Het afgelopen decennium was het heetste ooit. Met stijgende zeespiegels, smeltende gletsjers en veranderende regenpatronen zijn extreme weersomstandigheden ook veel ernstiger en frequenter geworden. De noodzaak om over te stappen op schone energie is nog nooit zo belangrijk geweest. Maar met nieuwe energie-infrastructuur komen nieuwe uitdagingen.
Met name naarmate de schaal en het aantal installaties voor hernieuwbare energie toenemen om aan onze groeiende vraag naar groene energie te voldoen, zijn veilige en efficiënte inspecties des te belangrijker.
Drones blijken, in tegenstelling tot hoe velen ze zien – als speelgoed of als hobby – ideale oplossingen voor onze groeiende vraag naar onze infrastructuur voor hernieuwbare energie. In staat om snel over zonnevelden en torenhoge windturbines te vliegen, kunnen drones inspectieploegen waarschuwen voor eventuele defecten of gebieden die moeten worden aangepakt.
Inhoudsopgave
Drones in de wind
Windenergie wordt een van de snelst groeiende hernieuwbare technologieën. Naarmate de kosten dalen, neemt windenergie wereldwijd toe. De capaciteit onshore en offshore is met een factor van bijna 75 toegenomen, van 7,5 gigawatt (GW) in 1997 tot 564 GW in 2018, volgens IRENA.
Wind is een gratis en gemakkelijk beschikbare schone hernieuwbare energiebron. Het wordt benut door het gebruik van windparken en vaak enkele turbines. Wind laat de wieken van de turbine draaien en verandert de kinetische energie in rotatie-energie. De as van de turbine draait dan en is verbonden met een tandwielkast in de gondel die de energie naar een generator stuurt en deze omzet in elektriciteit.
Met de groei van windenergie worden drones steeds vaker gebruikt om windturbines te scannen op defecten en schade. Met turbinereparatie die ongelooflijk duur is, net zoveel als $ 30.000 per turbine per jaar, in combinatie met het verlies van inkomsten door dagen van inactiviteit als gevolg van schade, zijn vroege inspectie en analyse essentieel.
Traditioneel moesten beheerders van windenergiesites twee inspectiemethoden toepassen; touwtoegang of platforms en grondinspectie, waarbij een fotograaf een telelens gebruikt om de beelden van de bladen vanaf de grond vast te leggen. Rope access heeft een hoge risicofactor en de verzekeringskosten maken het duur. Het is ook een langdurig proces waarbij een volledige inspectie van een enkele windturbine 3 tot 6 uur duurt. Dit komt bovenop verschillende veiligheidscontroles en voorbereidingstijd. Grondgebonden inspecties leveren vaak slechte resultaten op vanwege de snel bewegende messen. Met inspecties die 2-3 keer per jaar voor elke turbine nodig zijn, kunnen de kosten erg hoog oplopen.
Dit is waar drones in het spel komen. De windbestendige, RTK-drones van DJI hebben bijvoorbeeld slechts 45 minuten nodig om één turbine volledig te inspecteren. De drone kan handmatig of met een geautomatiseerde missievlucht worden gevlogen en kan binnen enkele minuten worden ingezet, waardoor de technici veilig op de grond staan.
Omdat de RTK-module van DJI op de Matrice 300 windbestendig is, is het de perfecte oplossing voor het inspecteren van turbines in vaak ongunstige omgevingscondities. De drone kan verschillende ladingen vervoeren, waaronder de Zenmuse H20, die de operator de mogelijkheid geeft om ongelooflijk gedetailleerde close-upbeelden te krijgen. Met behulp van de thermische sensor van de H20T kan het thermische profiel van een blad worden vastgelegd om tekenen van delaminatie of waterschade te identificeren.
Klik hier voor meer informatie over hoe drone-inspectie van windturbines de efficiëntie en betrouwbaarheid van een Grieks windpark verbetert.
Drones op zonne-energie
Als we gewoon konden vastleggen 18 dagen‘ aan energie uit zonlicht op aarde, zou het equivalent zijn aan alle energie die is opgeslagen in de kolen-, olie- en aardgasvoorraden van de hele planeet. Natuurlijk kunnen we maar een kleine hoeveelheid van deze energie verzamelen, maar het benutten van zonne-energie maakt een substantieel verschil voor de planeet.

Zonne-energieparken zijn al relatief efficiënt omdat ze minder snel last hebben van grootschalige storingen die gedistribueerd en modulair zijn. Gedistribueerde systemen zijn verspreid over een groot gebied, dus een probleem zoals een ernstige weersgebeurtenis op één locatie zal de stroomvoorziening naar een hele regio niet uitschakelen. Modulaire systemen zijn opgebouwd uit vele individuele zonnepanelen. Dus zelfs als sommige panelen in het systeem niet werken, kan de rest normaal gesproken blijven functioneren. Dit betekent echter dat het identificeren en repareren van defecte panelen en apparatuur van het grootste belang is om het verlies van stroomproductie te minimaliseren; vuile zonnepanelen kunnen tot 20-50% van hun energie-output verliezen.
Zonnepaneeldrones maken snelle en kosteneffectieve monitoring en inspectie van zonneparken mogelijk, wat betekent dat de werking en het onderhoud minimaal worden onderbroken; prestatiewinsten verhogen. Het gebruik van drones om zonnepanelen te onderzoeken is wijdverbreid vanwege de verscheidenheid aan mogelijkheden voor inspectie en bewaking op afstand (RGB- en infraroodcamera’s).
Voorheen inspecteerde een team van arbeiders die alleen handinstrumenten gebruikten de vaak enorme zonnecentrale te voet. Dit was kostbaar, tijdrovend en leidde er vaak toe dat slechts 2-3% van de totale installatie werd beoordeeld. Nu kunnen met behulp van drones zoals de Matrice 300 RTK, gemonteerd met een Zenmuse H20T hybride visueel-thermische camera, volledige onderzoeken worden uitgevoerd tegen een fractie van de kosten en in een korte tijd.

De drone vliegt over de zonnecentrale en legt thermische en visuele beelden van de panelen vast. Na de vlucht kan software zoals DJI Terra de beelden verwerken om een rapport te produceren waarmee de operators defecte eenheden kunnen identificeren die moeten worden schoongemaakt of gerepareerd. Als de thermische camera overmatige hitte oppikt, geeft dit aan dat een paneel beschadigd of defect is omdat het paneel de warmte niet normaal kan absorberen.
Klik hier om te lezen hoe het Braziliaanse technologiebedrijf Drone Visual infrarood drone-inspecties gebruikt op hun 10 km2 locaties van zonneparken.
Voor meer informatie over de uitdagingen van het onderhoud van zonneparken en hoe steeds meer bedrijven zijn begonnen met het gebruik van drone-inspectie van zonnepanelen, klik hier.
Drones in nucleair
Ondanks een veel voorkomende misvatting leveren nucleaire installaties koolstofvrije energie. Kernenergie is ook de meest betrouwbare bron van energieopwekking. Volgens het Kernenergie Instituut (NEI), stopt de nucleaire elektriciteitsproductie elk jaar 528 miljoen ton CO2 in de atmosfeer.
Kerncentrales bieden echter bijzondere uitdagingen om werknemers gezond en veilig te houden. Om de veiligheid van de fabriek te garanderen, moeten werknemers soms gebieden met hoge doses betreden. Het risico voor het leven wegnemen uit deze noodzakelijke activiteiten is een manier om de planten veiliger te maken. Drones zijn zo’n oplossing die wordt gebruikt om gevaarlijke ruimtes te inspecteren, de toestand van tanks voor stralingsafval te bewaken en meters uit te lezen in gebieden met hoge doses.

Kerncentrales zijn sterk gereguleerd en veiligheidsbewust. Ongevallen met lekkage kunnen grote gevolgen hebben, daarom zijn inspectieprocessen streng en kritisch. Deze inspecties zijn echter van oudsher tijdrovend, kostbaar en brengen een hoge risicofactor met zich mee; vaak gewoon een werknemer in een stralingspak met een zaklamp.
Drones kunnen snel en veilig toegang krijgen tot moeilijk bereikbare en potentieel gevaarlijke plaatsen. De M300 RTK met de Zenmuse H20T is zo’n oplossing. Dankzij de thermische capaciteiten kunnen inspecteurs potentiële defecten of structurele spanningen detecteren die onzichtbaar zijn voor het blote oog. De M600 Pro is een ander alternatief met zijn vermogen om een zware lading (6 kg) te dragen en compatibiliteit met verschillende Zenmuse-camera’s en sensoren van derden.
Klik hier om te lezen hoe een van de snelstgroeiende drone-distributeurs van Noord-Amerika, Empire Drone, een aangepaste drone-oplossing creëerde voor een nucleaire faciliteit met behulp van DJI’s M600-platform.
Drones in duurzaam voorraad- en magazijnbeheer
Drones bieden een verscheidenheid aan kosteneffectieve oplossingen voor veel industrieën. Een die nu als essentieel wordt gezien, mede door Covid-19 en lokale lockdowns, is e-commerce. Drones worden actief gebruikt in toeleveringsketens, waarbij bedrijven gebruikmaken van deze nieuwe technologie voor voorraadbeheer, het verlagen van de bedrijfskosten en het vergroten van de marges.
Met magazijnen die een grotere capaciteit vereisen, samen met de steeds groeiende voorraadomzet, zijn er veel problemen die magazijnbeheerteams moeten oplossen. Magazijnruimte moet sterk worden geoptimaliseerd om de kosten voor de operator en de klant te verlagen. Met magazijnen die vaak helemaal vol zijn, wekelijks en soms dagelijks, zijn voorraadcontroles en inspecties cruciaal. Afhankelijk van de grootte van het magazijn kan dit een enorme onderneming en een ‘wetenschap’ op zich zijn.

Drones maken magazijnvoorraadbeheer nauwkeuriger en toegankelijker; voorheen moeilijk toegankelijke of potentieel gevaarlijke gebieden, kunnen snel en met minimale inspanning worden betreden. Veiligheidsrisico’s verbonden aan het werken op hoogte en de nabijheid van vorkheftrucks worden sterk verminderd. Niet alleen dat, maar vorkheftrucks verbruiken ongeveer 72 kw per uur, terwijl een drone bijna 0,72 kw per uur verbruikt.
Klik hier voor meer informatie over hoe drones het magazijnvoorraadbeheer volledig hervormen.
Groene, schone vliegmachines
Hernieuwbare energiebronnen zullen naar verwachting tot 2040 elk jaar met 7,1% toenemen. Aangenomen wordt dat ze tegen het einde van het decennium steenkool als belangrijkste energiebron zullen overtreffen. Hun groei zal de snelste zijn in de elektriciteitssector en zal binnen twee jaar bijna een derde van alle elektriciteitsvraag leveren; omhoog van 24% in 2017.
Een dergelijke groei betekent het toepassen en ontwikkelen van innovaties om de inspectie van alle soorten energielocaties veiliger, sneller en kosteneffectiever te maken. Drones werken al succesvol op dit gebied en zullen antwoorden blijven bieden op mogelijke problemen. Ze hebben bewezen een gamechanger te zijn in een energie-industrie die zich aanpast om de belangrijkste reden van allemaal; de toekomst van de aarde.