VDOS Global公司的無人機正在檢查風力發電機的葉片。無人機可拍攝出高分辨率的圖像和視頻，有助于檢測葉片出現的裂縫或其它損傷痕跡。
攝影：THOMAS SEITZ
撰文： Wendy Koch
放眼全球，成千上萬臺風力發電機正雨后春筍般出現。風力發電機通常比自由女神像還要高大，正因為如此，檢查其葉片就成了一件很困難的事情。如何解決這個問題？當然是利用無人機。
本月，無人機將飛越密歇根州梅森郡的果園和農場，檢查公用事業公司消費者能源所有的3座巨型風力發電機。這些無人機將裝載相機和傳感器，完成之前由乘坐直升機或系著繩索的工人做的工作。
長期以來，無人機一直被美國軍方用于投擲炸彈，不過也越來越多的用作其他目的。好萊塢開始利用無人機拍電影，亞馬遜想用無人機送快遞。如 今，能源行業也開始考慮使用無人機。石油和天然氣公司以及公用事業公司都在測試無人機檢查輸油管道、輸電線、風力發電機和太陽能轉化場的效果，準備下一步 廣泛推廣。
“無人機帶來的商機高達數十億美元，”勒克斯研究機構2015年一份關于無人機研究報告的作者MaryannaSaenka說道。 Navigant Research研究機構的最新預計稱，僅在風力發電領域，無人機的銷售額和服務費用每年就可達16億美元，到2024年可漸增到60億美元。
“無人機使前往難以到達的地點成為可能，比如偏僻的道路或高山峽谷地區，”北達科他大學無人機系統工程實驗室主任William Semke說道。不過他還表示，就像鳥一樣，無人機給低空航行的飛行器帶來了一定的風險。
因此，剛在能源行業中嶄露頭角的無人機便遭遇阻礙。為避免發生碰撞，一些國家對無人機的使用做了限制。如果想取得進一步發展，無人機行業必須證明無人機能夠安全、精確的完成任務。
美國為無人機使用開綠燈
無人機正迎來發展良機。2014年，在批準了包括能源行業在內的20多個行業1400多項豁免權后，美國聯邦航空管理局取消了多年的商業無 人機使用禁令，允許在離地60米的空中使用無人機。今年2月，美國聯邦航空管理局提議了一項無人機使用的準則，不過尚未設定實施的最后期限。
放開禁令后，石油行業迅速投入到無人機的使用。去年，在獲得了美國聯邦航空管理局頒發的在陸地上使用商業無人機的首個豁免權后，能源巨頭BP立即著手在阿拉斯加的普拉德霍灣進行無人機測試。測試的無人機為固定翼，重6千克，裝載有可拍攝3D圖像的激光雷達和遙感器。
“對于BP來說這是一個巨大的突破，”在描述無人機如何以更低的造價和風險提升施工作業時，BP的首席技術官Curt Smith說道。BP在官網上表示，洪水和冰川使其它的監控方法非常難以實施。無人機使工人可以在能見度低的碎石路上行駛，進而檢查輸油管線，尋找需要修 復的凍壞區域。
殼牌石油公司也在嘗試使用無人機。在挪威的Ormen Lange天然氣加工廠，殼牌石油公司利用無人機檢查火把煙囪。過去這是一個“危險、耗時長的工作，”工程師須沿著70米的高塔向下檢查，同時關閉加工廠 近2周時間。現在，只需要幾個小時就能完成檢查工作，加工廠還能繼續保持運營。
殼牌石油公司還看到了其它好處。在加工廠運營過程中檢查設備使紅外線相機可以拍攝實時的熱圖像，該公司表示。“一些原本很難檢查的區域變得很容易進入，意味著我們可以進行更為頻繁的檢查。”
去年12月，美國聯邦航空管理局為位于俄勒岡州的VDOS Global公司頒發了豁免權，允許它使用無人機檢驗殼牌石油公司位于墨西哥灣的14座海上石油鉆塔的火把煙囪。VDOS援引僅在墨西哥灣就有3500多 處海上石油鉆塔的事實表示，使用無人機檢測腐蝕及其他惡化跡象的石油行業需求有望“大幅增加”。
Aeryon Labs是一家加拿大的無人機公司，生產一種可供軍方和商業使用的小型無人機Skyranger。
攝影：BRIAN WHITESIDE
有助于檢測電力設施？
受美國聯邦航空管理局豁免權的影響，包括道明維州電力公司和埃克西爾能源公司在內的美國本土公用事業公司也開始使用無人機。
在北卡羅來納州卡托巴縣的一個發電廠，杜克能源公司正在嘗試利用美國航空環境公司生成的無人機檢查太陽能電池陣。該公司想看看無人機能否偵查出太陽能電池陣發熱，發熱通常意味著電池板無法正常工作。
“這種技術還不夠成熟，距離正式投入使用還有很長時間，”杜克能源公司的發言人Randy Wheeless說道。他還稱，杜克能源公司希望確保無人機名副其實，值得投資。同時他還認為，美國聯邦航空管理局的豁免權限制太多，有些輸電塔由于太高，無法使用無人機檢測。
在喬治亞州的里索尼亞，南方電力公司在克朗代克訓練場館測試無人機，探索其檢測輸電線的效果如何。“我們計劃從2015年底開始利用無人機進行實地的例行檢查，” 南方電力公司的企業環保長Larry Monroe說道。
到今年年底，消費者能源公司計劃結束無人機的測試和分析工作。今年夏天，該公司已經在密歇根的7個地點利用無人機檢測輸電線，試圖尋找到定 位風暴損害和修復電力的快速方法。目前消費者能源公司利用直升機對輸電線進行一年兩次的檢查，并將無人機視為更安靜和環保的檢查方式。它還將測試擴展到兩 個風電場的6臺風力發動機上。
Andrew Bordine是消費者能源公司的消費者管理和電網基礎設施主管，他表示，無人機“能飛到離發電機的葉片很近的位置，”拍攝能夠展示葉片凹陷或破洞的3D 圖片。“這可以節省大量成本，”他表示。當前的檢查工作主要以工人通過繩索懸掛在葉片上的方式進行，不僅危險，而且每人次須耗費10000美元。
“由于3D成像的質量很高，很多人對利用無人機檢測風力發電機很有興趣，” Navigant Research的高級研究分析師Jesse Broehl說道。截止到今年年初，全球安裝的風力發電機數量多達268550臺，其805000個葉片每年至少需要檢查一次，Jesse Broehl表示。
他表示，目前無人機檢測的風力發電機還不到總數的2%，風力發電機的保修期通常為3-5年，隨著越來越多的發電機保修期即將終止，他預計無人機的市場需求將會飆升。
無人機發展阻礙重重
不過安全方面的顧慮依舊存在。美國農業航空協會表示，無人機給作物噴粉機和其他低空航行飛行器的飛行員帶來了危險。該機構希望無人機能配備更好的設備以避免碰撞，該觀點也得到國際航空引航聯盟協會的認可。
美國確實發生過無人機碰撞事故。美國交通部每個月收到的無人機撞擊報告多達60余起，有時甚至包括飛行員必須改變航線以避免相撞的案例。
無人機為“美國聯邦航空管理局提出了新的安全挑戰，” 美國交通部的助理發電機檢查員Matthew Hampton在2015年8月的備忘錄中寫道。
類似事件促使諸如印度和日本等國家限制無人機的使用，美國航空環境公司的市場副總裁Steve Gitlin說道。他表示，公眾幾乎分辨不出復雜的商業無人機和廉價的普通版。
“最大的挑戰不是制定規章制度，而是缺乏限制無人機需求的最終政策，”國際無人機系統協會的Tom McMahon說道。
勒克斯研究機構的分析師Saenko稱，加拿大、瑞士和新西蘭等一些國家對無人機制定了更為開放的政策，相關人士也在為到2020年建立歐盟范圍內的無人機管制政策而努力。
在未來的幾年里，美國可能不會最終敲定關于無人機使用的準則。不過Saenko表示，無人機正走在“正確的發展道路上，”美國聯邦航空管理局今年頒發的豁免權以及今年2月白宮做出的行政命令都是支持負責任的無人機使用的。
最終的結果會是如何？她表示目前只有5%的石油和天然氣生產使用無人機，不過五年之后，可能所有的石油鉆塔上空都會出現無人機。
（譯者：流浪狗）
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