Rilievo termografico da RPAS su pannelli fotovoltaici per monitoraggio efficienza moduli e su terreno libero di media estensione per individuare anomalie termiche.

1. Tutor aziendale:
Dott. Andrea
Cucchiara
SAL Engineering
Presentata da:
Dott. Giacomo
Uguccioni
RILIEVO TERMOGRAFICO
AEREO DA RPAS
- REMOTELY PILOTED AIRCRAFT SYSTEM -
CASI DI STUDIO DI
MAPPATURA TERMICA
E ISPEZIONE DI PANNELLI
FOTOVOLTAICI
MASTER IN SVILUPPO SOSTENIBILE
E GESTIONE DEI SISTEMI AMBIENTALI
A.A. 2013/2014

2. SAL ENGINEERING
V I A L E V I T T O R I O V E N E T O , 2 - 41 1 24 M O D E N A
 PRODOTTI
Multirotors: ESAFLY A2500, OCTOFLY A3500
Planes: HORUS A220
Ground Control Stations e Ground Tracking System
 SERVIZI
Rilievi aerofotogrammetrici
Rilievi topografici – Rilievi GPS
Monitoraggio terreni, strutture
Rilievi con sensore multispettrale
RILIEVI TERMOGRAFICI
 RICERCA & SVILUPPO
 FORMAZIONE
Normativa ENAC per RPAS, corsi di pilotaggio
Consulenza organizzazioni
Organizzazione riconosciuta

3. TERMOGRAFIA ALL’INFRAROSSO
Thermal Camera: OPTRIS PI 450
Weight: 320 g - Detector: FPA 25 µm x 25 µm
Optical resolution: 382 x 288 pixels
Spectral range: 7.5 - 13 µm - Frame rate: 80 Hz
Optics:
38° x 29° FOV / f = 15 mm or
62° x 49° OV / f = 8 mm or
13° x 10° FOV / f = 41 mm
Thermal sensitivity: 0.04 k
Norma UNI 10824-1:2000
Prove non distruttive - Termografia all'infrarosso
Metodo che permette di ottenere,
per mezzo di una termocamera,
la distribuzione spaziale e
l’evoluzione temporale della
radiazione infrarossa proveniente
dall’oggetto osservato, secondo
le caratteristiche e i parametri
della sensoristica

4. TERMOGRAFIA AEREA DA RPAS
RPAS ESAFLY A2500 – SAL Engineering
Struttura in carbonio ad alta resistenza
Diametro velivolo: 100 cm; Peso massimo al decollo: 5 kg
Autonomia di volo: 20 min
Ground Control Station: controllo e mission planning
Visualizzazione in tempo reale di telemetria, quota e batteria
Sistema GPS; Sistema inerziale con Gimbal per sensore termico
Altimetro barometrico per il mantenimento della quota di volo

5. TERMOGRAFIA AEREA DA RPAS
SU PANNELLI FOTOVOLTAICI
ATTIVITA’ STRUMENTALE DI COLLAUDO
La termografia si rivela una tecnica di indagine utile in fase
di prevenzione, in senso propedeutico ad ulteriori indagini e
verifiche visive o strumentali dell’efficienza del pannello
fotovoltaico, le quali potranno essere indirizzate alle zone
dove il danno è già stato individuato. Questo vale per
strutture e componenti elettriche dell’impianto nel suo
complesso, in fase di collaudo e in fase di monitoraggio.
INDAGINE PER IL MONITORAGGIO DEI MODULI
Attraverso un’indagine termografica aerea, è possibile
individuare molto rapidamente singole celle o stringhe di
celle che presentano danni o difettosità in termini di
efficienza, perché queste risulteranno visibilmente
surriscaldate rispetto al resto del modulo (effetto HOT-SPOT).
Le celle che presentano difettosità tendono a produrre
energia termica in eccesso: si comportano di fatto come
resistenze elettriche, anziché come convertitori di energia
luminosa in energia elettrica, e la difettosità molto spesso
non è individuabile tramite le sole verifiche visive.

6. TERMOGRAFIA AEREA DA RPAS
APPLICAZIONI DI MAPPATURA TERMICA
AGRICOLTURA DI PRECISIONE
Indagini termografiche aeree sono molto utili per ottenere
dati termografici georeferenziati di terreni e coltivazioni:
- verifica dello stress idrico delle coltivazioni
- verifica dello stato dei fusti degli alberi da frutta o da legna
- distribuzione delle acque superficiali
- monitoraggio della temperatura delle piante e del suolo
PROSPEZIONE GEOFISICA
= misurazione strumentale non invasiva tramite sensori di
proprietà fisiche del suolo e del sottosuolo. È utilizzata in
campo archeologico, civile, ambientale, minerario,
forestale e geotecnico. Altre tecniche di indagine geofisica
sono la prospezione magnetometrica, il georadar, il laser
scanner, le indagini sismiche, le indagini geoelettriche.
Attraverso metodi fotogrammetrici, è possibile ricostruire il
modello tridimensionale e produrre cartografia termica.

7. VANTAGGI E SVILUPPI FUTURI
DELLA METODOLOGIA PROPOSTA
SISTEMA INTEGRATO DI ACQUISIZIONE DATI TERMOGRAFICI QUANTITATIVI
PROGETTATO, SPERIMENTATO E ATTUATO DA SAL ENGINEERING
I. Supporto aereo radiocontrollato, con modalità di volo automatico e riprese
stabilizzate
II. Sensoristica termografica ad alta risoluzione ottica e ad alta sensibilità termica
III. Stazione di controllo con telemetria e visualizzazione real-time dei dati
VANTAGGI
• Rapidità di esecuzione del rilievo, ripetibilità
• trasportabilità della strumentazione, indagine non invasiva
• operazioni in aree difficili da raggiungere
• rilievo ottimizzato secondo le esigenze di tempo e inquadrature
• soluzione più economica ed efficace delle tradizionali modalità
• operazioni in sicurezza per persone e oggetti e in totale controllo
• visualizzazione real-time dei video termici
RICERCA&SVILUPPO
• integrazione e ricerca di complementarietà alle tecniche di collaudo e monitoraggio esistenti
• redazione di reportistica tecnica di rilievo chiara, precisa, interfacciabile a operatore e cliente
• georeferenziazione di video termici e di termogrammi e inserimento dei prodotti in SR
• metodologia orientata alla possibilità di monitoraggio pluritemporale

8. BIBLIOGRAFIA E SITOGRAFIA
Gabriele Bitelli, Rita Bianco, Paolo Conte, Franco Coren, Emanuele Mandanici, Aspetti applicativi nell'uso della termografia aerea
per la mappatura delle dispersioni termiche in ambito urbano, Atti 16° Conferenza Nazionale ASITA, 2012
Mancini, F.; Dubbini, M.; Gattelli, M.; Stecchi, F.; Fabbri, S.; Gabbianelli, G. Using Unmanned Aerial Vehicles (UAV) for High-
ResolutionReconstruction of Topography: The Structure from Motion Approach on CoastalEnvironments. Remote Sens.2013, 5,
6880-6898.
G. Acciani, G.B Simione, S. Vergura, Thermographic Analysis of Photovoltaic Panels, International Conference on Renewable
Energies and Power Quality, 2010
Jody Andreola, Manutenzione preventiva degli impianti elettrici con analisi termografiche, Univesità di Padaova - Facoltà di
Ingegneria, 2011
Henry Denio III, Henry Denio II, Aerial Solar Thermography and condition monitoring of photovoltaic systems, Inframation 2011
Proceedings, 2011
Filippo Bernasconi, Ombreggiamenti parziali e hot-spot in impianti fotovoltaici: indagine sperimentale ed analisi numerica,
Politecnico di Milano - Facoltà di Ingegneria industriale, 2013
Associazione Italiana Termografia Infrarosso: http://associazionetermografia.it/
ENAC - Ente Nazionale per l'Aviazione Civile: http://www.enac.gov.it
SAL Engineering: http://www.salengineering.it/