Ispezione termografica con drone degli impianti fotovoltaici industriali

Il monitoraggio di un impianto fotovoltaico industriale è fondamentale ai fini della corretta manutenzione. Ne abbiamo parlato più volte, anche in relazione all’intelligenza artificiale. Ma… hai mai sentito parlare dell’ispezione periodica termografica con drone? Effettuare questo tipo di operazione periodica in aggiunta al monitoraggio continuo è la scelta ideale! 

Il drone con termocamera è uno strumento particolarmente efficace per realizzare ispezioni complete di un impianto fotovoltaico industriale in tempi rapidi, con un livello di dettaglio difficile da raggiungere con metodi tradizionali. 

Il monitoraggio visivo tradizionale 

Un impianto fotovoltaico industriale si sviluppa generalmente su una superficie di migliaia di metri quadrati. Ispezionare ogni modulo a vista, richiede tempo. Inoltre, in taluni casi, ci sono anomalie difficilmente rilevabili a occhio nudo: micro-cricche (microcracks) che hanno già determinato alterazioni del comportamento elettrico del modulo, difetti di giunzione, hot spot causati da celle danneggiate, difetti di connessione, ombreggiamenti o anomalie dei diodi di bypass, degradazione da PID (Potential Induced Degradation), eventuali problematiche di contatto nei connettori. Generano differenze di temperatura superficiale che possono essere efficacemente rilevate con strumentazione termografica. Difatti, un modulo fotovoltaico con una cella difettosa può apparire visivamente identico a uno perfettamente funzionante, ma alla termocamera mostra una firma termica inconfondibile.

Cos’è la termografia e come funziona nell’ambito del fotovoltaico

La termografia è una tecnica di misura che utilizza la radiazione infrarossa emessa dai corpi per rilevarne la distribuzione di temperatura superficiale. Ogni corpo a temperatura superiore allo zero assoluto emette radiazione infrarossa proporzionale alla sua temperatura. Una termocamera converte questa radiazione in un’immagine a falsi colori dove le zone più calde appaiono in colori caldi e le zone più fredde in colori freddi.

Nel fotovoltaico industriale, la termografia si basa sul seguente principio: in condizioni normali di irraggiamento solare, tutti i moduli di un impianto correttamente funzionante dovrebbero avere temperature relativamente uniformi. Quando un modulo o una cella presenta un’anomalia elettrica, una parte dell’energia viene dissipata localmente sotto forma di calore. Questo genera una firma termica anomala rilevabile dalla termocamera.

Il drone per la termografia

Fino a pochi anni fa, la termografia su impianti fotovoltaici industriali veniva effettuata con termocamere portate manualmente dagli operatori. Era una tecnica efficace ma lenta, costosa e con alcune limitazioni oggettive:

• non si riusciva a inquadrare i moduli dall’angolo ottimale se si era sullo stesso piano;
• l’accessibilità della copertura richiedeva ponteggi o cestelli;
• in alcuni tratti della copertura l’ispezione manuale era fisicamente impossibile senza interrompere la produzione.

Il drone con termocamera risolve molteplici problemi. Vola sopra la copertura a un’altezza tra i 10 e i 30 metri, con la termocamera puntata verticalmente verso il basso. Ogni modulo viene inquadrato perpendicolarmente, nella posizione geometrica ideale per rilevare eventuali anomalie termiche. In pochi minuti copre superfici che richiederebbero ore di ispezione manuale.

I principali vantaggi dell’utilizzo del drone:

• velocità, difatti un impianto da 500 kWp può essere completamente ispezionato in una sessione di volo di 45-90 minuti, contro le 8-10 ore che richiederebbe un’ispezione manuale equivalente;
• completezza, poiché nessun modulo viene saltato, nessuna zona è inaccessibile, il report finale copre il 100% dell’impianto;
• maggiore sicurezza, in quanto si evita il rischio potenziale (pur rispettando le normative in materia di sicurezza) dell’operatore che deve salire sulla copertura;
• programmazione, infatti una missione di volo può essere riprogrammata a cadenza regolare, permettendo un confronto temporale delle immagini termiche che identifica eventuali problemi in evoluzione.

Cosa rileva il drone 

La termografia aerea con drone è uno strumento potente, rileva gran parte delle anomalie che si manifestano come differenze di temperatura superficiale, in condizioni di irraggiamento solare adeguato. Per ottenere immagini termiche leggibili, l’ispezione deve essere effettuata nelle ore centrali della giornata, con irraggiamento solare superiore a 600 W/m² e in assenza di copertura nuvolosa. Il momento ideale sono le ore di picco, quando l’irraggiamento è massimo e le differenze di temperatura tra celle normali e celle anomale sono più marcate.

Detto questo, la termografia non rileva tutti i tipi di problematiche. Per esempio non è in grado di identificare difetti di natura prettamente elettrica che non generano dissipazione termica, come alcuni tipi di microfessure nelle celle che non influenzano ancora la prestazione elettrica, o problemi di mismatching tra stringhe che si manifestano in particolari condizioni di carico. Per questo la termografia con drone è complementare, e non sostitutiva, del monitoraggio continuo dei dati di produzione.

La frequenza

Generalmente si consiglia un’ispezione termografica completa almeno una volta l’anno, quando le condizioni di irraggiamento garantiscono la migliore leggibilità delle immagini.

A livello logistico la pausa estiva è un buon momento per programmare l’ispezione, questo perché l’eventuale manutenzione può essere pianificata ancor più velocemente essendo sospesa l’attività lavorativa e produttiva.

Dal rilievo al report

Successivamente all’ispezione termografica viene redatto un report strutturato in modo da essere utile a più figure, fra cui il gestore dell’impianto e il tecnico manutentore.

Solitamente un report professionale include: 

• la mappa completa dell’impianto con la posizione georeferenziata di ogni eventuale anomalia rilevata;
• le immagini termiche delle anomalie con la relativa temperatura assoluta e il delta termico rispetto ai moduli adiacenti; 
• la classificazione delle anomalie per gravità e priorità di intervento; 
• la stima dell’impatto produttivo delle anomalie rilevate, espressa in kWh/anno di energia non prodotta;
• le raccomandazioni di intervento con l’indicazione delle priorità.

Cosa possiamo fare per te e la tua azienda

L’ispezione termografica con drone deve essere realizzata da professionisti qualificati. Le operazioni devono essere svolte nel rispetto della normativa aeronautica vigente, e il drone condotto secondo normativa.

Gruppo Inveco segue ogni fase del processo con un approccio integrato: analisi, valutazione, progettazione integrata, gestione del cantiere in sicurezza, supporto burocratico e amministrativo, compreso l’accesso a bandi o incentivi, supporto post-costruzione.

Ogni nostro progetto di edilizia e fotovoltaico industriale è sviluppato su misura per rispondere alle necessità aziendali, ai fabbisogni energetici e produttivi dell’azienda cliente.

Rendi la tua impresa più sostenibile, riduci i costi e migliora la competitività sul lungo termine.

Vorresti efficientare la tua impresa dal punto di vista energetico? Contattaci!

Vorresti installare un impianto fotovoltaico industriale? Prova il configuratore Gruppo Inveco! Clicca qui.

Per maggiori informazioni, contatta il nostro team, ti illustreremo le migliori soluzioni per la tua realtà industriale.

Non perdere i nostri prossimi contenuti, seguici su LinkedIn e iscriviti a Fotovoltaico Industriale 360°!