VDOS Global公司的无人机正在检查风力发电机的叶片。无人机可拍摄出高分辨率的图像和视频，有助于检测叶片出现的裂缝或其它损伤痕迹。
摄影：THOMAS SEITZ
撰文： Wendy Koch
放眼全球，成千上万台风力发电机正雨后春笋般出现。风力发电机通常比自由女神像还要高大，正因为如此，检查其叶片就成了一件很困难的事情。如何解决这个问题？当然是利用无人机。
本月，无人机将飞越密歇根州梅森郡的果园和农场，检查公用事业公司消费者能源所有的3座巨型风力发电机。这些无人机将装载相机和传感器，完成之前由乘坐直升机或系着绳索的工人做的工作。
长期以来，无人机一直被美国军方用于投掷炸弹，不过也越来越多的用作其他目的。好莱坞开始利用无人机拍电影，亚马逊想用无人机送快递。如 今，能源行业也开始考虑使用无人机。石油和天然气公司以及公用事业公司都在测试无人机检查输油管道、输电线、风力发电机和太阳能转化场的效果，准备下一步 广泛推广。
“无人机带来的商机高达数十亿美元，”勒克斯研究机构2015年一份关于无人机研究报告的作者MaryannaSaenka说道。 Navigant Research研究机构的最新预计称，仅在风力发电领域，无人机的销售额和服务费用每年就可达16亿美元，到2024年可渐增到60亿美元。
“无人机使前往难以到达的地点成为可能，比如偏僻的道路或高山峡谷地区，”北达科他大学无人机系统工程实验室主任William Semke说道。不过他还表示，就像鸟一样，无人机给低空航行的飞行器带来了一定的风险。
因此，刚在能源行业中崭露头角的无人机便遭遇阻碍。为避免发生碰撞，一些国家对无人机的使用做了限制。如果想取得进一步发展，无人机行业必须证明无人机能够安全、精确的完成任务。
美国为无人机使用开绿灯
无人机正迎来发展良机。2014年，在批准了包括能源行业在内的20多个行业1400多项豁免权后，美国联邦航空管理局取消了多年的商业无 人机使用禁令，允许在离地60米的空中使用无人机。今年2月，美国联邦航空管理局提议了一项无人机使用的准则，不过尚未设定实施的最后期限。
放开禁令后，石油行业迅速投入到无人机的使用。去年，在获得了美国联邦航空管理局颁发的在陆地上使用商业无人机的首个豁免权后，能源巨头BP立即着手在阿拉斯加的普拉德霍湾进行无人机测试。测试的无人机为固定翼，重6千克，装载有可拍摄3D图像的激光雷达和遥感器。
“对于BP来说这是一个巨大的突破，”在描述无人机如何以更低的造价和风险提升施工作业时，BP的首席技术官Curt Smith说道。BP在官网上表示，洪水和冰川使其它的监控方法非常难以实施。无人机使工人可以在能见度低的碎石路上行驶，进而检查输油管线，寻找需要修 复的冻坏区域。
壳牌石油公司也在尝试使用无人机。在挪威的Ormen Lange天然气加工厂，壳牌石油公司利用无人机检查火把烟囱。过去这是一个“危险、耗时长的工作，”工程师须沿着70米的高塔向下检查，同时关闭加工厂 近2周时间。现在，只需要几个小时就能完成检查工作，加工厂还能继续保持运营。
壳牌石油公司还看到了其它好处。在加工厂运营过程中检查设备使红外线相机可以拍摄实时的热图像，该公司表示。“一些原本很难检查的区域变得很容易进入，意味着我们可以进行更为频繁的检查。”
去年12月，美国联邦航空管理局为位于俄勒冈州的VDOS Global公司颁发了豁免权，允许它使用无人机检验壳牌石油公司位于墨西哥湾的14座海上石油钻塔的火把烟囱。VDOS援引仅在墨西哥湾就有3500多 处海上石油钻塔的事实表示，使用无人机检测腐蚀及其他恶化迹象的石油行业需求有望“大幅增加”。
Aeryon Labs是一家加拿大的无人机公司，生产一种可供军方和商业使用的小型无人机Skyranger。
摄影：BRIAN WHITESIDE
有助于检测电力设施？
受美国联邦航空管理局豁免权的影响，包括道明维州电力公司和埃克西尔能源公司在内的美国本土公用事业公司也开始使用无人机。
在北卡罗来纳州卡托巴县的一个发电厂，杜克能源公司正在尝试利用美国航空环境公司生成的无人机检查太阳能电池阵。该公司想看看无人机能否侦查出太阳能电池阵发热，发热通常意味着电池板无法正常工作。
“这种技术还不够成熟，距离正式投入使用还有很长时间，”杜克能源公司的发言人Randy Wheeless说道。他还称，杜克能源公司希望确保无人机名副其实，值得投资。同时他还认为，美国联邦航空管理局的豁免权限制太多，有些输电塔由于太高，无法使用无人机检测。
在乔治亚州的里索尼亚，南方电力公司在克朗代克训练场馆测试无人机，探索其检测输电线的效果如何。“我们计划从2015年底开始利用无人机进行实地的例行检查，” 南方电力公司的企业环保长Larry Monroe说道。
到今年年底，消费者能源公司计划结束无人机的测试和分析工作。今年夏天，该公司已经在密歇根的7个地点利用无人机检测输电线，试图寻找到定 位风暴损害和修复电力的快速方法。目前消费者能源公司利用直升机对输电线进行一年两次的检查，并将无人机视为更安静和环保的检查方式。它还将测试扩展到两 个风电场的6台风力发动机上。
Andrew Bordine是消费者能源公司的消费者管理和电网基础设施主管，他表示，无人机“能飞到离发电机的叶片很近的位置，”拍摄能够展示叶片凹陷或破洞的3D 图片。“这可以节省大量成本，”他表示。当前的检查工作主要以工人通过绳索悬挂在叶片上的方式进行，不仅危险，而且每人次须耗费10000美元。
“由于3D成像的质量很高，很多人对利用无人机检测风力发电机很有兴趣，” Navigant Research的高级研究分析师Jesse Broehl说道。截止到今年年初，全球安装的风力发电机数量多达268550台，其805000个叶片每年至少需要检查一次，Jesse Broehl表示。
他表示，目前无人机检测的风力发电机还不到总数的2%，风力发电机的保修期通常为3-5年，随着越来越多的发电机保修期即将终止，他预计无人机的市场需求将会飙升。
无人机发展阻碍重重
不过安全方面的顾虑依旧存在。美国农业航空协会表示，无人机给作物喷粉机和其他低空航行飞行器的飞行员带来了危险。该机构希望无人机能配备更好的设备以避免碰撞，该观点也得到国际航空引航联盟协会的认可。
美国确实发生过无人机碰撞事故。美国交通部每个月收到的无人机撞击报告多达60余起，有时甚至包括飞行员必须改变航线以避免相撞的案例。
无人机为“美国联邦航空管理局提出了新的安全挑战，” 美国交通部的助理发电机检查员Matthew Hampton在2015年8月的备忘录中写道。
类似事件促使诸如印度和日本等国家限制无人机的使用，美国航空环境公司的市场副总裁Steve Gitlin说道。他表示，公众几乎分辨不出复杂的商业无人机和廉价的普通版。
“最大的挑战不是制定规章制度，而是缺乏限制无人机需求的最终政策，”国际无人机系统协会的Tom McMahon说道。
勒克斯研究机构的分析师Saenko称，加拿大、瑞士和新西兰等一些国家对无人机制定了更为开放的政策，相关人士也在为到2020年建立欧盟范围内的无人机管制政策而努力。
在未来的几年里，美国可能不会最终敲定关于无人机使用的准则。不过Saenko表示，无人机正走在“正确的发展道路上，”美国联邦航空管理局今年颁发的豁免权以及今年2月白宫做出的行政命令都是支持负责任的无人机使用的。
最终的结果会是如何？她表示目前只有5%的石油和天然气生产使用无人机，不过五年之后，可能所有的石油钻塔上空都会出现无人机。
（译者：流浪狗）
