Vantagens da inspeção térmica

A inspeção com drone térmico é mais útil quando uma equipa de O&M precisa de fazer a triagem de um grande campo FV em funcionamento à procura de padrões de temperatura que possam apontar para anomalias elétricas localizadas ou ao nível do módulo. O método torna-se especialmente atrativo quando percorrer todas as filas com uma câmara portátil demoraria demasiado tempo, exigiria mais mão de obra no terreno ou dificultaria a manutenção de uma geometria de observação consistente em toda a central. Um drone pode cobrir rapidamente grandes áreas a partir do ar, recolhendo imagens térmicas e visíveis que podem ser associadas a partes específicas do campo.

A decisão deve partir da questão de manutenção, e não da aeronave. Se o objetivo for confirmar uma avaria elétrica ou diagnosticar um alarme do inversor, as medições elétricas diretas podem ser mais adequadas. A inspeção térmica ajuda a delimitar o campo de investigação, mas não substitui os ensaios elétricos nem estabelece a causa raiz de cada padrão de temperatura anómalo.

A imagem de infravermelhos regista diferenças de temperatura à superfície. Num campo FV em funcionamento, essas diferenças podem revelar pontos quentes ou outros padrões associados a células, interligações, comportamento dos díodos de bypass, sombreamento, zonas danificadas, sujidade ou condições do circuito. Uma anomalia na área de uma célula pode ser visível quando a resolução térmica, a altura de voo, o ângulo de observação, a irradiância, o vento e o estado de funcionamento do módulo tornam essa característica suficientemente grande para ser resolvida.

Nos módulos de silício cristalino, uma temperatura de célula mais elevada com irradiância comparável reduz, em geral, a potência, mas essa relação não permite que uma imagem atribua a causa raiz. A palavra importante é «associados». Uma célula ou um módulo quente não prova, por si só, uma avaria específica, e uma imagem térmica de aspeto normal não prova que um módulo esteja eletricamente saudável. A evidência térmica deve ser interpretada em conjunto com as imagens visíveis, os dados de monitorização da central, a disposição física do campo e uma inspeção de seguimento sempre que as consequências de um suposto defeito o justifiquem.

É por isso que um relatório útil separa a observação do diagnóstico. Um relatório pode indicar que um módulo apresenta uma região localizada de temperatura elevada em relação aos módulos vizinhos em condições comparáveis. Não deve rotular automaticamente essa observação como díodo avariado, célula fissurada, condição de corrente inversa ou defeito abrangido pela garantia, a menos que outras evidências sustentem essa conclusão.

A vantagem operacional de um drone é a cobertura. As centrais FV de grande escala podem ocupar centenas de hectares, com filas longas e uma geometria de módulos repetida que tornam a triagem manual muito exigente em mão de obra. A termografia aérea permite que a equipa de inspeção capte muitos módulos a partir de um percurso repetível, reduzindo o manuseamento da câmara fila a fila no terreno.

Isso pode reduzir o tempo de levantamento e o custo no terreno face à termografia manual em grandes instalações, mas a dimensão do benefício depende de cada instalação. O terreno, o espaço aéreo, o espaçamento entre filas, os obstáculos, as restrições de voo, as condições meteorológicas, a vegetação, a orientação do campo e a distância de amostragem no solo exigida influenciam o que se consegue cobrir num voo aproveitável. Um pequeno telhado ou uma instalação com espaço aéreo difícil pode não obter a mesma vantagem que uma central grande e acessível montada no solo.

As observações térmicas podem ser combinadas com imagens visíveis e dados de localização, facilitando o regresso dos técnicos à fila ou ao módulo corretos. Isto pode ser útil após danos visíveis causados por aves, exposição a descargas atmosféricas ou outros eventos localizados. O valor está em reduzir o espaço de procura e organizar a evidência, e não em tratar a imagem do drone como o diagnóstico final.

A termografia é sensível às condições de funcionamento e ambientais. A norma IEC 62446-3 trata da inspeção termográfica ao ar livre de sistemas FV em funcionamento, incluindo o equipamento, as condições ambientais, o procedimento de inspeção, a competência do pessoal e a elaboração de relatórios. Não define um algoritmo de software nem impõe um único intervalo de temperatura de módulo para todas as centrais.

No trabalho de campo, a equipa de inspeção precisa de condições que permitam o desenvolvimento de diferenças de temperatura significativas e que se mantenham interpretáveis. A irradiância, o vento, o movimento das nuvens, a temperatura do módulo, os reflexos, o ângulo de observação e as variações rápidas do estado de funcionamento podem afetar o que surge na imagem. Dois voos realizados em condições muito diferentes não devem ser tratados como diretamente comparáveis só porque foram usadas a mesma câmara e a mesma rota.

A qualidade da imagem também deve ser avaliada em relação ao tamanho da característica procurada. Se a captação não conseguir resolver uma característica na área de uma célula, o software não pode recuperar informação que nunca foi captada. A resolução do sensor, a altura de voo e a ótica determinam, em conjunto, quanto do módulo fica representado na imagem.

As equipas de O&M podem usar a inspeção com drone térmico em levantamentos planeados, verificações posteriores a um evento ou investigações dirigidas motivadas pelos dados de monitorização. Um levantamento programado pode criar um retrato documentado do campo em condições definidas. Um levantamento dirigido pode concentrar-se em strings, filas ou blocos que apresentem um desvio de produção sem explicação ou que tenham sido expostos a um evento como granizo, descargas atmosféricas, obras nas proximidades ou danos físicos visíveis.

Em levantamentos repetidos, a consistência é importante. Registar as condições ambientais, os parâmetros de voo, a área inspecionada e os módulos que não puderam ser avaliados dá à inspeção seguinte um ponto de referência utilizável. Sem esse contexto, uma alteração aparente pode dever-se às condições meteorológicas ou à geometria de captação, e não ao equipamento FV.

A frequência das inspeções deve, por isso, estar ligada às condições do local, aos contratos, aos sinais de monitorização e ao risco, e não a uma regra de calendário fixa. O guia relacionado sobre com que frequência as centrais fotovoltaicas devem ser inspecionadas com drones explica os fatores que podem encurtar ou alargar o intervalo.

A imagem térmica é uma camada de evidência. Não substitui o traçado de curvas IV, os ensaios de isolamento, as medições de corrente das strings, as verificações de binário de aperto, a inspeção visual nem outros procedimentos elétricos e mecânicos quando são necessários para confirmar o estado ou a causa raiz. Também não consegue mostrar todos os mecanismos de degradação, sobretudo quando um defeito não cria uma diferença de temperatura superficial detetável durante o levantamento.

Uma única inspeção não equivale a monitorização contínua. Um módulo pode funcionar normalmente durante o voo e desenvolver uma avaria mais tarde, ou uma condição intermitente pode não estar ativa quando o drone passa. Por esse motivo, os dados de monitorização da central e o historial de manutenção continuam a ser importantes mesmo quando a termografia aérea faz parte do programa de O&M.

A mesma cautela aplica-se às decisões de segurança. Um ponto quente pode justificar uma verificação rápida no terreno, porque um aquecimento anómalo pode ser relevante para o risco elétrico ou de incêndio, mas a imagem, por si só, não determina a gravidade, a causa nem a ação corretiva necessária. Essas decisões cabem a pessoal qualificado que utilize o contexto do local e os ensaios de seguimento adequados.

Um resultado útil liga cada observação a uma localização física e preserva contexto suficiente para que outra pessoa o possa analisar. No mínimo, o registo deve deixar claro onde a anomalia foi encontrada, que padrão térmico foi observado, que evidência visível estava disponível e em que condições de captação a imagem foi obtida. Se um módulo ou uma área não puderam ser inspecionados de forma fiável, essa limitação deve ser indicada em vez de omitida.

O software pode ajudar a organizar imagens, mapear observações, comparar módulos vizinhos e preparar registos de inspeção.

Para uma equipa de O&M que está a decidir se deve usar um drone, a questão prática é simples: a cobertura térmica aérea ajuda a reduzir um grande problema de inspeção a um conjunto menor de localizações que os técnicos possam verificar? Quando o local, as condições de funcionamento e o objetivo da inspeção sustentam esse fluxo de trabalho, a inspeção com drone térmico pode encurtar a triagem no terreno e melhorar a rastreabilidade. Quando a questão exige confirmação elétrica direta, o drone deve alimentar o passo seguinte de diagnóstico e não substituí-lo.