Аэросъемка на службе энергоэффективности

Теги:

Рассказали нашему информационному партнеру - порталу Energoatlas о наших наработках в сфере аэросъемки объектов энергетики и ЖКХ.

С полной версией статьи Вы можете ознакомиться по ссылке: http://www.energoatlas.ru/2017/11/17/uav-thermal-vision/ 

Диагностические технологии и оборудование для снижения потерь энергоресурсов продолжают совершенствоваться. Только за последние годы в обиход вошли электронное моделирование, использование компактных и более точных тепловизоров, газоанализаторов, анализаторов качества электроэнергии и т.д. При этом ряд вопросов остаются сложными для энергоаудитора, и решить их помогает технология аэросъемки с помощью беспилотного летательного аппарата (БПЛА).

 Валерий Мокроусов, генеральный директор Фонда энергосбережения и экологической безопасности Владимирской области

 БПЛА активно развиваются по всему миру, и, как показывают первые проекты уже во Владимирской области, их применение может дать серьезные преимущества для коммунальной инфраструктуры и жилищного комплекса региона.

В рамках проекта Фондом на базе DJI Phantom 4 Pro был построен дрон-беспилотник, а в него интегрирована тепловизионная камера FLIR VUE PRO.

 Технологию аэросъемки можно применять в отношении различных объектов:

  • воздушных линий электропередач напряжением 35 кВ и выше;
  • надземных и подземных участков тепловых сетей;
  • зданий котельных и дымовых труб;
  • административных и жилых зданий;
  • систем наружного освещения.

С конца 2016 года Фонд начал реализовывать первые пилотные проекты по диагностике объектов теплоснабжения. Их сменили в марте-апреле 2017 года проекты обследования ограждающих конструкций жилых и административных зданий. В мае-июле мы занялись диагностикой объектов электросетевого комплекса и прилегающих охранных зон. И, наконец, технология аэросъемки была апробирована для обследования системы наружного освещения города Владимира.

Пилотными территориями стали, кроме Владимира, города Владимирской области Камешково, Лакинск,  Киржач, Карабаново.

 

Аэрообследование объектов теплоснабжения

С помощью ручного тепловизора нельзя получить достоверную информацию о состоянии потерь тепловой энергии в подземных участках сети, однако применение БПЛА сделало такую диагностику возможной.

 

Кроме того, была осуществлена привязка трубопроводов к географической системе координат с последующим выполнением тепловых и гидравлических расчетов тепловой сети.

 

Было также проведено обследование перекрытий здания котельной и оголовка дымовой трубы котельной. Без использования БПЛА потребовалось бы привлечение бригады промышленных альпинистов.

 

Все это позволило сформировать достоверные схемы тепловых сетей в городах Камешково и Карабаново, по результатам которых были проведены тепловые и гидравлические расчеты, составлен план ремонта, учитывающий замену участков сетей с наибольшими потерями, в т.ч. связанных с утечкой теплоносителя из сети.

 

Аэрообследование жилых и административных зданий

В случае со зданиями аэротепловизионное обследование позволяет проверить состояние ограждающих конструкций – как фасада, так и крыши.

Например, с помощью дрона была создана 3D-модель здания Областного Дворца культуры и искусства Владимирской области, что позволило точно определить площадь окон, дверей, стен, крыши и дворовой территории для более корректной разработки проектно-сметной документации на выполнение ремонтных работ капитального характера.

 

За счет съемки под углом 90° относительно поверхности улучшается точность определения температурных полей на поверхности ограждающих конструкций для высотных зданий, не говоря уже о приемке после капремонта, например, крыш или стеклянных фасадов зданий с этажностью выше девяти этажей.

 

Аэрообследование объектов электроэнергетики

Правилами эксплуатации воздушных линий электропередач предусмотрены обязательные осмотры, диагностика элементов, мониторинг в пожароопасный, грозовой периоды и в период ледообразования. Необходимо контролировать, что никакие объекты не нарушают охранную зону во избежание технологических нарушений и аварий.

Если отключение линии все же произошло, выполняются осмотры для определения места и объема повреждений. Решающим фактором при этом является время обнаружения, и здесь очень актуальна замена части таких внеочередных осмотров на осмотр с применением БПЛА.

Беспилотная технология позволяет диагностировать наличие на краю просеки отдельных деревьев, угрожающих падением или разрастанием в сторону воздушных линий, деревьев или кустарников высотой четыре и более метров под проводами, несогласованного строительства объектов, а также отсутствие необходимых деталей на металлических опорах, наличие коррозии проводов и тросов; птичьих гнезд и других посторонних предметов на  опорах; изменение стрел провеса и расстояний от проводов воздушных линий до земли, до пересекаемых объектов, между фазами до недопустимых значений и так далее.

Так, по результатам мониторинга участка протяженностью 3,5 км ВЛ-110 кВ, проходящей в границах города Киржач, было обнаружено 5 нарушений охранной зоны (расстояние до окружающих объектов составляло менее 20 метров).

 

Аэросъемка системы наружного освещения городов и поселений

Для муниципальных образований большой потенциал в энергосбережении заключается в замене старых энергозатратных ртутных и натриевых светильников на новые энергоэффективные светодиодные в системах уличного освещения. Наиболее распространенным механизмом такой модернизации является заключение энергосервисного контракта.

Ключевым этапом для заключением контракта является проведение инвентаризации элементов освещения для определения базисных условий. Применение беспилотного летательного аппарата позволяет в сжатые сроки провести аудит наружного освещения c геодизической привязкой каждого светильника, проверкой его работоспособности, определением наиболее энергозатратных участков. В качестве примера на иллюстрации приведен план местности в районе ул. Мира в городе Владимир.

 

Наглядно показаны натриевые светильники (отмечены желтыми указателями), которые при замене на светодиодные позволят снизить потребление электроэнергии до 60%.

 

Результаты

За год работы технология аэросъемки была апробирована для различных целей, и в дальнейшем может шире использоваться по этим направлениям:

  • составлены пять схем сетей теплоснабжения с определением достоверного месторасположения участков, состояния их теплоизоляции и утечек теплоносителя;
  • проведена комплексная диагностика опор воздушных линий электропередач напряжением 35 кВ и 110 кВ с выявлением участков нарушения соблюдения охранных зон;
  • обследована система наружного освещения города Владимира и составлен реестр светильников, подключенных к трансформаторным подстанциям, с их месторасположением;
  • обследованы ограждающие конструкции зданий с целью выявления строительных дефектов и областей потерь тепловой энергии.

 

Экономический эффект

Источником финансирования проекта в полном объеме являлись средства Фонда энергосбережения и экологической безопасности Владимирской области, то есть бюджетного финансирования не потребовалось.

Если сравнивать обследование, например, воздушных линий, аэросъемка позволяет меньшими трудозатратами увеличить производительность (по километражу обследованных линий в день) примерно в пять раз, а стоимость обследования 1 км линий снизить более, чем в 2,5 раза.

Экономический эффект от использования БПЛА для диагностики объектов энергетики и коммунального хозяйства также складывается из целого ряда факторов:

  • сокращение времени на поиск и устранение аварийной ситуации на воздушных линиях и тепловых сетях, в т.ч. за счет применения тепловизионной съемки в темное время суток;
  • преждевременное выявление дефектов опор линий электропередач, повышенный нагрев в местах контактного соединения;
  • контроль за качеством выполнения строительно-монтажных работ на многоквартирных домах при капитальном ремонте;
  • автоматизация процесса сбора и обработки информации;
  • снижение количества несчастных случаев при обследовании высоковольтных ЛЭП.

 

Таким образом, применение БПЛА для диагностики энергопотерь позволяет повысить качество диагностики объектов энергетики и ЖКХ, снизить трудозатраты на проведение обследования линейных объектов (воздушные линии электроснабжения), улучшить условия охраны труда в отрасли за счет дистанционных методов, оперативно выявить утечки теплоносителя, нагревы контрактных соединений в электрических сетях, локализовать потери энергоресурсов. Следующим применением технологии аэросъемки станут- обследование и мониторинг муниципальных полигонов захоронения твердых коммунальных отходов и разработка оптимальных маршрутов прокладывания межпоселковых газопроводов с целью сокращения затрат и сроков на их строительство.