Inspeksi PLTS: menemukan satu modul panas di antara puluhan ribu

Gangguan pada pembangkit surya terbagi dalam tiga kelompok: degradasi modul (retak sel, titik panas, dioda bypass yang gagal, degradasi terinduksi potensial (PID), enkapsulan yang berubah warna atau terdelaminasi, kaca pecah), gangguan listrik (string terbuka, konektor dan kotak sambung yang terlalu panas, inverter yang trip), dan struktur, tanah, dan lingkungan (korosi, baut longgar, vegetasi, erosi).

Di Jepang, revisi tahun 2017 pada skema feed-in tariff (FIT) mewajibkan pembangkit melakukan pemeliharaan dan inspeksi sesuai rencana usaha yang disetujui. Mengabaikan pemeliharaan dapat membahayakan persetujuan itu. Asosiasi industri menerbitkan daftar periksa dan panduan, dan inspeksi biasanya menggabungkan pemeriksaan visual, pengukuran listrik, dan pencitraan inframerah.

Masalahnya adalah luas. Pembangkit skala utilitas mencakup beberapa hingga puluhan hektare, banyak di antaranya di lereng bukit. Berjalan di antara baris pada pertengahan musim panas dengan kamera termal genggam, modul demi modul, berlangsung lambat dan membawa risiko nyata serangan panas.

Beban lainnya adalah siapa yang mengerjakan, dan pada skala apa. Pembangkit besar memiliki kontraktor O&M khusus, tetapi pembangkit kecil jauh lebih banyak dan sering kurang diperhatikan. Jepang juga telah memperluas persyaratan pemberitahuan dan pemeriksaan keselamatan ke sistem PV komersial yang lebih kecil.

Tenaga surya adalah salah satu bidang pertama yang menjadikan inspeksi dengan drone sebagai pekerjaan rutin. Langitnya terbuka, GNSS andal, dan sasaran terhampar datar dalam baris yang rapi. Drone yang membawa kamera termal dan kamera tampak sekaligus menerbangi rute otomatis dan mencakup pembangkit dalam sekali jalan.

Pola dasarnya adalah rute otomatis bolak-balik di sepanjang baris. Pengambilan citra termal memerlukan iradiasi pada bidang modul yang kuat: tinjauan IEA PVPS menyarankan pencitraan pada lebih dari 600 W/m²; tanpa itu, sel yang rusak dan yang sehat tidak terpisah suhunya. Ketinggian ditetapkan mundur dari resolusi yang diperlukan untuk membedakan satu sel rusak pada citra termal.

Cara merencanakan pengambilan gambar di sekitar matahari, pantulan, dan kondisi inframerah diuraikan di merencanakan pengambilan citra termal dan visual di sekitar matahari dan pantulan (Airffic Flight Institute). Alasan yang sama berlaku untuk susunan panel surya.

Tapak surya terbuka dan mudah diterbangi. Tetapi waktu terbaik untuk inspeksi adalah tengah hari di bawah matahari yang kuat — bagian terpanas dari hari itu. Pesawat, baterai, dan orang semuanya kepanasan. Dan kaca modul juga menjadi cermin bagi langit dan matahari, yang dapat menyesatkan citra termal.

• Panas: pada tengah hari di puncak musim panas, suhu baterai naik dan waktu terbang dapat menyusut. Simpan baterai di tempat teduh, biarkan dingin setelah pengisian, dan gilirkan baterai cadangan. Rencanakan juga pencegahan sengatan panas bagi kru. panas
• Pantulan: matahari atau drone itu sendiri yang terpantul di kaca dapat tampak seperti titik panas. Ambil citra hampir tegak lurus terhadap bidang modul, dan susun rute yang menghindari pantulan matahari.
• Awan dan angin: awan yang lewat mengubah iradiansi dan mengacaukan selisih suhu; angin kencang mendinginkan permukaan dan menyembunyikan kontras. Catat kondisi dengan alat ukur iradiansi.
• PV apung dan PV atap: PLTS apung berisiko pesawat jatuh ke air; atap sering berada di atas orang. Lihat air, percikan & kelembapan dan kawasan perkotaan & orang di bawah.

Satu penerbangan menghasilkan ribuan citra termal. Dari situ Anda menemukan anomali termal, mengelompokkannya, mengidentifikasi modul yang tepat, dan memutuskan prioritas perbaikan. Pola termal memiliki bentuk yang dapat dikenali: satu sel panas, garis panas (curigai dioda bypass), seluruh modul panas, seluruh string panas. Pola itu menunjuk ke penyebab yang mungkin.

Di Jepang, pembangkit PV tercakup baik Electricity Business Act (kesesuaian terhadap standar teknis dan organisasi keselamatan yang disesuaikan dengan ukuran pembangkit) maupun Renewable Energy Act (pemeliharaan sesuai rencana usaha). Apakah memakai drone adalah pilihan operator, tetapi mencatat hasil dan memperbaiki gangguan adalah tanggung jawab operator.

Secara internasional, IEC TS 62446-3 mengatur bagaimana inspeksi inframerah pembangkit PV sebaiknya dilakukan dan telah menjadi bahasa bersama untuk kondisi pengambilan gambar serta kelas gangguan. Klaim garansi kadang meminta laporan dalam format ini.

Aturan penerbangan terpisah. Sebagian besar pembangkit berada di luar kawasan berpenduduk padat, tetapi jarak ke jalan dan rumah di luar pagar serta apakah Anda terbang di luar jarak pandang visual (BVLOS) secara otomatis mengubah izin yang diperlukan — terlebih untuk patroli tanpa petugas dari dok drone. Bandingkan antarnegara di regulasi dunia.

• Memastikan penyebab: panas pada modul memang terlihat, tetapi penyebabnya sering tidak. Lengkapi dengan pengukuran kurva I-V atau pemeriksaan dari dekat.
• Keselamatan listrik: uji tahanan isolasi dan pekerjaan di dalam kotak combiner adalah urusan teknisi listrik yang berkualifikasi.
• Retak halus pada sel: sebagian retak tidak pernah tampak pada citra termal siang hari. Untuk itu diperlukan pencitraan EL atau metode lain.
• Di bawah modul: rangka penyangga dan baut di bawah panel tidak terlihat dari atas; periksa dari darat.
• Hari matahari lemah: di bawah awan atau matahari musim dingin yang lemah, kontras termal tidak muncul. Jendela waktu inspeksi menjadi terbatas.

Di sudut pembangkit di lereng bukit terdapat kotak drone. Saat sensor iradiasi membaca matahari yang cukup kuat, drone lepas landas sendiri, memetakan baris secara termal, lalu kembali. Menjelang malam, daftar modul yang layak diperbaiki — citra termal yang dicocokkan dengan catatan produksi — sampai ke kontraktor O&M. Setelah hujan lebat, drone juga memeriksa lereng untuk mencari gerusan. Itulah gambaran yang diharapkan redaksi.

Tidak ada yang berjalan di antara baris di bawah matahari yang terik. Orang justru memperbaiki gangguan menurut urutan energi yang hilang, menangani klaim garansi, dan merencanakan daur ulang saat modul mencapai akhir masa pakai. Inspeksi bergeser dari mencari modul demi modul menjadi merawat seluruh umur pembangkit.