋頂電站紅外測試項目可見光照片局部放大圖

降低飛行高度同時會帶來一些其他影響，增加飛行距離從而導致增加測試時間。以分布式屋頂電站為例，該項目共計6MW，測試時間為1.5天，1MW區(qū)域測試時間為60分鐘。對比40MW水面站，測試時間共計4天，1MW區(qū)域的測試時間是30~40分鐘左右。兩個項目測試前均存在0.5天~1天左右的準備時間。無人機測試的飛行高度一般依據(jù)測試電站自身的情況、當?shù)氐沫h(huán)境條件和測試時的天氣情況進行分析確定。

應用無人機進行紅外測試的優(yōu)勢

測試范圍覆蓋廣泛，可適應性強。

無論是水面電站、屋頂電站、農(nóng)光互補電站等，針對各種復雜地形，三腳架和手持方式測試無法實現(xiàn)的電站，均可實現(xiàn)全站的組件紅外測試，同時針對不同的地形和區(qū)域可選擇不同的測試方法。

測試效率高，節(jié)省時間和人工成本。

常規(guī)平地電站使用無人機方式和手持、三腳架等方式的測試時間進行對比，通過下表中的對比結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，電站測試的覆蓋的容量越大測試時間節(jié)省的越多。

模塊化設計，可調(diào)節(jié)性強。

IEC 62446-3中最新的紅外測試標準針對測試角度和無人機測試的紅外相機和數(shù)碼相機參數(shù)，無人機拍攝速率，拍攝角度等均做了相應要求，無人機具備模塊化的屬性，數(shù)碼相機和紅外相機均可更替以滿足最新的標準要求。測試速率和拍攝角度無人機依據(jù)自身的屬性就可進行調(diào)節(jié)。

數(shù)據(jù)記錄清晰完整，測試結(jié)果呈現(xiàn)比較直觀。

傳統(tǒng)的紅外測試是通過編號規(guī)則和手動記錄位置編號來進行組件定位的，存在客戶理解編號規(guī)則有誤的風險。無人機拍攝紅外，針對熱斑組件可在電站正攝圖中直觀的標記出組件的位置，查找方便。

圖9：紅外問題組件位置標記圖