當(dāng)前，隨著預(yù)防全球變暖已經(jīng)成為全球共識，利用清潔能源替代化石能源的“能源革命”也已經(jīng)在全球范圍內(nèi)加速普及，各國都在加速布局新能源領(lǐng)域以便更快、更好地完成能源轉(zhuǎn)型。風(fēng)電作為清潔能源的重要組成部分，以其分布范圍廣、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化程度高的特性，成為全球新能源領(lǐng)域中增長最快行業(yè)。根據(jù)全球風(fēng)能協(xié)會GWEC公布的數(shù)據(jù)顯示，全球風(fēng)電新增裝機容量2020年便達到93GW，相對于2019年增長了52.96%。
就在產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時，一些問題也逐漸顯現(xiàn)。眾所周知，風(fēng)電建設(shè)是一個“隨風(fēng)而落”的工程項目。由于高塔座加上長扇葉可觸及更高空的穩(wěn)定風(fēng)力，為了充分利用風(fēng)能，風(fēng)力發(fā)電塔正往塔座越來越高、扇葉越來越長的方向發(fā)展。我國擁有全亞洲最高的風(fēng)電塔，位于平頂山魯陽風(fēng)電場，高達170米，葉輪直徑長達155米。面對這類大型風(fēng)電塔，如何安全高效運維往往成為產(chǎn)業(yè)痛點。
風(fēng)機故障帶來的損失是極高的，有時遇到發(fā)電機、齒輪箱等核心部件損壞，可能需要廠家重新生產(chǎn)，耽擱一兩個月的時間，每天最多可能損失8萬度電的收入。然而，傳統(tǒng)的風(fēng)電運維模式必須通過吊籃、蜘蛛人、望遠鏡等等人工直接參與的模式進行運維。由于風(fēng)電塔塔座高、扇葉長致使風(fēng)電塔在傳統(tǒng)人工運維的場景下充滿危險，在查找問題的過程中，維修人員會面臨墜落、觸電的風(fēng)險。像上文提到的我國170米亞洲最高風(fēng)電塔，雖然電梯可以直達150米的高處，但剩下的20米仍需要工作人員手腳并用爬上去，工作安全依然不容小覷。
鑒于“安全隱患”的影響，傳統(tǒng)風(fēng)電運維模式對正在高速發(fā)展的風(fēng)電行業(yè)帶來了更為深遠的發(fā)展隱憂。“由于工作環(huán)境危險，現(xiàn)在已經(jīng)沒有年輕人愿意進入風(fēng)電運維領(lǐng)域了。”沒有年輕人進入，這已經(jīng)成為業(yè)界對于風(fēng)電維修主要靠人的傳統(tǒng)風(fēng)電運維模式未來發(fā)展的判斷共識。為了不讓風(fēng)電運維成為風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的“絆腳石”，影響我國碳中和的發(fā)展目標，利用技術(shù)和產(chǎn)品來替代人力，發(fā)展新的運維模式，成為行業(yè)關(guān)注的重點。
如何能夠在減少人工實地參與的同時，完成對風(fēng)電塔的巡檢以及維修，在風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展的當(dāng)下成為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進一步優(yōu)化自身發(fā)展的關(guān)鍵。對此，不少業(yè)內(nèi)人士將尋找解決方案的目光投向了“無人機”領(lǐng)域。
近年來，隨著衛(wèi)星定位系統(tǒng)的成熟、電子與無線電控制技術(shù)的改進，商用無人機行業(yè)進入快速發(fā)展階段。由于無人機具有高空靈活且不受地形限制的優(yōu)點，在巡邏、巡檢等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，也讓該領(lǐng)域的智能化與高效化得到了提升。如今的專業(yè)化無人機已經(jīng)從最初的短時間、非連續(xù)以及需要人為干預(yù)的場景，轉(zhuǎn)化到連續(xù)、非人工干預(yù)的應(yīng)用場景之中。針對風(fēng)電塔建設(shè)所在地一般遠離市區(qū)，環(huán)境條件比較艱苦，不適宜維護人員長期駐扎，維護成本相對較高的特性。無人機對風(fēng)電的巡檢，較強的契合了場景需求，解決了風(fēng)電運維的痛點。
當(dāng)下在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模的快速發(fā)展的進程下，資本市場也發(fā)現(xiàn)無人機對風(fēng)電發(fā)展帶來的推動作用。就在今年5月，一家以無人機技術(shù)為核心，以風(fēng)電智能巡檢及風(fēng)電后運維為主要市場的技術(shù)研發(fā)公司SkySpecs完成8000萬美元D輪融資，投資方有包括高盛、Statkraft Ventures等全球知名投資機構(gòu)。據(jù)了解，SkySpecs使用自主研發(fā)的軟硬件解決方案，可通過無人機從高空監(jiān)測渦輪風(fēng)機葉片的健康狀況。該公司負責(zé)人表示，目前北美約45%的風(fēng)機葉片受到SkySpecs檢測維護。
海外的發(fā)展尚且如此，國內(nèi)的發(fā)展更是不可小覷。目前，我國是全球最大的風(fēng)電市場，年新增裝機、累計裝機均位列世界第一。根據(jù)國家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2021年全國風(fēng)電并網(wǎng)裝機容量突破3億千瓦，在役風(fēng)電機組數(shù)量超15.5萬臺，較2016年底實現(xiàn)翻番。巨大的風(fēng)電裝機容量，提振了風(fēng)電運維市場的發(fā)展?jié)摿?。前瞻?shù)據(jù)研究院在《中國風(fēng)電運維市場前瞻與商業(yè)模式創(chuàng)新分析報告》中，預(yù)測2025年中國風(fēng)電運維市場將超過300億元。
隨著在役風(fēng)電存量規(guī)模逐步擴大，為了保障風(fēng)電持續(xù)穩(wěn)定運行。2021年12月，國家能源局出臺《風(fēng)電場改造升級和退役管理辦法》為風(fēng)電場的運維、技改升級將為我國風(fēng)電運維市場提供了巨大的機遇和政策支持。如同，SkySpecs在北美地區(qū)的發(fā)展，中國也需要無人機在風(fēng)電運維領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用案例。
在市場需求與政策導(dǎo)向的共同驅(qū)動下，我國也出現(xiàn)一批針對風(fēng)電運維的無人機公司。而在這些公司中，擴博智能以其“軟件+硬件”的風(fēng)機葉片巡檢模式，成為行業(yè)關(guān)注的重點。針對風(fēng)機葉片維護曾經(jīng)危險的蜘蛛人作業(yè)方式，擴博智能提出以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)，完整的風(fēng)機葉片智能運維解決方案——通過無人機對風(fēng)機葉片進行自動拍攝檢查，并搭建完整的后臺系統(tǒng)對于無人機拍攝畫面進行智能分析，為風(fēng)力企業(yè)提供有關(guān)風(fēng)機葉片健康狀況的數(shù)據(jù)報告，高效保障風(fēng)電企業(yè)的運行。
據(jù)悉，擴博智能已申請并獲得150余項知識產(chǎn)權(quán)項目。截至2021年7月，擴博智能已服務(wù)500+個風(fēng)場，商業(yè)交付14000+臺風(fēng)機，安全飛行時間達到10000+小時。目前擴博智能的相關(guān)服務(wù)已經(jīng)在中國、北美、歐洲、東南亞等國家和地區(qū)落地，在我國近 3000 個風(fēng)場里，擴博智能已服務(wù)超過 500 個風(fēng)場，覆蓋率已達到 20%，海外覆蓋近 30 個國家，50 多個風(fēng)場。其中，與歐洲最大的風(fēng)電集團之一西門子歌美颯和風(fēng)電運維商GEV達成深度戰(zhàn)略合作，以創(chuàng)新科技推動全球風(fēng)機葉片運維市場數(shù)字化升級。
當(dāng)前在全球無人機風(fēng)電運維領(lǐng)域，除了美國SkySpecs，側(cè)重于海上風(fēng)電設(shè)施、石油管道的巡檢的英國公司Cyberhawk和Sky-Futures，國內(nèi)有專攻無人機電力巡線的中飛艾維，從自動機場切入泛巡檢領(lǐng)域的復(fù)亞智能等等。因為工業(yè)巡檢的場景很多，提供自動化巡檢服務(wù)的企業(yè)目前主要還在細耕場景化應(yīng)用以及細分市場教育的階段，整個市場依然處于開拓的“藍海”時期。
相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，到2050年，風(fēng)電在全球新能源領(lǐng)域占比將達到26%，而隨著風(fēng)機越來越龐大、使用年限越來越長，風(fēng)機后運維難度也越來越大。尤其是對于我國，風(fēng)機后運維市場潛力巨大，通過數(shù)字化新的能源服務(wù)手段介入進行后運維風(fēng)機全生命周期管理迫在眉睫。通過利用包括無人機在內(nèi)的數(shù)字化運維新模式，將從根本上解決我國風(fēng)電發(fā)展的“痛點”，助力實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，構(gòu)建低碳、安全高效的能源體系。
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