Transformacja technologiczna w sektorze energetycznym coraz silniej opiera się na danych pozyskiwanych z powietrza. Bezzałogowe statki powietrzne, potocznie nazywane dronami, przestały być narzędziem zarezerwowanym dla fotografów czy służb mundurowych – stały się kluczowym elementem cyfrowej infrastruktury przedsiębiorstw energetycznych. Skanowanie oraz monitoring sieci przesyłowych, linii dystrybucyjnych, farm wiatrowych i instalacji fotowoltaicznych z użyciem dronów pozwala łączyć precyzję pomiarów z bezpieczeństwem pracy i redukcją kosztów. Tysiące kilometrów linii energetycznych, rozległe stacje wysokich napięć oraz trudno dostępne obiekty mogą być dziś dokumentowane szybciej, częściej i dokładniej niż kiedykolwiek wcześniej, tworząc fundament dla analityki predykcyjnej i utrzymania ruchu w modelu prewencyjnym.
Rola dronów w inwentaryzacji i diagnostyce infrastruktury energetycznej
Infrastruktura energetyczna to złożony ekosystem obejmujący linie napowietrzne, słupy, stacje transformatorowe, rozdzielnie, farmy wiatrowe, instalacje fotowoltaiczne oraz sieć rurociągów i kabli. Każdy z tych elementów wymaga regularnych przeglądów, inspekcji technicznych i aktualizacji dokumentacji. Tradycyjne metody – wykorzystanie podnośników, wspinaczki wysokogórskiej, inspekcji pieszych lub przelotów śmigłowcowych – są czasochłonne, kosztowne i obarczone istotnym ryzykiem dla personelu. W tym kontekście drony stały się narzędziem umożliwiającym przejście od inspekcji reaktywnej do systematycznego, standaryzowanego monitoringu opartego na danych cyfrowych.
Drony wyposażone w kamery RGB, systemy obrazowania termicznego, skanery **LiDAR**, a także w różne typy sensorów środowiskowych, są w stanie wykrywać uszkodzenia, przegrzania, korozję, przemieszczenia elementów konstrukcyjnych, a nawet anomalie wegetacji w otoczeniu infrastruktury. Dane pozyskane z powietrza można bezpośrednio integrować z systemami **GIS**, platformami zarządzania majątkiem sieciowym (EAM/CMMS) oraz z narzędziami analityki predykcyjnej opartymi na **AI** i **machine** learning. Dzięki temu każde krytyczne zdarzenie – od poluzowanego łącznika po mikropęknięcie izolatora – może trafić do jednolitego środowiska danych, które wspiera proces planowania remontów i inwestycji.
W sektorze wysokich i najwyższych napięć kluczowym aspektem jest bezpieczeństwo. Drony ograniczają konieczność pracy na wysokościach, minimalizując ryzyko wypadków śmiertelnych i ciężkich urazów. Operatorzy, zamiast wspinać się na słupy czy wchodzić w strefę pola elektromagnetycznego, obsługują misje z bezpiecznej odległości, często z mobilnych centrów operacyjnych. Jednocześnie możliwość wykonywania lotów w trybie automatycznym, po zdefiniowanych trasach, gwarantuje powtarzalność danych oraz umożliwia śledzenie trendów degradacyjnych poszczególnych elementów infrastruktury na przestrzeni lat.
Inwentaryzacja majątku sieciowego, która jeszcze niedawno wymagała udziału licznych ekip terenowych, dziś może być realizowana poprzez regularne przeloty dronów wzdłuż linii i nad obiektami. Połączenie ortofotomap, chmur punktów z **LiDAR**, modeli 3D i danych atrybutowych pozwala nie tylko zweryfikować aktualny stan infrastruktury, ale również zlokalizować nielegalne przyłącza, kolizje z innymi sieciami, zagrożenia wynikające z działalności człowieka (np. zabudowa w strefie ochronnej linii) czy przyspieszoną erozję terenów w pobliżu słupów. Taka szczegółowa dokumentacja staje się de facto cyfrową kopią infrastruktury – fundamentem dla koncepcji cyfrowego bliźniaka.
W diagnostyce linii przesyłowych i dystrybucyjnych drony umożliwiają detekcję wielu zjawisk, których nie sposób zauważyć z poziomu gruntu. Przykładem są drobne pęknięcia izolatorów kompozytowych, miejscowe przegrzania połączeń, luźne obejmy, przetarcia przewodów czy uszkodzenia osprzętu odgromowego. Kamery termowizyjne pozwalają wykrywać nadmierne nagrzewanie się elementów, wskazujące na podwyższony opór elektryczny lub nieprawidłowy kontakt. Z kolei analityka obrazu – szczególnie w połączeniu z algorytmami uczenia maszynowego – umożliwia automatyczne klasyfikowanie uszkodzeń i priorytetyzację działań serwisowych.
Nie mniej istotna jest kwestia monitoringu otoczenia infrastruktury. Drony, latając wzdłuż linii, mogą dokumentować przyrost biomasy drzew oraz krzewów, identyfikując miejsca, w których gałęzie zbliżają się do przewodów poniżej bezpiecznej odległości. Dzięki temu możliwe jest lepsze planowanie wycinek i pielęgnacji zieleni, co bezpośrednio przekłada się na ograniczenie liczby awarii spowodowanych przez kontakt roślinności z linią. Dodatkowo analiza ukształtowania terenu na podstawie danych **LiDAR** ułatwia identyfikację obszarów podatnych na osuwiska czy podmycia, mogących zagrozić stabilności fundamentów słupów.
Technologie skanowania z użyciem dronów w energetyce
Kluczową przewagą dronów nad tradycyjnymi metodami inspekcji jest możliwość integracji wielu typów sensorów w ramach jednej platformy latającej. Zastosowany zestaw urządzeń pomiarowych zależy od rodzaju infrastruktury, wymagań regulacyjnych, oczekiwanej dokładności oraz budżetu inwestora. Najczęściej wykorzystuje się kamery RGB, kamery termowizyjne, skanery **LiDAR**, kamery multispektralne oraz różnego rodzaju czujniki pozycjonujące. W ostatnich latach silnie rozwija się także oprogramowanie do przetwarzania danych, które zamienia surowe pomiary w użyteczne produkty: ortofotomapy, chmury punktów, modele 3D czy raporty inspekcyjne.
Kamery RGB o wysokiej rozdzielczości to podstawowe narzędzie wizualnej dokumentacji stanu infrastruktury. Umożliwiają wykrywanie uszkodzeń mechanicznych, śladów korozji, odkształceń konstrukcji, zanieczyszczeń izolatorów, rozszczelnień czy nietypowych naleciałości. Przy odpowiednio zaplanowanej misji lotniczej możliwe jest uzyskanie zdjęć o dużym pokryciu oraz niewielkiej rozdzielczości przestrzennej, co pozwala na dokładną analizę nawet drobnych elementów. W połączeniu z fotogrametrycznym przetwarzaniem danych powstają ortofotomapy oraz modele 3D, które mogą być bezpośrednio zasilane do systemów GIS operatora sieci.
Kamery termowizyjne są obecnie jednym z najważniejszych narzędzi w diagnostyce obiektów energetycznych. Rejestrując rozkład temperatur na powierzchni elementów sieci, umożliwiają wykrycie przegrzań świadczących o nieprawidłowym przepływie prądu, słabych połączeniach, niejednorodności materiałowej lub przeciążeniu. Analiza termiczna jest szczególnie cenna w przypadku stacji transformatorowych, rozdzielni oraz złącz kablowych, gdzie lokalne anomalie termiczne mogą zapowiadać przyszłe awarie. Drony pozwalają na pozyskiwanie takich danych bez konieczności wyłączania urządzeń spod napięcia, ograniczając ryzyko dla operatorów i skracając czas inspekcji.
Skanery **LiDAR** stanowią podstawę precyzyjnego modelowania przestrzennego infrastruktury i jej otoczenia. Emitując impulsy laserowe i rejestrując ich powroty, generują chmurę punktów o wysokiej gęstości, z której można odtworzyć geometrię przewodów, słupów, fundamentów oraz terenu. **LiDAR** montowany na dronie umożliwia szybkie pozyskanie danych wzdłuż długich odcinków linii, również w terenach trudno dostępnych. Na podstawie takiej chmury punktów oblicza się pionowe i poziome odległości przewodów od przeszkód, analizuje ugięcia linii, a także modeluje wpływ temperatury i obciążenia prądowego na przewidywaną geometrię przewodu. To niezbędne informacje do oceny zgodności z normami bezpieczeństwa oraz do planowania modernizacji.
Kamery multispektralne, choć częściej kojarzone z rolnictwem precyzyjnym, znajdują zastosowanie również w energetyce. Pozwalają na ocenę stanu roślinności w pobliżu linii, wykrywanie stresu wodnego, chorób oraz obszarów o zwiększonym ryzyku pożarowym. Dla operatorów sieci przesyłowych ma to znaczenie w kontekście monitoringu pasów wycinki, ochrony przeciwpożarowej oraz identyfikacji miejsc wymagających intensywniejszej pielęgnacji zieleni. W regionach narażonych na susze i gwałtowne zjawiska pogodowe taka informacja może stanowić element systemu wczesnego ostrzegania przed przerwami w dostawach energii spowodowanymi pożarami lasów.
Precyzyjne pozycjonowanie dronów, oparte na systemach GNSS z korekcją RTK lub PPK, poprawia dokładność georeferencji danych. Dzięki temu operatorzy otrzymują produkty pomiarowe, które mogą być wiarygodnie integrowane z istniejącymi mapami, planami geodezyjnymi i dokumentacją projektową. Zastosowanie technologii RTK pozwala osiągać dokładności na poziomie kilku centymetrów, co otwiera drogę do wykorzystania danych z dronów w procesach projektowych, np. przy planowaniu przebiegów nowych linii, modernizacjach istniejących tras czy optymalizacji posadowienia stacji transformatorowych.
Równie istotne jak sprzęt są algorytmy przetwarzania danych. Oprogramowanie fotogrametryczne i systemy analizy **big** data coraz częściej wykorzystują techniki głębokiego uczenia do automatycznej klasyfikacji obiektów oraz wykrywania defektów. Na podstawie tysięcy zdjęć linii, izolatorów, przekładników czy konstrukcji słupów budowane są modele, które potrafią samodzielnie rozpoznać nieprawidłowości, oznaczyć je na mapie i wygenerować listę zadań serwisowych. Integracja takich systemów z platformami zarządzania majątkiem pozwala operatorom skrócić czas od wykrycia zagrożenia do jego usunięcia i zarządzać priorytetami napraw w oparciu o realne ryzyko dla bezpieczeństwa dostaw energii.
W przypadku farm wiatrowych i instalacji fotowoltaicznych drony stają się podstawowym narzędziem inspekcji. Dla turbin wiatrowych wykonywane są misje fotograficzne i termiczne obejmujące łopaty wirników, gondole, wieże oraz fundamenty. Analiza obrazów pozwala wykryć delaminacje, erozję krawędzi natarcia, uszkodzenia powłoki malarskiej, nieszczelności oraz defekty strukturalne. W farmach PV loty termowizyjne umożliwiają identyfikację hot-spotów, uszkodzonych modułów, problemów z połączeniami oraz nierównomiernej pracy stringów. Systemy analityczne zasilane takimi danymi pozwalają zwiększyć produkcję energii i zoptymalizować harmonogramy serwisowe, a także ograniczyć liczbę wyjazdów ekip technicznych.
Organizacja monitoringu, regulacje i integracja z systemami energetycznymi
Wdrożenie skanowania i monitoringu z użyciem dronów w przedsiębiorstwie energetycznym to nie tylko kwestia zakupu sprzętu. Kluczowe jest zbudowanie kompletnego łańcucha wartości – od planowania misji, przez operacje lotnicze, aż po przetwarzanie danych i ich włączenie w procesy decyzyjne. Oznacza to konieczność uwzględnienia regulacji prawnych, bezpieczeństwa lotów, standardów jakości danych, ochrony informacji oraz integracji z dotychczas funkcjonującymi systemami informatycznymi.
Organizacja monitoringu zwykle rozpoczyna się od analizy potrzeb biznesowych: jakie elementy infrastruktury wymagają najczęstszych inspekcji, jakie są kluczowe wskaźniki ryzyka, w jakich interwałach czasowych należy wykonywać przeloty. Na bazie tych wymagań tworzy się harmonogram misji lotniczych, dostosowany do sezonowości, warunków pogodowych oraz dostępności personelu. Wiele przedsiębiorstw decyduje się na model mieszany – część operacji realizują własne zespoły, a zadania wymagające specjalistycznego sprzętu (np. zaawansowany **LiDAR**) zlecane są wyspecjalizowanym operatorom zewnętrznym.
Kwestie regulacyjne stanowią ważny element wdrażania technologii dronowych. Przepisy lotnicze określają m.in. zasady wykonywania lotów poza zasięgiem wzroku (BVLOS), minimalne odległości od obszarów zabudowanych, wymagane uprawnienia operatorów, a także konieczność uzyskiwania zezwoleń na loty w przestrzeni kontrolowanej. Dla przedsiębiorstw energetycznych szczególnie istotne jest uzyskanie możliwości wykonywania regularnych lotów BVLOS wzdłuż linii przesyłowych, co wymaga spełnienia rygorystycznych wymogów bezpieczeństwa, wdrożenia procedur awaryjnych i często współpracy z instytucjami zarządzającymi przestrzenią powietrzną.
Bezpieczeństwo operacji lotniczych to nie tylko zgodność z przepisami, ale także praktyczna organizacja pracy. Obejmuje ona szkolenia operatorów, procedury przedstartowe i po zakończeniu lotu, regularne przeglądy techniczne dronów, systemy unikania kolizji oraz monitorowanie warunków pogodowych. W przypadku infrastruktury energetycznej konieczne jest także uwzględnienie specyficznych zagrożeń, takich jak silne pola elektromagnetyczne w pobliżu linii wysokiego napięcia, turbulencje w sąsiedztwie turbin wiatrowych czy zakłócenia sygnału GPS w gęstej zabudowie.
Kolejnym krokiem jest standaryzacja jakości danych. Aby informacje pozyskane z dronów mogły stanowić podstawę decyzji inwestycyjnych i eksploatacyjnych, muszą być spójne, powtarzalne i odpowiednio opisane metadanymi. Oznacza to konieczność zdefiniowania parametrów lotu (wysokość, prędkość, trasy), ustawień sensorów (rozdzielczość, czułość termiczna, częstotliwość próbkowania) oraz formatów wyjściowych. Standaryzacja umożliwia budowę długoterminowych serii pomiarowych, które później można analizować w celu identyfikacji trendów degradacyjnych i optymalizacji strategii utrzymania ruchu.
Integracja z systemami energetycznymi stanowi obszar o ogromnym znaczeniu praktycznym. Dane z dronów trafiają do systemów GIS, baz danych majątku sieciowego, platform analitycznych oraz narzędzi raportowych. Na ich podstawie generowane są mapy ryzyka, listy zadań serwisowych, modele predykcyjne awarii czy scenariusze modernizacji. W zaawansowanych wdrożeniach możliwe jest powiązanie wyników inspekcji z historią awarii, danymi SCADA oraz parametrami obciążenia sieci, co pozwala na stworzenie pełnego obrazu kondycji infrastruktury – zarówno z perspektywy technicznej, jak i operacyjnej.
Ważnym kierunkiem rozwoju jest budowa cyfrowych bliźniaków (digital twins) obiektów energetycznych. W takim ujęciu dane z dronów stanowią jedno z głównych źródeł informacji o geometrii, stanie technicznym i otoczeniu obiektu. Bliźniak cyfrowy transformatora, stacji, farmy wiatrowej czy całej linii przesyłowej może być zasilany zarówno aktualnymi pomiarami z powietrza, jak i danymi z czujników IoT, systemów sterowania oraz z historii serwisowej. Pozwala to symulować różne scenariusze eksploatacyjne, przewidywać punktowe awarie, a także optymalizować planowane wyłączenia i przestoje.
Organizacja pracy z wykorzystaniem dronów obejmuje również aspekty zarządzania personelem. Rosnące zapotrzebowanie na operatorów dronów wyspecjalizowanych w sektorze energetycznym powoduje, że coraz więcej firm inwestuje we własne programy szkoleniowe. Operator musi łączyć kompetencje pilota bezzałogowego statku powietrznego z wiedzą z zakresu elektroenergetyki, aby prawidłowo interpretować obserwowane zjawiska i odpowiednio reagować na zmieniające się warunki w terenie. Coraz popularniejszym modelem staje się także praca w duetach: operator drona i specjalista ds. analizy danych, którzy wspólnie odpowiadają za pełny cykl monitoringu.
Należy również uwzględnić kwestie ochrony danych i prywatności. Loty nad terenami zamieszkałymi, w pobliżu zakładów przemysłowych czy infrastruktury krytycznej wymagają szczególnej ostrożności. Przedsiębiorstwa energetyczne wprowadzają polityki ograniczające rejestrowanie obszarów niezwiązanych bezpośrednio z infrastrukturą, stosują anonimizację materiałów oraz zabezpieczenia kryptograficzne w transmisji i przechowywaniu danych. Dla wielu z nich istotne jest również utrzymanie zgodności z przepisami dotyczącymi ochrony infrastruktury krytycznej, które nierzadko nakładają dodatkowe wymagania na sposób gromadzenia i udostępniania informacji.
Coraz wyraźniej zarysowuje się także trend automatyzacji całego łańcucha działań. Platformy dokujące dla dronów, zautomatyzowane systemy ładowania baterii oraz oprogramowanie zarządzające flotą umożliwiają uruchamianie misji inspekcyjnych niemal bez udziału człowieka. W modelu tym dron startuje z wyznaczonej stacji, wykonuje zaprogramowaną trasę wzdłuż linii, przesyła dane w czasie rzeczywistym do centrum danych, a następnie automatycznie ląduje i rozpoczyna ładowanie. Taki sposób organizacji monitoringu wpisuje się w koncepcję infrastruktury energetycznej jako systemu stale nadzorowanego przez sieć autonomicznych sensorów, w której drony pełnią rolę mobilnych węzłów pozyskujących dane.
Rozwój technologii skanowania i monitoringu z użyciem dronów w energetyce będzie w najbliższych latach przyspieszał wraz z rosnącą potrzebą niezawodności dostaw energii, integracją odnawialnych źródeł oraz postępującą cyfryzacją przedsiębiorstw. Drony staną się integralną częścią systemów zarządzania majątkiem i ryzykiem, współpracując z sensorami naziemnymi, satelitami oraz zaawansowaną analityką predykcyjną. Tam, gdzie dzisiaj dominuje jeszcze model inspekcji okresowej, coraz częściej pojawiać się będzie podejście ciągłego monitoringu, opartego na strumieniach danych aktualizujących obraz stanu infrastruktury niemal w czasie rzeczywistym. W rezultacie przedsiębiorstwa energetyczne zyskają nie tylko narzędzie do obniżania kosztów, lecz przede wszystkim do budowy bardziej odpornego, elastycznego i bezpiecznego systemu zasilania.
