UPORABA BREZPILOTNIH ZRAKOPLOVOV V ENERGETIKI · 2018. 9. 30. · sistem za upravljanje nalog [1]. Konstrukcijsko ogrodje dronov je ponavadi iz plastike ali karbonskih vlaken. V praksi

I

UPORABA BREZPILOTNIH ZRAKOPLOVOV V

ENERGETIKI

Magistrsko delo

Študent: Boštjan Podgoršek

Študijski program: Magistrski študijski program 2. stopnje Energetika

Mentor: red. prof. dr. Jurij Avsec

Somentorja: Metod Ivančič, univ.dipl. inţ. stroj. in Urška Novosel, mag.inţ.

energ.

Lektorica: Stanka Koren, mag. prof. slov.

Krško, september 2018

II

III

ZAHVALA

Iskreno se zahvaljujem mentorju red. prof. dr. Juriju Avscu in somentorjema, univ. dipl.

inž. stroj. Metodu Ivančiču in Urški Novosel, mag. energetike, za pomoč in vodenje pri

opravljanju magistrske naloge.

Posebej se zahvaljujem gospodu Metodu Ivančiču za pomoč in koristne nasvete pri izdelavi

magistrske naloge.

Zahvaljujem se tudi svojima staršema, ki sta mi omogočila študij in me podpirala med

študijem. Prav tako se zahvaljujem svojemu dekletu Ani, ki mi je stala ob strani ter me

spodbujala pri izdelavi magistrske naloge.

IV

UPORABA BREZPILOTNIH ZRAKOPLOVOV V ENERGETIKI

Ključne besede: brezpilotni zrakoplov, termovizija, termovizijska kamera, slovenska

zakonodaja

UDK: 623.746.2-519:620.9(043.2)

Povzetek

Cilj magistrskega dela je narediti termovizijske posnetke stavb s pomočjo brezpilotnega

zrakoplova in posneti fotografije starejše hiše s termovizijsko kamero. Predstavili bomo

teorijo o brezpilotnih zrakoplovih (dronih) in slovensko zakonodajo o uporabi brezpilotnih

zrakoplovov. Pridobljene fotografije, posnete z dronom, bomo ustrezno obdelali s

programom FLIR Tools in prikazali napake na objektih, ki jih odkrivamo z brezpilotnimi

zrakoplovi. Na starejši zgradbi bomo s pomočjo posnetkov termovizijske kamere prikazali

mesta, kjer se pojavljajo toplotne izgube, in možnosti, kako odpraviti nastale napake.

V

THE USE OF DRONES IN ENERGY TECHNOLOGY

Key words: drone, thermovision, thermovision camera, Slovenian legislation

UDK: 623.746.2-519:620.9(043.2)

Abstract

The aim of the master thesis is to make thermovision recordings and further analysis of

buildings with help of an drone and take a photo of an older house with thermovision

camera. We will present the review of drone application in energy technology and

Slovenian legislation on the use of drones. Photos taken with drone will be processed with

FLIR tools program and we will display errors on object which was detected with drone.

By obtaining images of an older house using thermovision camera, we will show the places

on the building where thermal losses occur and the possibility of how to repair the errors

that have occurred.

VI

KAZALO VSEBINE

1 UVOD ............................................................................................................................................... 1

2 BREZPILOTNI ZRAKOPLOV ....................................................................................................... 3

2.1 SESTAVA BREZPILOTNEGA ZRAKOPLOVA........................................................................... 4

2.2 KVADROKOPTER DJI PHANTOM 4 .......................................................................................... 6

3 SLOVENSKA ZAKONODAJA O UPORABI BREZPILOTNIH ZRAKOPLOVOV.................... 7

3.1 RAZDELITEV TER OBMOČJA UPORABE BREZPILOTNIH ZRAKOPLOVOV ........................ 7

3.2 IDENTIFIKACIJA BREZPILOTNEGA ZRAKOPLOVA .............................................................. 8

3.3 NALOGE UPRAVLJAVCA .......................................................................................................... 9

3.4 IZVAJANJE LETALSKIH DEJAVNOSTI .................................................................................... 9

3.4.1 Naloge operaterja ............................................................................................................... 10

3.4.2 Operativni priročnik in izjava operaterja ............................................................................ 11

3.4.3 Obvezna dokumentacija pri izvajanju letalskih dejavnosti .................................................... 12

3.5 LETENJE Z UPORABO SISTEMA ZA PRIKAZ POGLEDA IZ DRONA .................................... 13

3.6 PREKRŠKI ................................................................................................................................. 13

3.6.1 Prekršek v zvezi z zavarovanjem in identifikacijo ................................................................. 13

3.6.2 Prekršek povezan s pravili letenja ....................................................................................... 14

3.6.3 Prekršek v zvezi z obvezno dokumentacijo .......................................................................... 14

4 EVROPSKA ZAKONODAJA O UPORABI BREZPILOTNIH ZRAKOPLOVOV .................... 15

4.1 ODPRTA KATEGORIJA ............................................................................................................ 15

4.2 POSEBNA KATEGORIJA .......................................................................................................... 16

4.3 CERTIFICIRANA KATEGORIJA .............................................................................................. 16

4.4 EVROPSKA ZAKONODAJA V DOLOČENIH DRŢAVAH EVROPSKE UNIJE ........................ 17

4.4.1 Avstrija ............................................................................................................................... 17

4.4.2 Francija ............................................................................................................................. 18

4.4.3 Nemčija .............................................................................................................................. 19

4.4.4 Velika Britanija ................................................................................................................. 19

5 UPORABA BREZPILOTNIH ZRAKOPLOVOV V KMETIJSTVU ........................................... 21

6 UPORABA BREZPILOTNIH ZRAKOPLOVOV V ENERGETIKI ........................................... 23

6.1 VETRNE ELEKTRARNE ........................................................................................................... 23

6.2 FOTOVOLTAIČNE ELEKTRARNE........................................................................................... 24

6.3 DALJNOVODI............................................................................................................................ 25

VII

7 TERMOVIZIJSKA KAMERA ...................................................................................................... 28

7.1 DELOVANJE TERMOVIZIJSKE KAMERE ............................................................................... 28

7.2 UPORABA TERMOVIZIJSKE KAMERE PRI PREGLEDU STAVB .......................................... 30

7.2.1 Izolacija podstrešja ............................................................................................................. 31

7.2.2 Tesnost vrat ........................................................................................................................ 32

7.2.3 Toplotni mostovi ................................................................................................................. 32

7.2.4 Poškodbe objektov zaradi vlage .......................................................................................... 33

7.2.5 Napake v izolaciji zgradbe in slaba zatesnjenost oken.......................................................... 33

7.2.6 Najprimernejši čas za pregled stavb s termovizijsko kamero ................................................ 35

8 PRAKTIČNI DEL NALOGE......................................................................................................... 36

8.1 POSNETKI ZGRADB Z BREZPILOTNIM ZRAKOPLOVOM .................................................... 36

8.1.1 Multikopter Sky Hero Spyder X8 ......................................................................................... 36

8.1.2 Multikopter PHANTOM 2 ................................................................................................... 37

8.1.3 Termovizijski posnetki stavb ................................................................................................ 38

8.2 POSNETKI ZGRADBE S TERMOVIZIJSKO KAMERO FLIR T335 .......................................... 42

8.2.1 Termovizijska kamera FLIR T335 ....................................................................................... 43

8.2.2 Termovizijski posnetki hiše .................................................................................................. 43

9 SKLEP ............................................................................................................................................ 48

VIRI IN LITERATURA.......................................................................................................................... 49

PRILOGE ................................................................................................................................................ 52

PRILOGA A: SOGLASJE ZA UPORABO TERMOVIZIJSKIH SLIK ................................................... 52

PRILOGA B: IZJAVA O AVTORSTVU IN ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE OBLIKE

ZAKLJUČNEGA DELA ....................................................................................................................... 53

VIII

KAZALO SLIK

Slika 2.1: Sestava kvadrokopterja [2] .................................................................................4

Slika 2.2: Kvadrokopter DJI Phantom 4 [4] ........................................................................6

Slika 5.1: Uporaba drona za škropljenje kmetijskih zemljišč [12] ..................................... 21

Slika 6.1: Slika poškodovane lopatice posneta s pomočjo drona [13] ................................ 24

Slika 6.2: Posnetek fotonapetostnih modulov s toplotno kamero s pomočjo drona [18] .... 25

Slika 6.3: Posnetek daljnovoda z uporabo drona [19] ....................................................... 27

Slika 7.1: Termovizijska kamera FLIR T335 .................................................................... 29

Slika 7.2: Delovanje termovizijske kamere [20] ............................................................... 30

Slika 7.3: Toplotne izgube na strehi prekriti s snegom [20] .............................................. 31

Slika 7.4: Primer slabega tesnjenja vrat [20] ..................................................................... 32

Slika 7.5: Toplotni most med steno in stropom [20] ......................................................... 32

Slika 7.6: Primer zadrţevanja vlage v kotu prostora [20] .................................................. 33

Slika 7.7: Manjkajoči del izolacije na stavbi [20] ............................................................. 34

Slika 7.8: Slaba zatesnjenost oken [20]............................................................................. 34

Slika 7.9: Slaba zatesnjenost steklene strehe [20] ............................................................. 34

Slika 7.10: Slaba zatesnjenost strešnega okna [20] ........................................................... 35

Slika 7.11: Slaba izolacija na delu stene [20] .................................................................... 35

Slika 8.1: Multikopter Sky Hero Spyder X8 ..................................................................... 37

Slika 8.2: Multikopter PHANTOM 2 ............................................................................... 38

Slika 8.3: Posnetek narejen z multikopterjem Sky Hero Spyder X8 .................................. 39

Slika 8.4: Termovizijska slika po končani obdelavi s programom FLIR Tools .................. 40

Slika 8.5: Posnetek hiše iz zraka....................................................................................... 40

Slika 8.6: Posnetek hiše in pomoţnega objekta ................................................................. 41

Slika 8.7: Posnetek narave iz zraka .................................................................................. 41

Slika 8.8: Sonce z oddano toploto segreva strešno kritino ................................................. 42

Slika 8.9: Uporabljena termovizijska kamera FLIR T335 ................................................. 43

Slika 8.10: Hiša, katero smo posneli s termovizijsko kamero ............................................ 44

Slika 8.11: Slabo tesnjenje okna ....................................................................................... 44

Slika 8.12: Uhajanje toplote skozi okno v okolico ............................................................ 45

Slika 8.13: Slabo tesnjenje garaţnih vrat in nadokenskih škatel za rolete .......................... 45

IX

Slika 8.14: Del strehe prekrit s snegom ............................................................................ 46

Slika 8.15: Pogled na hišo iz sprednje strani ..................................................................... 46

Slika 8.16: Vpliv sonca na termovizijski posnetek hiše..................................................... 47

X

KAZALO TABEL

Tabela 3.1: Kategorija izvajanja letalskih dejavnosti. ....................................................... 10

XI

UPORABLJENI SIMBOLI

Kg - Kilogram

°C - stopinja Celzija

mAh - miliamper ura

XII

UPORABLJENE KRATICE

GNSS - Global Navigation Satellite System

GPS - Global Positioning System

FLIR - Forward Looking Infrared

EASA - European Aviation Safety Agency

LiDAR - Light Detection and Ranging

LiPo - Litij-Polimer

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko

1

1 UVOD

Uporaba brezpilotnih zrakoplovov ali drugače rečeno dronov postaja vse bolj priljubljena

in razširjena. Droni se v današnjem času uporabljajo v številne namene, trenutno pa je

najbolj razširjena uporaba v rekreaciji ali športu. Danes si lahko ţe vsak posameznik

privošči brezpilotni zrakoplov, ki ima vgrajeno tudi kamero. Ker število dronov na nebu

narašča, pa je potrebno uvesti zakonodajo, ki bo predstavljala določena pravila. Evropska

unija še nima skupnega zakona, ki bi veljal za vse članice, zato mora vsaka drţava posebej

predpisati pravila in pogoje za uporabo dronov. Zelo pomembno je, da se sprejme takšna

zakonodaja, ki bo varovala človekove pravice in dopuščala nemoten razvoj tega področja.

Kadar so brezpilotna letala opremljena s fotoaparatom ali kamero, lahko hitro poseţemo v

pravico do zasebnosti posameznika, zato mora zakonodaja varovati človekove pravice,

hkrati pa mora biti zagotovljena tudi varnost, saj si ne ţelimo, da v primeru padca drona

poškodujemo ljudi ali tujo lastnino.

S hitrim razvojem in njihovo vsestransko uporabnostjo so se droni začeli uporabljati tudi v

energetiki, gradbeništvu in kmetijstvu. Droni, opremljeni z ustreznimi kamerami in

opremo, omogočajo preglede na teţko dostopnih mestih in človeku varno pregledovanje

brez ogroţanja ţivljenja. Z droni se najpogosteje pregledujejo daljnovodi visokih napetosti

in napake na zgradbah, vendar so njihovo uporabnost ţe začeli uporabljati za preglede

sončnih in vetrnih elektrarn. Tudi v kmetijstvu se uporaba dronov močno povečuje, saj

lahko kmetu močno zmanjšajo čas za pregled obdelovalnih površin. Kmalu lahko

pričakujemo, da se bo uporabnost dronov za področje energetike močno povečala in si dela

brez njihove pomoči ne bomo znali predstavljati.

Cilj magistrskega dela je pridobitev termovizijskih fotografij stavb s pomočjo

brezpilotnega zrakoplova, ki je bil opremljen s termovizijsko kamero, in termovizijske

posnetke starejše hiše. Primeri pridobitve posameznih posnetkov s pomočjo brezpilotnega

zrakoplova so podrobneje opisani v magistrskem delu. Fotografije, pridobljene z dronom,


2

opremljenim s termovizijsko kamero, smo posneli v zimskem času, ko so zunanje

temperature niţje, saj smo ţeleli pridobiti čim boljše posnetke. Pridobljene posnetke smo

obdelali s programom FLIR Tools ter jih prikazali v zaključku naloge. Termovizijske

posnetke starejše hiše smo prav tako opravili pri niţjih temperaturah, saj je to

najprimernejši čas za termovizijski pregled zgradbe.


3

2 BREZPILOTNI ZRAKOPLOV

Brezpilotni zrakoplov oz. dron je daljinsko vodena naprava, katero upravlja upravljavec s

pomočjo daljinskega upravljalnika. Brezpilotni zrakoplov je sestavljen iz več sistemov, ki

morajo za varno letenje dobro obratovati. V grobem lahko rečemo, da dron sestavljajo trije

podsistemi:

konstrukcijsko ogrodje,

sistem delovanja in upravljanja,

sistem za upravljanje nalog [1].

Konstrukcijsko ogrodje dronov je ponavadi iz plastike ali karbonskih vlaken. V praksi

najpogosteje delujejo po načinu letalskih kril ali rotorjev. Konstrukcijsko ogrodje nam

omogoča, da lahko na dron pritrdimo različne nosilce, npr. za kamero [2].

Sistem delovanja in upravljanja dronov je lahko daljinsko voden, kar pomeni, da ga

upravlja človek preko radijskih valov. Lahko pa je tudi avtonomno, kjer imajo droni

vgrajene različne elemente umetne inteligence ter na ta način sami določajo svoj poloţaj in

opravljajo naloge brez pomoči človeka. Sistem za upravljanje nalog se deli na:

oboroţitvene sisteme,

sisteme za prenos in transport (za dostavo paketov, zdravil),

sisteme za nadzor in zajem podatkov (sem uvrščamo fotografiranje, video

snemanje, toplotne kamere, laserske skenerje, naprave za opazovanje) [1].

Današnje drone sestavljajo zračno plovilo z avtopilotom in senzorji visoke ločljivosti za

zajem podatkov ter zemeljska postaja, s katero načrtujemo in kontroliramo let. Zemeljska

postaja sluţi tudi za pridobivanje in obdelavo podatkov, katere pridobimo s pomočjo

dronov. V sestavo spada tudi brezţični sistem, ki sluţi za izmenjavo podatkov med dronom

in zemeljsko postajo, ter sistem, ki koordinira vzletne in pristajalne naprave. Ker so droni

aerodinamično nestabilni, vsebujejo tudi kontrolor letenja za stabilno letenje [3].


4

GNSS (Global Navigation Satellite System) skrbi za navigiranje drona. To je globalni

navigacijski sistem, ki s pomočjo satelitov omogoča določitev poloţaja dronov. Osnovna

senzorja za pogled iz zraka sta videokamera in infrardeča kamera. Videokamera nam

omogoča dnevno opazovanje, medtem ko infrardečo kamero uporabljamo za nočno

opazovanje [3].

2.1 SESTAVA BREZPILOTNEGA ZRAKOPLOVA

Drone lahko poimenujemo tudi multikopterji (slika 2.1). Multikopter je tip drona, ki ima

lahko štiri, osem ali več motorjev za pogon propelerjev. Danes se za civilne namene

najpogosteje uporablja kvadrokopter, ki ima štiri motorje. Za kvadrokopterje je značilno,

da se po dva propelerja vrtita v isto smer, saj ima tako upravljavec nadzor nad smerjo leta

in nagibom drona [2].

Slika 2.1: Sestava kvadrokopterja [2]


5

Dron je običajno sestavljen iz standardnega propelerja, potisnega propelerja, brezkrtačnih

motorjev, pristajalnega orodja, avtopilota in GPS modula.

Standardna propelerja se nahajata na prednji strani drona. Propelerji so narejeni iz plastike,

v kolikor pa denar ni ovira, se lahko kupijo tudi iz karbonskih vlaken. Potisna propelerja

najdemo na zadnji strani drona, kateremu omogočata gibanje naprej in nazaj. Motorji

igrajo ključno vlogo v procesu letenja po zraku. Kvadrokopter ima štiri brezkrtačne

električne motorje. Za kvadrokopterje je značilno, da se dva diagonalna motorja vrtita v

smeri urinega kazalca, druga dva motorja pa se vrtita v nasprotno smer. Kadar ţelimo

kvadrokopter premakniti v desno smer, moramo pospešiti motorja na levi strani, hkrati pa

upočasniti motorja na desni strani. V kolikor ţelimo dron premakniti naprej, pospešimo

hrbtne motorje in zmanjšamo delovanje prednjih. Za dvigovanje ali spuščanje drona se

poveča ali zmanjša hitrost vseh štirih motorjev hkrati, kar poveča ali zmanjša vzgon

[2],[3].

Tako kot vsako zračno plovilo imajo tudi kvadrokopterji pristajalno orodje, ki sluţi za

varen pristanek drona. V kolikor je pristajalno orodje poškodovano, obstaja nevarnost, da

pri pristanku poškodujemo kamero [2].

Elektronski nadzor hitrosti je pomemben za nadzor hitrosti, s katero leti dron. V zgornjem

delu drona se nahajajo komponente, kot so sprejemnik, senzorji, baterija za učinkovito

delovanje in antena za prenos informacij. Oddajnik in sprejemnik sta namenjena prenosu in

sprejemu podatkov za laţje komuniciranje med dronom in kontrolno postajo. GPS modul

je ena izmed pomembnih komponent, saj sluţi za ugotavljanje geografske širine, dolţine in

nadmorske višine. Baterije so na voljo v različnih izvedbah, kvaliteta pa se spreminja s

ceno. Trenutno predstavljajo najboljšo kombinacijo moči, gostote energij in ţivljenjske

dobe litij-polimerske (LiPo) baterije [2].

Večina dronov je opremljenih tudi s kamero, s katero ţelimo ustvariti dobre fotografije ali

videoposnetke. Najpogosteje se dron uporablja v kombinaciji z GoPro ali drugo

visokokakovostno kamero z vgrajenim pomnilnikom.


6

2.2 KVADROKOPTER DJI PHANTOM 4

Kvadrokopter DJI Phanton 4 spada med boljše amaterske modele, saj uporabniku omogoča

širok nabor aplikacij. Takšen dron se uporablja za rekreativne namene, njegova cena pa

znaša okoli 1700 evrov. Litij-polimerska baterija uporabniku omogoča čas letenja do 28

minut, čas polnjenja takšne baterije pa znaša eno uro. Teţa takšnega drona je 1380 gramov

in je opremljen z GPS funkcijo ter kamero. Kamera je visokokakovostna, njena ločljivost

je 12 mega pikslov, v eni sekundi pa lahko naredi do 25 slik [4]. Slika 2.2 prikazuje opisani

kvadrokopter.

Slika 2.2: Kvadrokopter DJI Phantom 4 [4]


7

3 SLOVENSKA ZAKONODAJA O UPORABI BREZPILOTNIH

ZRAKOPLOVOV

Javna agencija za civilno letalstvo Republike Slovenije je 28. julija 2016 sprejela uredbo o

varnosti glede uporabe brezpilotnih zrakoplovov. Uredba določa splošne tehnične in

operativne pogoje za varno uporabo dronov ter pogoje za osebe, ki upravljajo brezpilotne

zrakoplove. Ta uredba velja za sisteme brezpilotnih zrakoplovov, ki ne presegajo mase 150

kilogramov. Za drone, namenjene uporabljanju v vojaške, policijske, carinske, reševalne in

gasilske dejavnosti, se ta uredba ne uporablja. V kolikor droni ne presegajo mase 500

gramov, se omogoči prosta uporaba le-teh, če z njimi ne izvajamo letalske dejavnosti. Izraz

letalska dejavnost pomeni uporabo dronov za upravljanje različnih nalog iz zraka, kot so:

snemanje iz zraka,

nadzor iz zraka,

letenje v znanstveno-raziskovalne namene,

letenje za televizijske in filmske potrebe,

letenje za potrebe posebnih dogodkov [5].

3.1 RAZDELITEV TER OBMOČJA UPORABE BREZPILOTNIH ZRAKOPLOVOV

Brezpilotne zrakoplove, s katerimi izvajamo letalske dejavnosti, delimo glede na

operativno maso oziroma vzletno teţo v tri razrede. Razred 5 vključuje drone, ki ne

presegajo mase 5 kilogramov, razred 25 vključuje drone z maso nad 5 kilogrami do

vključno 25 kilogramov. V razredu 150 pa so brezpilotni zrakoplovi z maso nad 25

kilogramov do 150 kilogramov [5].

Območja letenja so razdeljena v štiri razrede, ki so odvisni od gradnje, naseljenosti in

prisotnosti ljudi. Prvi razred vključuje področje brez objektov in ljudi, razen upravljavcev

in osebja, ki so potrebni za letenje. Drugi razred zajema področje, kjer so pomoţni objekti


8

ali objekti, ki niso namenjeni bivanju ljudi, ter kjer ni ljudi, razen upravljavcev in osebja,

ki je potrebno za letenje. V drugem razredu je dovoljen le občasni prehod sprehajalcev ali

kolesarjev, ki pa se ne smejo zadrţevati v območju letenja. Tretji razred obsega področje,

na katerem so objekti, namenjeni za stanovanje, poslovanje ali rekreacijo (stanovanjske

zgradbe, stanovanjske hiše, šole, pisarne športni objekti, parki), ali na katerem so objekti

nizke gradnje, kot npr. avtoceste. Zadnji, četrti razred zajema področje oţjih urbanih con,

kot so središča mest, naselij in krajev [5], [6].

3.2 IDENTIFIKACIJA BREZPILOTNEGA ZRAKOPLOVA

Uredba o sistemih brezpilotnih zrakoplovov zahteva tudi obvezno zavarovanje, kar

pomeni, da mora lastnik oziroma operater brezpilotnega zrakoplova skleniti zavarovanje za

sistem brezpilotnega zrakoplova v skladu s predpisom, ki ureja obvezna zavarovanja v

prometu.

Operater mora pridobiti tudi dovoljenje za uporabo radiofrekvenčnega spektra na podlagi

zakona, ki ureja elektronske komunikacije, in skladno s tehničnimi omejitvami, ki so

navedene v načrtu uporabe radijskih frekvenc. Tudi lastnik letalskega modela bo moral

pridobiti takšno dovoljenje. Letalski model je brezpilotni zrakoplov, namenjen rekreaciji in

športu.

Vsak brezpilotni zrakoplov mora vsebovati identifikacijo. Brezpilotnik, ki ne presega mase

5 kilogramov, mora biti opremljen z identifikacijsko nalepko. Tisti, ki presegajo maso

petih kilogramov, pa morajo imeti pritrjeno negorljivo identifikacijsko ploščico. Nalepka

in negorljiva ploščica vsebujeta identifikacijsko oznako brezpilotnega zrakoplova, ime in

priimek ter naslov in kontakt operaterja ali lastnika letalskega modela. Nalepka in ploščica

morata vsebovati še operativno maso brezpilotnega zrakoplova oziroma letalskega modela.

Obe morata biti ustrezne velikosti in trajno pritrjeni. V kolikor operater ali lastnik spremeni

zgoraj navedene podatke, mora zamenjati ploščico ali nalepko z ustreznimi novimi

podatki. Prav tako mora lastnik v primeru izgube ali poškodbe identifikacijske ploščice ali

nalepke slednji zamenjati [5], [6].


9

3.3 NALOGE UPRAVLJAVCA

Upravljavec oziroma pilot je oseba, ki upravlja z brezpilotnim zrakoplovom in se šteje kot

vodja zrakoplova. Vsak upravljavec mora zagotoviti, da izvaja let z brezpilotnim

zrakoplovom tako, da ne ogroţa ţivljenja, zdravja ali premoţenja ljudi v primeru izgube

nadzora nad sistemom brezpilotnega letalnika. Poskrbeti mora tudi, da ne ogroţa varnosti v

zračnem prometu.

Upravljavec mora zagotoviti, da let z dronom opravlja podnevi, v kolikor ţeli leteti ponoči,

pa potrebuje dovoljenje agencije za civilno letalstvo. Pred poletom mora zagotoviti, da

njegov dron pravilno deluje, ter preveriti, ali so vremenske razmere v območju letenja

primerne za let. Zagotoviti je potrebno, da je oprema na dronu pravilno pritrjena, da med

poletom ne more nič odpasti. Varna razdalja drona od ljudi, ţivali, objektov, vozil, drugih

dronov in daljnovodov mora biti med letom zagotovljena in ne sme biti manjša od 30

metrov. Če upravljavec leti z dronom v bliţini skupine ljudi, mora zagotoviti varno

razdaljo drona, ki je najmanj 150 metrov. Zelo pomembno je, da ima upravljavec svoj

brezpilotni zrakoplov v vidnem polju, oddaljenost med njima pa je lahko največ 500

metrov. Z dronom lahko leti do višine 150 metrov, če pa ţeli preseči to višino, potrebuje

predhodno dovoljenje agencije za civilno letalstvo. Z dovoljenjem agencije se lahko poviša

let do 300 metrov. Prepovedano je letenje znotraj kontroliranega zračnega območja. Z

dronom mora biti od letališča oddaljen vsaj 5 kilometrov. Upravljavec se mora zavedati, da

imajo zrakoplovi s posadko prednost pred brezpilotnimi zrakoplovi [5].

Posamezen upravljavec lahko upravlja zgolj en brezpilotni zrakoplov. Zelo pomembno je,

da je upravljavec dobro izurjen ter zna ustrezno ravnati v izrednih razmerah [5].

3.4 IZVAJANJE LETALSKIH DEJAVNOSTI

Kategorija izvajanja letalskih dejavnosti je odvisna s stopnjo tveganja, ki jo letenje

predstavlja za območje, v katerem letimo (tabela 3.1). Poznamo štiri kategorije za izvajanje


10

letalske dejavnosti, katere označimo z A, B, C, D. Kategorije so odvisne od teţe

brezpilotnega zrakoplova in območja, v katerem se leti.

Tabela 3.1: Kategorija izvajanja letalskih dejavnosti.

Masa zrakoplova

Razred I

(Kjer ni

objektov in

ljudi.)

Razred II

(Kjer so le

pomoţni

objekti.)

Razred III

(Kjer so objekti

namenjeni za

stanovanje,

poslovanje ali

rekreacijo.)

Razred IV

(Področje

oţjih urbanih

con.)

do 5 kg A A B C

od 5 kg do 25 kg A B C D

od 25 kg do 150 kg B C D D

Če ţeli operater izvajati letalski dejavnosti kategorije A in B, mora genciji oddati izjavo za

opravljanje letalske dejavnosti. Agencija nato izda potrdilo, s katerim lahko operater izvaja

letalske dejavnosti. Za izvajanje letalske dejavnosti kategorije C mora operater izdelati

operativni priročnik ter predloţiti izjavo. Agencija prav tako izda potrdilo, s katerim lahko

operater kasneje izvaja letalske dejavnosti. Pred začetkom izvedbe letalskih dejavnosti v

kategoriji D pa mora operater pridobiti odobritev od agencije za civilno letalstvo [5].

3.4.1 Naloge operaterja

Operater brezpilotnega zrakoplova je fizična oseba, ki izvaja letalske dejavnosti z

brezpilotnim zrakoplovom. Operater ima določene obveznosti, katere je potrebno

upoštevati, če ţeli izvajati letenje z dronom. Poimenovati mora osebo, ki je odgovorna za

njegovo aktivnost. Pred izvajanjem leta mora obvestiti agencijo za civilno letalstvo ter

vzpostaviti sistem poročanja o dogodkih, ki so povezani z varnostjo v zračnem prometu.

Operater naredi zapise o posameznem letu, katere mora hraniti najmanj dve leti od dneva

izvedbe leta. Zapisi o posameznem letu vsebujejo naslednje podatke:

datum,


11

ime in priimek upravljavca,

začetek in konec izvedbe leta,

trajanje leta,

lokacijo, kjer je bil let izveden,

maso brezpilotnega zrakoplova.

Potrebno je zagotoviti tudi varnost prisotnih ljudi v času izvedbe letalske dejavnosti. K

varnosti štejemo, da sta na dosegu gasilni aparat in avtomobilska prva pomoč ter da so

navzoče osebe opremljene z varnostnimi telovniki, ki so ţive barve [5], [6].

3.4.2 Operativni priročnik in izjava operaterja

Kadar ţeli operater izvajati letalske dejavnosti v kategoriji C in D, mora izdelati operativni

priročnik. Operativni priročnik mora biti usklajen z veljavnimi predpisi, katere predpiše

agencija. Zagotovi, da ima osebje dostop do priročnika ter pozna tiste dele priročnika, ki se

nanašajo na njihove naloge. Spodaj je naštetih nekaj stvari, katere naj vsebuje priročnik:

vsebino,

naloge osebja, ki so prisotne v aktivnosti operaterja,

standardne operativne postopke,

postopke v primeru incidentov ali nesreč,

upravljanje tveganj,

usposobljenost izvajalca [5].

Naloga operaterja je tudi, da opravlja analizo okvar pomembnejših komponent

brezpilotnega zrakoplova, katere mora imeti shranjene najmanj pol leta po opravljeni

analizi.

Z izjavo operater nakaţe, da je primerno usposobljen in prevzema odgovornost glede

izvajanja letalskih dejavnosti z dronom. Izjavi tudi, da njegov brezpilotni zrakoplov

izpolnjuje veljavne tehnične zahteve ter da bo lete izvajal v skladu z določbami iz Uredbe

o sistemih brezpilotnih zrakoplovov.


12

Za izvajanje letalske dejavnosti v kategoriji D mora operater pridobiti dovoljenje agencije

za civilno letalstvo. Vloga za dovoljenje mora vsebovati naslednje podatke:

ime in naslov vlagatelja zahteve,

opis nameravanih izvajanj letalskih dejavnosti,

število in vrste donov, katere bo uporabil pri izvajanju leta,

fotografije dronov, katere namerava uporabiti,

podati oceno tveganja izvedbo leta,

dokazilo, da dron izpolnjuje tehnične zahteve,

operativni priročnik,

izpolnjeno izjavo [5].

Operater se mora zavedati, da lahko agencija opravi nadzor operaterja ter zahteva izvedbo

demonstracijskih letov, preden izda dovoljenje [5].

3.4.3 Obvezna dokumentacija pri izvajanju letalskih dejavnosti

Vsak upravljavec mora pri izvajanju leta pri sebi imeti letalski priročnik ali navodila

proizvajalca za uporabo drona. Kadar je posebej predpisano, pa potrebuje pri sebi tudi

zavarovalno polico in dovoljenje za izvedbo letalskih dejavnosti.

Kadar ţeli upravljavec izvajati letalske dejavnosti v kategoriji A in B, potrebuje poleg

zgoraj navedenih dokumentov še dokazilo, da pozna veljavne predpise na področju

letalstva, dokazilo o psihofizični sposobnosti ter dokazilo o usposobljenosti za upravljanje

določenega tipa drona, katerega namerava uporabiti [5].

Če ţeli upravljavec izvajati aktivnosti kategorije C in D, pa dodatno potrebuje še naslednje

dokumente:

operativni priročnik,

dokazilo o usposobljenosti upravljanja brezpilotnega zrakoplova,

potrdilo o opravljenem izpitu iz poznavanja pravil letenja,

dokazilo o psihofizični sposobnosti za upravljanje drona [5].


13

3.5 LETENJE Z UPORABO SISTEMA ZA PRIKAZ POGLEDA IZ DRONA

Sistem za prikaz pogleda iz drona ima vgrajeno kamero in prikazovalnik, ki upravljavcu

omogoča prikaz pogleda iz drona. Upravljavec lahko izvaja lete samo, če ima poleg sebe

pridruţenega opazovalca. Pridruţeni opazovalec je oseba, ki pomaga upravljavcu izvajati

lete z dronom, kadar upravljavec uporablja dron s sistemom za prikaz pogleda iz zraka.

Pridruţeni opazovanec mora biti seznanjen s podrobnostmi načrtovanega leta, z višino leta

in načrtovano zračno potjo. Naloga opazovalca je, da vzdrţuje neprekinjen vizualni stik z

dronom in upravljavca opozarja na morebitna odstopanja od načrtovanega leta. Pozoren

mora biti na moţne kršitve minimalne razdalje in upravljavca obveščati o ostalih zadevah,

ki bi lahko vplivale na varno izvedbo leta. Med samo izvedbo leta morata biti upravljavec

in pridruţeni opazovalec na razdalji, ki jima omogoča nemoteno glasovno sporazumevanje

brez uporabe tehničnih pripomočkov [5].

3.6 PREKRŠKI

Uredbo o sistemih brezpilotnih zrakoplovov nadzoruje Javna agencija za civilno letalstvo

Republike Slovenije, nadzor nad posameznimi členi v uredbi pa lahko prevzame tudi

policija. V uredbi so tudi kazenske določbe za vse kršitelje, ki se ne bodo drţali

predpisanih zakonov. Cene prekrškov se gibljejo med 100 in 2000 evrov, odvisno od

prekrška in statusa osebe, ki je naredila prekršek [6].

3.6.1 Prekršek v zvezi z zavarovanjem in identifikacijo

Osebo, ki je operater ali lastnik drona, se kaznuje s kaznijo od 100 do 600 evrov, če nima

sklenjenega zavarovanja za dron. Če je operater pravna oseba, potem kazen za

nezavarovani dron znaša med 800 in 2000 evri.


14

Osebo, ki je lastnik drona in ne označi pravilno letalskega modela z identifikacijsko

nalepko ali ploščico, se kaznuje z globo od 100 do 600 evrov. Za enak prekršek pa mora

operater, ki je pravna oseba, odšteti znesek med 800 in 2000 evri [5].

3.6.2 Prekršek povezan s pravili letenja

Upravljavec je kaznovan s kaznijo od 200 do 800 evrov, v kolikor ne upošteva naslednjih

pravil za varno letenje:

ne zagotavlja varnosti za ţivljenje, zdravje ali premoţenje ljudi,

ogroţa varnost v zračnem prometu,

pred poletom ne preveri, ali dron pravilno deluje,

ne zagotovi, da je oprema varno pritrjena na dron ter med samim letom ne

more odpasti,

med letom ne zagotavlja varnostne razdalje od ljudi, ţivali, objektov, vozil

cest, ki mora biti vsaj 30 metrov,

ne zagotovi, da je z brezpilotnim zrakoplovom oddaljen od skupine ljudi

najmanj 150 metrov,

ne zagotavlja, da ima upravljavec dron neprestano v vidnem polju,

ne upošteva pravila, da se let ne odvija v coni letališča znotraj radija 5

kilometrov,

ne zagotovi prednost zrakoplovom s posadko,

hkrati upravlja več dronov [5].

3.6.3 Prekršek v zvezi z obvezno dokumentacijo

V kolikor oseba, ki upravlja dron, pri izvajanju letalskih dejavnosti nima pri sebi letalskega

priročnika, dovoljenja za izvajanje letalske dejavnosti ter zavarovalne police, se lahko

kaznuje z globo od 150 do 600 evrov [5].


15

4 EVROPSKA ZAKONODAJA O UPORABI BREZPILOTNIH

ZRAKOPLOVOV

V Evropski uniji je zakonodaja o uporabi brezpilotnih zrakoplovov prepuščena vsaki

članici posebej. To pomeni, da ima vsaka drţava svoja pravila ter omejitve. Evropska

komisija je leta 2014 Evropsko agencijo za varnost v letalstvu (EASA) zadolţila, da

pripravi dokument s predpisi v zvezi z brezpilotnimi zrakoplovi. EASA je v letu 2015

izdala dokument s smernicami in predlogi za zakonsko ureditev brezpilotnih zrakoplovov

na ravni Evropske unije. Dokument vsebuje 33 predlogov. Agencija EASA je pozvala, da

vse zainteresirane skupine do 25. septembra 2015 pošljejo svoje pripombe glede na izdani

dokument. Po koncu tega posvetovalnega postopka je EASA objavila svoj predlog ter ga

poslala Evropski komisiji, ki bo izvedla dejansko zakonodajno spremembo [7].

EASA je predlagala različno obravnavo brezpilotnih zrakoplovov glede na uporabo in

tveganje, ki ga z letom predstavljajo. Sedaj so droni razdeljeni v skupine glede na njihovo

maso. Po novem pa bi drone razdelili v 3 različne kategorije:

odprta kategorija, ki bi predstavljala nizko stopnjo tveganja,

posebna kategorija, ki bi pomenila srednjo stopnjo tveganja,

certificirana kategorija bi pomenila visoko stopnjo tveganja [7].

4.1 ODPRTA KATEGORIJA

V tej kategoriji je varnost predpisana z minimalnimi pravili in omejitvami glede uporabe.

Odprta kategorija predstavlja majhne brezpilotne zrakoplove, katerih vzletna masa ne

presega 25 kilogramov. Upravljavec mora imeti neprestano vzpostavljen vizualni stik z

dronom, ter ga upravljati na varnostni razdalji od oseb na tleh, ter drugih uporabnikov

zračnega prostora. Ta kategorija prepoveduje letenje v območjih, ki so prepovedana za

letenje z brezpilotnimi zrakoplovi. Da bi preprečili namerno letenje zunaj varnih območij,

je EASA predlaga določitev geoograj. Geoograje predstavljajo območja, v katerih droni ne


16

morejo leteti na podlagi oblikovane programske opreme, ki bi jo vsebovala brezpilotna

letala. V odprti kategoriji ni dovoljeno leteti na višini nad 150 metrov nad tlemi ali vodo.

Prav tako ni dovoljeno upravljati drona nad skupino ljudi. V kolikor bo ţelel upravljavec

leteti na višini več kot 50 metrov nad tlemi, se bo od njega zahtevalo osnovno letalsko

znanje [7].

Odprta kategorija je razdeljena na tri podkategorije:

igrače ali mini brezpilotni zrakoplovi, katerih masa je niţja od enega

kilograma,

zelo majhni brezpilotni zrakoplovi, katerih masa ne presega 4 kilograme,

zelo majhni brezpilotni zrakoplovi, ki ne presegajo mase 25 kilogramov [7].

4.2 POSEBNA KATEGORIJA

Ta kategorija predstavlja srednjo stopnjo tveganja, za letenje pa bi morali pridobiti

dovoljenje nacionalnih letalskih oblasti. Posebna kategorija predstavlja vse polete, ki

presegajo omejitve odprte kategorije. Letenje s posebnim tveganjem predstavlja nevarnost

za ljudi, katere preletijo brezpilotna letala. Od operaterja se zato zahteva, da opravi oceno

tveganja za varnost. Ocena tveganja za varnost zajema brezpilotni zrakoplov, vsa tveganja

povezana z letenjem in predlagane ustrezne ukrepe za zmanjšanje tveganja. Operater nato

pošlje oceno tveganja za varnost pristojnemu organu drţave, ki je odgovoren za odobritev

poleta z brezpilotnim zrakoplovom. Prav tako mora operater sestaviti tudi ustrezni

priročnik posameznega leta, ki vsebuje potrebne podatke, pogoje, informacije in omejitve v

zvezi s poletom. Priročnik vsebuje tudi vzdrţevanje brezpilotnega letala in njegovih

sistemov [7].

4.3 CERTIFICIRANA KATEGORIJA

Certificirana kategorija pomeni najvišjo stopnjo tveganja. V tej kategoriji bi za uporabo

brezpilotnega zrakoplova veljale enake zahteve kot za zrakoplove s posadko. Torej bi za


17

polete z droni potrebovali pilotsko licenco. Ta kategorija bi vključevala velike

brezpilotnike, ki jih uporabljajo manjše ali velike organizacije. Nadzor bi izvajale

nacionalne letalske organizacije, ki bi izdajale licence in organizacijam odobrile

posamezne lete z brezpilotnimi zrakoplovi [7].

4.4 EVROPSKA ZAKONODAJA V DOLOČENIH DRŢAVAH EVROPSKE UNIJE

V Evropski uniji večina drţav določa zakone o brezpilotnih zrakoplovov sama zase.

Čeprav je EASA predlagala smernice, zaenkrat še ne moremo govoriti o nekem enotnem

sistemu, ki bi veljal za vse drţave Evropske unije. V nadaljevanju bo predstavljena

zakonodaja o brezpilotnih zrakoplovih za Avstrijo, Francijo, Nemčijo in Veliko Britanijo.

4.4.1 Avstrija

V Avstriji so drone razvrstili v dve različni kategoriji. Prva kategorija zajema daljinsko

vodene drone, katerih skupna vzletna masa ne presega 150 kilogramov. Dron mora biti v

času letenja neprestano v vidnem polju upravljavca. Ta kategorija se nadalje deli še na

kategorije A, B, C, D, ki se delijo glede na vzletno maso in območje uporabe. Območje

uporabe je razdeljeno na nerazvito, nenaseljeno, poseljeno in gosto poseljeno območje.

Vsak upravljavec drona mora pridobiti licenco za upravljanje brezpilotnih letal, katero izda

Avstro Control. V tej kategoriji se zahteva naslednje:

prepoved letenja v nočnem času,

najvišja višina leta je 150 metrov,

ustrezna oddaljenost od ljudi,

obvezna identifikacija drona s podatkovno tablico [8].

V drugo kategorijo sodijo droni, ki lahko zapustijo vidno polje upravljavca. Ta kategorija

je v Avstriji namenjena le za testne namene [3].


18

Avstrijski zakon o letalstvu ne zajema mini brezpilotnih letal, katerih masa ne presega 250

gramov in doseţejo največjo višino 30 metrov. Takšni droni lahko vsebujejo kamero, za

njihovo uporabo pa ni potrebna pilotska licenca [8].

4.4.2 Francija

Francija je objavila dokument, v katerem so predpisana pravila za letenje z brezpilotnimi

zrakoplovi.

Pravila predpisujejo, da je dron potrebno uporabljati previdno in z njim ne smemo ogroţati

ljudi ali vozil. Upoštevati je potrebno predpisano varnostno razdaljo do ljudi, hkrati pa je

prepovedano letenje nad ljudmi in poseljenimi območji.

Z droni se sme leteti zgolj podnevi in ob lepem vremenu. V času oblačnosti ali megle pa je

letenje prepovedano. Najvišja dovoljena višina, na kateri lahko upravljamo daljinsko voden

dron, znaša 150 metrov. Upravljavec mora imeti dron v času letenja v svojem vidnem

polju.

V Franciji je z droni prepovedano letenje v bliţini letališč, v območju desetih kilometrov.

Letenje je prepovedano tudi v bliţini vojaških objektov, jedrskih elektrarn, zgodovinskih

spomenikov in parkov [9].

Pomembno je tudi spoštovanje zasebnosti posameznikov. Tako je potrebno ljudi, ki so na

poti drona, obvestiti o letu, še posebej če je brezpilotni zrakoplov opremljen s kamero ali

kakšno drugo napravo, ki omogoča zbiranje osebnih podatkov. Posredovanje posnetkov ali

slik ni dovoljeno, razen če imamo dovoljenje posameznika, ki je na sliki ali posnetku.

V kolikor se droni uporabljajo za komercialne ali poklicne namene, pa lahko francoska

uprava za letalstvo izda posebna dovoljenja za koriščenje brezpilotnih letal [9].

Francoska vlada omogoča uporabnikom, da se v primeru nejasnosti o uporabi dronov

obrnejo na francosko upravo za letalstvo, kjer bodo pridobili potrebne informacije [9].


19

4.4.3 Nemčija

V Nemčiji se brezpilotni zrakoplovi delijo glede na namen uporabe in vzletno maso.

V kategoriji, kjer droni ne presegajo mase petih kilogramov, upravljavec ne potrebuje

dovoljenja ali licence. Upravljavec mora imeti dron neprestano v svojem vidnem polju in

ne dlje kot 300 metrov. Najvišja dovoljena višina, na kateri lahko brezpilotni zrakoplovi

letijo, znaša 100 metrov nad tlemi. V tej kategoriji se droni uporabljajo za hobi ali zasebno

uporabo [10].

Za letenje v kategoriji, kjer brezpilotno letalo presega maso petih kilogramov, je potrebno

pridobiti dovoljenje za letenje od letalskih oblasti. Dovoljenje se izda, če let drona ne

predstavlja nevarnosti javni varnosti ali letalskemu prometu. Prav tako ne sme biti kršena

zasebnost posameznika [10].

Če upravljavec ţeli leteti nad industrijskimi območji, kjer so ljudje, potrebuje posebno

dovoljenje za opravljanje leta. Posebno dovoljenje potrebuje ne glede na to, ali dron

uporablja v komercialne ali rekreativne namene. Takšno dovoljenje za letenje ima

veljavnost dve leti.

Trenutno velja po celotni Nemčiji prepoved letenja z brezpilotnimi zrakoplovi, katerih

vzletna masa presega 25 kilogramov. Obvezna pa je tudi sklenitev zavarovanja, za

pridobitev katere je potrebno imeti dovoljenje za letenje z brezpilotnim letalom [10].

4.4.4 Velika Britanija

Velika Britanija je drţava, ki ima zelo dobro razvito zakonodajo o uporabi dronov.

Brezpilotni zrakoplovi se delijo glede na skupno vzletno maso, in sicer v tri razrede. Prvi

razred vključuje drone, katerih vzletna masa ne presega 20 kilogramov, v drugem razredu

so brezpilotna letala, ki imajo maso od 20 kilogramov do 150 kilogramov, tretji razred pa

zajema brezpilotne zrakoplove z vzletno maso nad 150 kilogramov [10].


20

Upravljavec sme leteti z dronom na maksimalni višini 120 metrov nad tlemi, največja

oddaljenost drona od upravljavca pa je lahko 500 metrov. Vsak brezpilotni zrakoplov mora

imeti sklenjeno zavarovanje, upravljavec in operater pa morata pridobiti licenco, za katero

se opravi teoretični in praktični preizkus znanja [10].

Velika Britanija ima tudi omejitve, ki prepovedujejo letenje in jih je potrebno upoštevati. Z

brezpilotnim zrakoplovom je prepovedano leteti:

nad višino 120 metrov nad tlemi,

v bliţini letališč,

v bliţini človeka, avta ali objekta na razdalji manj kot 50 metrov,

v bliţini urbanega naselja ali skupne ljudi na razdalji manj kot 150 metrov,

na razdalji večji od 500 metrov od upravljavca.

Zgoraj navedene omejitve se lahko prekoračijo, če se pridobi ustrezno dovoljenje od

Agencije za civilno letalstvo. Če upravljavec ţeli snemati ljudi ali objekte, prav tako

potrebuje posebno dovoljenje katerega izstavi Agencija za civilno letalstvo [10].


21

5 UPORABA BREZPILOTNIH ZRAKOPLOVOV V KMETIJSTVU

Uporaba brezpilotnih zrakoplovov v kmetijski panogi postaja vedno pogostejša. Droni nam

omogočajo pregled večjih kmetijskih površin tudi na bolj odročnih območjih, kar

zmanjšuje stroške terenskega dela ter omogoča hitro pridobivanje rezultatov. V kmetijstvu

nam droni zagotavljajo kakovostne prostorske informacije, pripomorejo k večjemu donosu

in niţjim stroškom ter manjšemu onesnaţevanju okolja. Brezpilotni zrakoplovi so

nemoteči za procese dela na obdelovalnih površinah [11].

Podatki, pridobljeni s pomočjo drona, kmetovalcu omogočajo bolj učinkovito načrtovanje:

sajenja, gnojenja in zalivanja,

zatiranja škodljivcev in bolezni,

selitve in nadzora ţivine,

namakanja,

časa ţetve ali pridobivanja pridelkov,

uvedbo ali opustitev obdelovalnih površin [11].

Slika 5.1: Uporaba drona za škropljenje kmetijskih zemljišč [12]


22

Drone se lahko uporablja tudi v vinogradništvu, sadjarstvu in ţivinoreji za nadzor

obdelovalnih površin. Lahko pa jih opremimo s posebnimi škropilniki (slika 5.1) ter tako

škropimo kmetijske površine in zatiramo škodljivce in bolezni, ki se pojavijo na pridelkih.

Takšna uporaba dronov je še v fazi razvoja, vendar s hitrim razvojem dronov lahko kmalu

postane zelo uporabna. [11].


23

6 UPORABA BREZPILOTNIH ZRAKOPLOVOV V ENERGETIKI

Industrija energije ima različne sektorje za proizvodnjo električne energije. Elektrarne, kot

so sončne in vetrne, so odvisne od rednega pregledovanja za potrebe vzdrţevanja, da lahko

normalno obratujejo in proizvajajo električno energijo. Pregledi lahko trajajo dalj časa in

predstavljajo velike stroške. Z uporabo brezpilotnih zrakoplovov pa lahko hitro

identificiramo poškodbe na vetrni turbini ali kateri od solarnih plošč. Tako lahko

preprečimo morebitne teţave, še predno nastanejo [13].

Tradicionalni postopki za pregled sončnih in vetrnih elektrarn so z letali, helikopterji in

profesionalnimi plezalci. Ti postopki so dokaj nevarni za ljudi, ki opravljajo vzdrţevanje, z

uporabo dronov pa so varnostna tveganja za ljudi praktično odpravljena.

Z brezpilotnimi zrakoplovi lahko pregledujemo območja, ki so teţje dostopna, pregled

poteka hitreje, stroški pregleda pa so niţji. Vzdrţevalci z uporabo drona prihranijo na času

in denarju, saj lahko pregled z dronom opravijo v nekaj urah [13].

6.1 VETRNE ELEKTRARNE

Pri vetrnih turbinah so zelo pomembne lopatice, ki poganjajo turbino, zato je potrebno

redno pregledovanje le-teh, da ne pride do poškodb. Trenutno so pregledi lopatic s

pomočjo dronov še v začetni fazi, vendar se pričakuje, da bo v prihodnosti povpraševanje

za pregled vetrnih elektrarn močno naraslo [13].

Varnost je eden od glavnih faktorjev pri vsakem pregledu. Človek, ki je vizualno

pregledoval lopatice, je bil izpostavljen nevarnim delovnim pogojem, saj je pregled

opravljal na veliki višini. Droni so opremljeni z visokokavostnimi kamerami, kar pomeni,

da dobimo zelo natančno sliko lopatice in lahko natančno ocenimo škodo. S tem


24

zmanjšamo nevarnost za ljudi, saj jim ni potrebno več opravljati pregledov na nevarnih

krajih [13].

Dron v zraku med delovanjem turbine posname sliko, katero kasneje načrtovalci in

izvajalci podrobneje pregledajo. Na ta način ugotovijo morebitne napake na lopatici brez

potrebe po zaustavitvi vetrnice. S pomočjo toplotne kamere zaznavajo vroče točke,

poškodbe izolatorjev in zlomljene dele strojne opreme [13]. Slika 6.1, ki je bila posneta s

pomočjo drona, prikazuje posnetek poškodovane lopatice.

Slika 6.1: Slika poškodovane lopatice posneta s pomočjo drona [13]

6.2 FOTOVOLTAIČNE ELEKTRARNE

Ţivljenjska doba fotonapetostnih modulov je odvisna od rednega in učinkovitega

vzdrţevanja. Sončne elektrarne so postavljene na velikih površinah, zato je za pregled

potrebno veliko časa in denarja. Z uporabo dronov se čas pregleda bistveno zmanjša,

stroški pa se lahko zmanjšajo tudi za polovico [13].


25

Brez uporabe brezpilotnih zrakoplovov so ljudje, ki izvajajo preglede sončnih elektrarn,

morali na dolge obhode, na katerih so s pomočjo infrardeče kamere pregledovali sončne

module. Z uporabo drona pa hitro in enostavno posnamemo slike fotonapetostnih modulov.

Sončne celice se zlahka poškodujejo, kar vpliva na njihovo učinkovitost. S pomočjo drona

lahko poškodbe hitro najdemo in odpravimo. Z namestitvijo toplotne kamere na dron pa

lahko spremljamo tudi učinkovitost sončnega modula. S pomočjo brezpilotnega

zrakoplova, opremljenega s toplotno kamero, zlahka odkrijemo poškodbe in temperaturno

neravnovesje na sončnih celicah. Tako lahko vzdrţevalci hitro odpravijo napake in

poškodbe, da elektrarna deluje nemoteno naprej [13]. Na sliki 6.2 je prikazan brezpilotni

zrakoplov, ki leti nad sončnimi moduli. Desna stran slike prikazuje toplotni posnetek

sončnih modulov, s pomočjo katere lahko ugotavljamo morebitne poškodbe posameznega

modula ali temperaturno neravnovesje pri samem delovanju celic.

Slika 6.2: Posnetek fotonapetostnih modulov s toplotno kamero s pomočjo drona [18]

6.3 DALJNOVODI

Brezpilotni zrakoplovi omogočajo energetskim podjetjem, da vidijo stanje komponent na

visokonapetostnih daljnovodnih sistemih. Stanje komponent lahko tako ocenjujejo tudi na

teţje dostopnih krajih, kar podjetjem prinaša dodano vrednost. Dron nam v primerjavi z

drugimi metodami ocenjevanja stanj daljnovodov omogoča hitrejši pregled, saj lahko leti


26

blizu vodnikov ter posname kakovostno sliko stanja daljnovoda. S podrobnimi posnetki

lahko droni zaznajo različne napake in stanja daljnovodov, kot so:

poškodovani izolatorji,

korozija opreme,

temperatura daljnovoda,

napake na omreţjih,

nepravilno izdelana struktura,

vegetacija [14].

Brezpilotni zrakoplovi so trenutno ena izmed najbolj razvijajočih se tehnologij, zato je

njihova uporaba prisotna tudi pri vzdrţevanju daljnovodov in planiranju njihovega

vzdrţevanja. Najpogosteje so droni uporabljeni za ocenjevanje škode, pregledovanje

komponent in upravljanje vegetacije.

Pri ocenjevanju škode so droni zelo koristni v času naravnih katastrof, saj je takrat

potrebno hitro narediti pregled in oceniti škodo daljnovodov. Tako lahko z dronom hitreje

odkrijemo napako in jo saniramo kot pa z alternativnimi metodami. V zadnjem času so

naravne katastrofe vedno bolj pogoste, zato bo uporaba brezpilotnih zrakoplovov čedalje

bolj koristna. Dron, opremljen z videokamero, nam omogoča, da lahko na videozaslonu

kontrolne postaje neposredno spremljamo stanje komponent na daljnovodih. Takšni

posnetki so zelo uporabni za distribucijska podjetja, saj jim pomagajo pri ocenitvi škode in

odkrivanju lokacij z okvarami po neurju [15].

Pregledovanje komponent z dronom omogoča natančen in hiter pregled daljnovodnih

vodnikov. Dron leti po začrtani poti, kjer postopoma pregleduje daljnovod. Brezpilotni

zrakoplov, opremljen s kakovostno kamero, posname nepravilnosti na daljnovodih, ljudje

pa preko kontrolne postaje na tleh spremljajo stanje daljnovoda. Dron nam tako omogoča

hitrejšo izvedbo pregleda, saj za pregled ne potrebujemo večjega števila ljudi, ki bi morali

pregled opravljati na visokih višinah [15].

Brezpilotni zrakoplovi nam pri upravljanju vegetacije omogočajo hitre obhode skozi

distribucijska ali prenosna omreţja, da lahko spremljamo rast vegetacije skozi čas. Ena


27

izmed tehnologij za spremljanje vegetacije je laserski skener LiDAR. Takšen laser lahko

posname vrsto drevesa in oceni, s kakšno hitrostjo drevo raste ter v kolikšnem času bi

lahko začelo ovirati daljnovod. LiDAR je sposoben oceniti, v kakšnem stanju je drevo, in

ugotoviti, če ima morda kakšno bolezen. Skener lahko oceni moţnost nastanka poţara na

podlagi okolja in zaznava moţne ţivali in insekte v bliţini daljnovoda. Laserski skener

LiDAR omogoča, da ga namestimo na brezpilotni zrakoplov, s čimer lahko spremljamo

vegetacijo iz zraka [16].

Potrebno je vedeti, da v času slabih vremenskih razmer ali vetra letenje z dronom v bliţini

daljnovoda ni dovoljeno. Deţne kapljice lahko privedejo do okvare pogonskih motorjev,

zaradi česar se lahko izgubi kontrola nad dronom. Upoštevati je potrebno, da je v času

pregleda daljnovoda dron na dovolj varni razdalji od vodnikov. Spodnja slika (slika 6.3)

prikazuje pregled daljnovoda s pomočjo drona [17].

Slika 6.3: Posnetek daljnovoda z uporabo drona [19]


28

7 TERMOVIZIJSKA KAMERA

Vsako telo oziroma površina, ki presega temperaturo nad absolutno ničlo seva infrardečo

svetlobo. V ta namen se je razvila termovizija, ki ni nič drugega kot prikaz toplotne slike

različnih teles, ki dosegajo omenjeno temperaturo. Temelji na osnovi nekontaktnega

merjenje samega sevanja, ki se nahaja v infrardečem delu elektromagnetnega spektra. Za

izvedbo takšnim meritev imamo na voljo prav posebno termovizijsko kamero, ki nam

omogoča vpogled v objekte na osnovi izsevane toplote. V današnjem času je termovizija

prisotna na številnih področjih. Pojavlja se v teţki industriji, avtomobilski industriji,

gradbeništvu, naftni industriji, energetiki, elektroniki, vojski, policiji, gasilstvu, kemiji in

pa tudi v medicini.

7.1 DELOVANJE TERMOVIZIJSKE KAMERE

Za energetske preglede objektov največkrat uporabljamo termovizijsko kamero. Omogoča

nam merjenje toplotnih izgub na ovoju zgradbe in določanju mest, kjer so izgube največje.

Pogosto nam pregledi s termovizijsko kamero razkrivajo napake in pomanjkljivosti v

izgradnji objekta. Pri delu s termovizijsko kamero moramo biti pozorni na mnogo

dejavnikov, ki so odvisni od kvalitete zajete slike, vse to pa ima vpliv na rezultate samega

pregleda. Ker je kamera natančen inštrument, je potrebno pred samim pregledom določiti

konstrukcijo objekta ter na osnovi dejavnikov okolja, zunanje temperature in vremena

oceniti pogoje, na osnovi katerih opravimo nastavitve kamere. Če parametre nastavimo

neustrezno, nam ti ne bodo podali pravilnih rezultatov. Dobra nastavitev parametrov, kjer

upoštevamo vse dejavnike, pa nam lahko poda zelo natančne rezultate in odkrije skrite

napake ali okvare [20].

Poznamo kar nekaj razlogov, zakaj uporabiti termovizijsko kamero. Njena uporaba je

enostavna in nam poda natančno informacijo, kaj je potrebno popraviti. Identificira in


29

locira nam problematično mesto, hkrati pa lahko izmeri temperaturo v posameznih točkah.

Omogoča nam odkrivanje napak v zgodnji fazi pred samim nastankom večje škode [20].

Termovizijska kamera deluje tako, da sprejema in ojača sevanje v infrardečem delu

svetlobnega spektra, ki jo pretvori v sliko, da je vidna človeškemu očesu. Kamera prikaţe

posamezne dele infrardečega spektra na osnovi razlik temperature, ki se prikaţejo v

različnih odtenkih barv. S temnejšo in modro barvo so prikazani hladnejši deli, z zelenimi

odtenki se prikaţejo pričakovane vrednosti temperature, od rumene proti rdeči barvi pa so

prikazane višje temperature. Po zgradbi in delovanju so termo kamere (slika 7.1) podobne

klasičnim kameram, razlikujejo se le v lastnostih slikovnega detektorja in materiala, iz

katerega je izdelana optika. Infrardeča kamera je sestavljena iz štirih glavnih sestavnih

delov. To so detektor, optika, elektronika in prikazovalnik slike [20].

Slika 7.1: Termovizijska kamera FLIR T335

Detektor je srce termovizijske kamere. Njegova sposobnost je, da sevanje pretvarja v

električne signale, zato je detektorju podrejena celotna zasnova naprave, saj je z njim

določena kvaliteta slike, občutljivost in tudi cena. Detektor je trenutno še najdraţji element

termovizijske kamere. Glavna naloga optike v termovizijski kameri je ta, da ustvarja

kvalitetno sliko. Za razliko od optike za vidno svetlobo mora biti optika pri takšnih

kamerah sestavljena iz materialov, ki dobro prepuščajo infrardeče sevanje. Najbolj znan in


30

uporabljen material je germanij. Zaradi takšnih materialov so cene termo kamer bistveno

višje od navadnih kamer. Pomembno vlogo v termovizijski kameri igra tudi elektronika,

katere naloga je obdelovanje električnih signalov. S pomočjo elektronike se prikaţe

termična slika na zaslonu [21].

Termovizijska kamera (slika 7.2) deluje tako, da infrardeča energija (A) iz objekta prihaja

v kamero skozi sistem optičnih leč (B) na infrardeči detektor (C). Detektor sprejete

informacije pošlje elektronskemu senzorju (D) za procesiranje slike. Elektronika prejete

podatke z detektorja pretvori v vidno sliko (E), ki se izriše na zaslonu [20].

Slika 7.2: Delovanje termovizijske kamere [20]

7.2 UPORABA TERMOVIZIJSKE KAMERE PRI PREGLEDU STAVB

Energetska neučinkovitost stavb je eden izmed glavnih razlogov za uporabo termovizije pri

pregledu in kontroli zgradb. Problem predstavljajo predvsem stare zgradbe, vendar tudi

povsem nov objekt ni nujno brezhiben. Starejše zgradbe so slabo izolirane, okna in vrata so

slabo zatesnjena in imajo slabo termoizolacijo strehe. Pri novejših objektih pa je problem

predvsem v izolacijah in poškodbah instalacijskih sistemov. Vse to so vzroki za povečano

porabo energije, mnogo večje stroške ogrevanja in posledično tudi večjo vlaţnost sten,

pojava plesni in poslabšanja bivalnih pogojev. S pomočjo tehnologije termovizijske

kamere pa lahko takšne napake pravočasno odkrijemo in pravočasno ukrepamo.


31

Termovizijska kamera nam omogoča videti tisto, česar s prostim očesom ne vidimo, zato je

odlično orodje za odkrivanje in lociranje napak v gradbenih konstrukcijah. S pomočjo

termovizijske kamere lahko:

vizualiziramo energijske izgube,

odkrivamo poškodovano, manjkajočo ali nepopolno izolacijo,

odkrivamo napake v gradnji objekta,

odkrivamo netesnost oken in vrat,

odkrivamo toplotne mostove v stavbah,

odkrivamo slabo izolirana mesta v toplovodnih inštalacijah,

odkrivamo napake v električnih inštalacijah,

odkrivamo vlaţna mesta v stavbi [20].

7.2.1 Izolacija podstrešja

Z izolacijo podstrešja močno vplivamo na energijske potrebe zgradbe. Na sliki 7.3 je

primer strehe, prekrite s snegom. Sneg je dober izolator, zato so na mestih strehe prekrite s

snegom toplotne izgube manjše, na mestih, kjer pa snega, ni so izgube bistveno večje.

Slika 7.3: Toplotne izgube na strehi prekriti s snegom [20]


32

7.2.2 Tesnost vrat

Primer slabega tesnjenja vrat je prikazan na sliki 7.4. Temno vijolična barva v spodnjem

delu vrat predstavlja vdor hladnega zraka v prostor. V zimskem času to predstavlja večje

finančne stroške za ogrevanje in nelagodno bivanje v samem prostoru.

Slika 7.4: Primer slabega tesnjenja vrat [20]

7.2.3 Toplotni mostovi

Toplotni mostovi (slika 7.5) predstavljajo območja, kjer ima ovoj zgradbe večjo toplotno

prevodnost, in nastanejo zaradi nepravilne gradnje ali slabo izvedene izolacije. Na takšnih

mestih toplota iz objekta laţje prehaja v okolico, posledično pa podhlajuje mesto izstopa iz

stavbe. To nam povzroča kondenzacijo in vlago. Če napak ne odpravimo pravočasno, se

prične razvijati plesen, ki je škodljiva za zdravje ljudi.

Slika 7.5: Toplotni most med steno in stropom [20]


33

7.2.4 Poškodbe objektov zaradi vlage

Nastanek vlage v stavbi pogosto povzroči propadanje zgradb. Kondenzacija se lahko

pojavlja na tleh, zidovih in stenah. V kolikor ne ukrepamo pravočasno, se lahko ovlaţi tudi

izolacija, kar privede do pojava plesni. Na sliki 7.6 vidimo v zgornjem desnem kotu

poškodbe zaradi vlage, ki se počasi širijo, zato je v takšnem primeru nujno potrebno

sanirati nastalo poškodbo [20].

Slika 7.6: Primer zadrţevanja vlage v kotu prostora [20]

7.2.5 Napake v izolaciji zgradbe in slaba zatesnjenost oken

Termovizijska kamera nam omogoča, da z lahkoto odkrijemo slabo izvedeno izolacijo,

netesnost ali teţave s kondenzacijsko vlago. Slika 7.7 prikazuje stavbo, ki je bila v času

posnetka ţe ogrevana. Konstrukcija takšne stavbe je beton – izolacija – beton. Iz

fotografije je razvidno, da na stavbi manjka en del izolacije, saj je mesto brez izolacije

obarvano s toplejšo barvo. Takšne napake s prostim očesom ni mogoče videti, s

termovizijsko kamero pa brez teţav odkrijemo napako [20].

Slaba zatesnjenost vodi k povečani porabi energije za ogrevanje in h kondenzaciji stavbe,

ki je velikokrat vzrok za slabe bivalne pogoje v prostorih. Z uporabo termovizijske kamere

lahko določimo karakteristične vzorce, ki se pojavljajo, ko topel zrak uhaja skozi slabo

zatesnjene odprtine. Slika 7.8 prikazuje uhajanje toplote iz stavbe, saj je tesnost oken zelo

slaba. Uhajanje toplote ob oknih je obarvano s toplejšo barvo [20].


34

Slika 7.7: Manjkajoči del izolacije na stavbi [20]

Slika 7.8: Slaba zatesnjenost oken [20]

Steklena streha nad atrijem je vodotesna, vendar pa ni zrakotesna. Na sliki 7.9 vidimo,

kako topel zrak uhaja skozi stranico steklene strehe. Najboljša rešitev bi bila zrakotesna

zatesnitev steklene strehe [20].

Slika 7.9: Slaba zatesnjenost steklene strehe [20]

Za laţje odkrivanje slabe izolacije s termovizijsko kamero je priporočljivo, da znaša

temperaturna razlika med stavbo in okolico najmanj 10 °C.


35

Slika 7.10 predstavlja primer slabega tesnjenja strešnega okna, kjer je z modro barvo lepo

prikazan vdor hladnega zraka v prostor.

Slika 7.10: Slaba zatesnjenost strešnega okna [20]

7.2.6 Najprimernejši čas za pregled stavb s termovizijsko kamero

Zgradbe je najprimerneje pregledovati v času hladnega vremena, torej v zimskem obdobju.

V toplejših klimatskih razmerah je dobra izoliranost stavbe prav tako pomembna za

zagotavljanje hladnih razmer v zgradbi, zato so v tem primeru najprimernejši časi za

pregledovanje stavb poletni meseci. Na spodnji sliki (slika 7.11), je prikazana slabo

izvedena izolacija stene, kjer je z modro barvo obarvan manjkajoči del izolacije.

Slika 7.11: Slaba izolacija na delu stene [20]


36

8 PRAKTIČNI DEL NALOGE

8.1 POSNETKI ZGRADB Z BREZPILOTNIM ZRAKOPLOVOM

Brezpilotni zrakoplovi oziroma multikopterji so trenutno najsodobnejši pripomočki za

preventivne preglede objektov iz zraka. S svojim hitrim razvojem postajajo vse bolj

zanesljivi in uporabni pri odkrivanju najrazličnejših napak. Z brezpilotnim zrakoplovom,

opremljenim s termovizijsko kamero, lahko odkrivamo napake na ostrešju zgradb, kot so

slaba izolacija podstrešja in uhajanje toplote skozi streho, vdor vode v objekte z ravno

streho in napake ali poškodbe same strehe.

V zaključnem delu smo posnetke zgradb iz zraka pridobili z uporabo multikopterjev Sky

Hero Spyder X8 in PHANTOM 2. Oba omogočata širok nabor aplikacij, ki jih lahko

uporabimo z dronom. Z njima lahko pridobimo navadne posnetke, termovizijske posnetke,

lahko pa posnamemo tudi videoposnetek letenja z dronom.

8.1.1 Multikopter Sky Hero Spyder X8

Multikopter Sky Hero Spyder X8 (slika 8.1) je profesionalni model, ki nam omogoča širok

nabor aplikacij. Opremljen je z dvema Gens Ace 6S baterijama, katerih kapaciteta je

16.000 mAh, ki omogočata do 22 minut letenja. Omenjeni multikopter ima po meri

narejene nosilce motorjev, saj ima osem motorjev ter osem propelerjev, ki dronu daje moč

in stabilnost pri letenju. Njegova teţa znaša 7,5 kg. Vsebuje 3-axis sistem Gimbal, ki skrbi

za mirovanje kamere v času letenja. Sky Hero Spyder X8 ima dodatno vgrajeno padalo, ki

sluţi za varen pristanek v primeru odpovedi katerega izmed motorjev. Prav tako je

opremljen s pomoţnim napajanjem in GPS modulom, s pomočjo katerega pridobimo

geografsko širino, dolţino in nadmorsko višino. Za pridobitev termovizijskih posnetkov je


37

dron opremljen s FLIR termovizijsko kamero, katere ločljivost je 640 x 512 slikovnih točk.

Zelo pomembno je tudi vzdrţevanje samih dronov, s čimer se lahko izognemo raznim

okvaram ali napakam. Motorje in regulatorje je potrebno menjavati na 50‒100 ur.

Slika 8.1: Multikopter Sky Hero Spyder X8

8.1.2 Multikopter PHANTOM 2

Multikopter PHANTOM 2 (slika 8.2), se uporablja za raziskovalne namene. Omenjeni

brezpilotni zrakoplov je last Fakultete za energetiko v Krškem, katerega uporabljajo v

laboratoriju za termomehaniko, termoenergetiko in nanotehnologijo. Vodja tega

laboratorija je red. prof. dr. Jurij Avsec.

PHANTOM 2 ima litij-polimersko baterijo 3SLiPo, katere kapaciteta znaša 5200 mAh.

Čas letenja takšnega drona je pribliţno 25 minut. Opremljen je s štirimi motorji in štirimi

propelerji, ki dronu omogočajo stabilno letenje. Masa drona brez dodatne opreme je en

kilogram. Multikopter ima pripravljene nosilce, na katere lahko pripnemo Gimbal, ki sluţi

za stabilizacijo kamere v zraku. Nato lahko na dron pripnemo navadno GoPro ali

termovizijsko kamero, odvisno od namena uporabe brezpilotnega zrakoplova.


38

Slika 8.2: Multikopter PHANTOM 2

8.1.3 Termovizijski posnetki stavb

Pred samo izvedbo leta je potrebno postoriti kar nekaj zadev. Najprej mora operater

brezpilotnega zrakoplova določiti upravljavca, ki bo izvajal let. Nato mora o samem letu

obvestiti agencijo za civilno letalstvo in izdelati operativni priročnik. Upravljavec ali pilot

mora pred vzletom preveriti stanje drona, da tekom leta ne bi odpadel kakšen del iz

multikopterja, ki bi lahko poškodoval človeka ali povzročil kakšno materialno poškodbo na

objektu, ki ga snemamo.

V zaključnem delu smo se osredotočili na termovizijske posnetke zgradb, zato smo

multikopter opremili s termovizijsko kamero. Posnetki so bili narejeni v vasi Nova pot, ki

leţi blizu Brezovice pri Ljubljani.

Pridobljene slike objektov, posnete z dronom, so narejene v osnovni obliki, in sicer črno-

beli barvi, kot prikazuje slika 8.3. V kolikor ţelimo imeti sliko v termovizijskem načinu, jo

moramo obdelati s pomočjo programa FLIR Tools. To je program, ki nam omogoča

urejanje in analiziranje slik, katere lahko pretvorimo v poročila, ki zajemajo posamezen

pregled. S programom FLIR Tools enostavno prikaţemo napake na objektih, ki smo jih


39

posneli s FLIR kamero. Aplikacija nam omogoča določevanje najvišje in najniţje

temperature, spreminjanje barvne palete, prilagajanje različnih parametrov, kot sta

emisivnost in reflektivna temperatura. S pomočjo programa lahko ugotovimo lokacijo

posnete slike, na kakšni razdalji od tal je bila slika narejena in kakšna je bila zunanja

temperatura v času nastanka slike.

Z dronom narejen posnetek, ki ga prikazuje slika 8.3, smo uvozili v program FLIR Tools.

Ko je slika uvoţena, jo odpremo v samem programu in pojavi se novo okno, ki nam

omogoča obdelavo slike. Slika je v osnovni obliki, mi pa ţelimo termovizijsko sliko, zato

smo določili barvno paleto, ki je v našem primeru iron barvna paleta. S pomočjo programa

lahko na posamezni sliki označimo različne točke, ki prikazujejo, kakšna je temperatura na

označenem mestu. Po končani obdelavi smo sliko shranili.

Primer obdelane slike s programom FLIR Tools je prikazan na sliki 8.4. S takšnim

postopkom smo iz osnovne slike naredili termovizijsko sliko, ki prikazuje sevanje toplote

različnih predmetov na posnetku. Iz takšne slike je mnogo laţje ugotoviti toplotne izgube

ali napake na posamezni stavbi.

Slika 8.3: Posnetek narejen z multikopterjem Sky Hero Spyder X8


40

Slika 8.4: Termovizijska slika po končani obdelavi s programom FLIR Tools

Vsaka slika je opremljena s temperaturno skalo, na kateri sta podani najvišja in najniţja

temperatura posameznega posnetka. Območja s svetlejšo barvo prikazujejo višje

temperature, temnejše barve (črna) pa predstavljajo hladnejša območja na sliki.

Temperaturna skala se nahaja na desni strani slike (slika 8.5). Iz spodnjega posnetka, ki

zajema hišo, je razvidno, da je v območju dimnika višja temperatura, kar je posledica

delovanja kurilne naprave. To območje je obarvano z rumeno barvo.

Slika 8.5: Posnetek hiše iz zraka


41

Posnetki objektov so bili opravljeni v zimskem času, saj so takrat bivalni prostori ogrevani.

Spodnja fotografija (slika 8.6) prikazuje hišo, ki se nahaja v zgornjem delu slike, in

pomoţni objekt. Tudi tu je razvidno, da je zaradi ogrevanja hiše temperatura v območju

dimnika višja, saj toplota iz ogrevalne peči potuje skozi dimnik v okolico. Z dronom smo

naredili tudi posnetek narave (slika 8.7), kjer iz slike izstopa drevo, katerega je obsijalo

sonce in oddaja nekoliko več toplote kot pa tla narave.

Slika 8.6: Posnetek hiše in pomoţnega objekta

Slika 8.7: Posnetek narave iz zraka


42

Znano je, da sonce poleg svetlobe oddaja tudi toploto. Spodnji posnetek (slika 8.8)

prikazuje moč sonca, ki s svojo oddano toploto segreva strešno kritino. Iz slike je razvidno,

da sonce sije iz leve strani, saj je levi del strehe spodnjega objekta obarvan s svetlejšo

barvo. To pomeni, da je sonce z oddano toploto segrelo strešno kritino, le-ta pa oddaja več

toplote kakor desna stran. Tega s prostim očesom ne moremo videti, termovizijski

posnetek pa lepo prikaţe toplejša in hladnejša območja.

Slika 8.8: Sonce z oddano toploto segreva strešno kritino

8.2 POSNETKI ZGRADBE S TERMOVIZIJSKO KAMERO FLIR T335

Termovizijski pregled objektov je postala standardna metoda za hitro in učinkovito

odkrivanje napak na objektih. S termovizijsko kamero odkrivamo napake v izolaciji, vdor

hladnega zraka v prostore, toplotne mostove in uhajanje toplote iz stavbe. Namen takšnih

kamer je odkrivanje napak, še predno te postanejo resnejše oblike, da lahko pravočasno

odpravimo napake in preprečimo nastanek novih.

V zaključnem delu smo uporabili termovizijsko kamero FLIR T335, s katero smo naredili

posnetke starejše hiše. S takšno kamero je mogoče posneti kakovostne termovizijske slike

ter navadne slike, ki jih posnamemo s klasičnim fotoaparatom.


43

8.2.1 Termovizijska kamera FLIR T335

Termovizijska kamera FLIR T335 (slika 8.9) je profesionalna kamera, katero imajo na

Fakulteti za energetiko v Krškem. Kamera se uporablja v laboratoriju za termomehaniko,

termoenergetiko in nanotehnologijo pod vodstvom red. prof. dr. Jurija Avseca.

FLIR T335 je termovizijska kamera, ki omogoča uporabniku posneti slike visoke

kakovosti, saj ločljivost kamere znaša 320 x 240 slikovnih pik. Kamera ima zaslon na

dotik, ki uporabniku omogoča pregledovanje in brisanje slik kar na mestu, kjer slike

posnamemo. S kamero lahko posnamemo tako termovizijske posnetke, kakor tudi klasične

slike, ki jih naredimo z digitalnim fotoaparatom. Ima visoko občutljivost in široko območje

merjenja temperature, ki je med −20 °C in 650°C. Takšna kamera uporablja litij-ionsko

baterijo in ima reţo za spominsko kartico, kamor se shranjujejo nastale slike.

Slika 8.9: Uporabljena termovizijska kamera FLIR T335

8.2.2 Termovizijski posnetki hiše

S pomočjo termovizijske kamere smo naredili posnetke starejše hiše (slika 8.10), ki se

nahaja v vasi Kapele, ki leţi blizu Breţic. Hiša je stara okoli 40 let in še ni bila adaptirana,

kar pomeni, da so v hiši še prvotna lesena okna in vrata. Prav tako hiša nima zunanje

izolacije in izolacije podstrešja. Posnetke zgradbe smo naredili v zimskem času in jo tekom

nastanka fotografij tudi ogrevali, da bi pridobili čim boljše slike.


44

Slika 8.10: Hiša, katero smo posneli s termovizijsko kamero

Starejša okna predstavljajo slabost predvsem v zimskem času, saj zaradi njihovega slabega

tesnjenja uhaja veliko toplote iz prostora v okolico. Slabost se kaţe v strošku ogrevanja in

nelagodnem bivanju v samem prostoru. Spodnja fotografija (slika 8.11) predstavlja slabo

tesnjenje okna, kjer opazimo, da je okvir okna obarvan s toplejšo rumeno barvo. To

pomeni, da okvir okna ne opravlja svoje funkcije in prepušča toploto iz prostora v okolico.

Slika 8.11: Slabo tesnjenje okna

V zgornjem nadstropju hiše imamo v enem prostoru poškodovano okno, saj ga ne moremo

popolnoma zapreti. Ta problem pride do izraza še posebej v zimskem času, saj je radiator

nameščen pod oknom in veliko toplote uhaja direktno v okolico. To je lepo razvidno tudi


45

na spodnji fotografiji (slika 8.12), kjer so robovi okna obarvani z rumeno barvo, kar

predstavlja velike toplotne izgube.

Slika 8.12: Uhajanje toplote skozi okno v okolico

S spodnjo fotografijo (slika 8.13) ţelimo prikazati slaba lesena garaţna vrata in notranje

nadokenske škatle za rolete. Hiša ima rolete, ki se navijajo v škatlo, ki je v notranjosti

stene. Škatle za rolete so tanke in brez izolacije, zato kar nekaj toplote uhaja skozi njih v

okolico. To je prikazano na spodnji fotografiji, kjer je predel nad okni, ki vsebuje škatle,

obarvan s svetlejšo rumeno barvo.

Prav tako pa tudi lesena garaţna vrata več ne sluţijo svojemu namenu, saj zaradi njihove

starosti več ne tesnijo, kakor bi morale, in prepuščajo toploto.

Slika 8.13: Slabo tesnjenje garaţnih vrat in nadokenskih škatel za rolete


46

Slika 8.14 prikazuje del strehe, prekrite s snegom. Kot vemo, je sneg dober izolator, zato

so na delu strehe, prekrite s snegom, toplotne izgube manjše. Opazimo lahko, da so na

predelu strehe, kjer je sneg, temperature bistveno niţje kot pa drugje na strehi.

Slika 8.14: Del strehe prekrit s snegom

Tudi pogled hiše iz sprednje strani (slika 8.15) prikazuje toplotne izgube skozi okvirje

oken. Hišo ogrevamo s pomočjo drv, zato zaradi slabega tesnjenja oken porabimo kar

nekaj več lesa. Termovizijski posnetki hiše so nam še dodatno potrdili, da bomo morali

investirati v nova okna. Z zamenjavo oken bomo zmanjšali stroške ogrevanja in količino

porabljenih drv, hkrati pa bomo izboljšali tudi pogoje bivanja v prostorih.

Slika 8.15: Pogled na hišo iz sprednje strani


47

V prihodnosti bo potrebno narediti zunanjo izolacijo hiše in razmišljati o zamenjavi in

izolaciji strehe. Takšna investicija predstavlja velike stroške, vendar je zaradi starosti hiše

zelo potrebna. Spodnja fotografija (slika 8.16) je bila posneta v času, ko je bilo sonce zelo

močno. V takšnem primeru ne moremo posneti kakovostnih slik, saj sonce z oddajanjem

toplote ogreva določene dele hiše, kar bi nepravilno vplivalo na analizo naših posnetkov.

Na sliki vidimo, kako sonce segreva streho, saj levi del strehe seva bistveno višjo

temperaturo kakor desni del. Opazimo tudi, da sončni ţarki segrevajo leseno balkonsko

ograjo, saj ta na sliki oddaja višjo temperaturo, kar je prikazano s svetlo rumeno barvo.

Slika 8.16: Vpliv sonca na termovizijski posnetek hiše


48

9 SKLEP

V magistrskem delu je bil predstavljen brezpilotni zrakoplov oziroma dron. Cilj našega

dela je bil pridobitev termovizijskih posnetkov zgradb s pomočjo brezpilotnega zrakoplova

in pridobitev termovizijskih posnetkov starejše hiše.

Pred samo izvedbo letenja z dronom smo morali preučiti delovanje dronov in slovensko

zakonodajo o brezpilotnih zrakoplovih. Za letenje z droni je potrebno ogromno znanja s

področja zakonodaje, saj imamo veliko predpisov, katere je potrebno upoštevati pred

izvajanjem leta in tudi tekom letenja. Fotografije, posnete z dronom, smo ustrezno obdelali

s programom FLIR Tools in na ta način pridobili ustrezne termovizijske slike. Uporaba

dronov nam omogoča hitri pregled stavb iz zraka in odkrivanje napak na strešni kritini. Z

njihovo pomočjo odkrivamo toplotne izgube zaradi slabe izolacije podstrešja ali uhajanje

toplote zaradi slabega tesnjenja strešnega okna.

Pri termovizijskem pregledu starejše hiše smo se osredotočili na tesnost oken in vrat, saj so

le-ta starejše izvedbe in svojemu namenu več ne sluţijo dovolj kakovostno. Z uporabo

termovizijske kamere smo naredili posnetke hiše in bili pozorni na nepravilnosti na samem

objektu. Po opravljenem termovizijskem pregledu smo ugotovili, da je tesnjenje oken

slabo, zato bo v bliţnji prihodnosti potrebno investirati v nova okna. S takšno investicijo

bomo zniţali stroške ogrevanja in izboljšali bivanje v bivalnih prostorih.

Trenutno uporaba brezpilotnih zrakoplovov na področju energetike in pregledovanja

objektov še ni tako razširjena, vendar lahko v prihodnosti pričakujemo vse pogostejšo

uporabo dronov tako na področju energetike, kakor tudi v drugih panogah.


49

VIRI IN LITERATURA

[1] Brezpilotni letalniki: Kako izkoristiti njihove prednosti in obvarovati temeljne

človekove pravice? Dostopno na:

https://www.iprs.si/fileadmin/user_upload/Pdf/porocila/Brezpilotni_letalniki_-

_porocilo_IP.pdf [6. 6. 2017].

[2] Basic Components of a Drone or a Quadcopter – Know Different Parts Of A Drone.

Dostopno na: https://droneborn.com/basic-components-drone-quadcopter-

know-different-parts/ [7. 6. 2017].

[3] N. Zadnik, Uporaba dronov – med praktičnimi moţnostmi in zakonskimi

(ne)omejitvami, Diplomsko delo, Univerza v Mariboru, Maribor 2016.

Dostopno na: https://dk.um.si/IzpisGradiva.php?id=61885&lang=slv

[4] Multikopter DJI Phantom 4. Dostopno na: https://www.conrad.si/DJI-Phantom-

4-kvadrokopter-RtF-s-kamero,-GPS-funkcija,-

profesionalni.htm?websale8=conrad-

slowenien&pi=1426499&ci=SHOP_AREA_221790_1208043 [7. 6. 2018].

[5] Uredba o sistemih brezpilotnih zrakoplovov.

Dostopno na: http://www.caa.si/index.php?id=498&L=si [7. 6. 2017].

[6] Vlada ureja letenje z droni. Dostopno na:

http://www.delo.si/gospodarstvo/infrastruktura/vlada-ureja-letenje-z-

droni.html [7. 6. 2017].

[7] Predlog za oblikovanje skupnih predpisov za upravljanje brezpilotnih zrakoplovov

v Evropi. Dostopno na: https://www.easa.europa.eu/download/ANPA-

translations/205933_EASA_Summary%20of%20the%20ANPA_SL.pdf

[7. 6. 2017].

https://www.iprs.si/fileadmin/user_upload/Pdf/porocila/Brezpilotni_letalniki_-_porocilo_IP.pdf

https://www.iprs.si/fileadmin/user_upload/Pdf/porocila/Brezpilotni_letalniki_-_porocilo_IP.pdf

ttps://droneborn.com/basic-components-drone-quadcopter-know-different-p

ttps://droneborn.com/basic-components-drone-quadcopter-know-different-p

https://dk.um.si/IzpisGradiva.php?id=61885&lang=slv

https://www.conrad.si/DJI-Phantom-4-kvadrokopter-RtF-s-kamero,-GPS-funkcija,-profesionalni.htm?websale8=conrad-slowenien&pi=1426499&ci=SHOP_AREA_221790_1208043




http://www.caa.si/index.php?id=498&L=si

http://www.delo.si/gospodarstvo/infrastruktura/vlada-ureja-letenje-z-droni.html

http://www.delo.si/gospodarstvo/infrastruktura/vlada-ureja-letenje-z-droni.html

https://www.easa.europa.eu/download/ANPA-translations/205933_EASA_Summary%20of%20the%20ANPA_SL.pdf

https://www.easa.europa.eu/download/ANPA-translations/205933_EASA_Summary%20of%20the%20ANPA_SL.pdf


50

[8] Operation of Remotely Piloted Aircraft Systems. Dostopno na:

https://www.austrocontrol.at/jart/prj3/austro_control/main.jart?content-

id=1380112440527&rel=en&reserve-mode=active [7. 6. 2017].

[9] France – Rules for flying recreational drones. Dostopno na:

http://www.mlvdrone.fr/rules-for-flying-recreational-drones/ [7. 6. 2017].

[10] A. Gajšak, Pravna ureditev civilnih brezpilotnih letal – dronov v Evropski uniji,

Diplomsko delo, Univerza v Mariboru, Maribor 2016.

Dostopno na: https://dk.um.si/IzpisGradiva.php?id=64289&lang=slv

[11] Droni so pomoč v kmetijstvu. Dostopno na: https://www.geavis.si/2015/02/droni-

so-pomoc-v-kmetijstvu/ [7. 6. 2018].

[12] Frankenstates: Winning the agriculture teach war. Dostopno na:

https://www.cnbc.com/2014/06/23/frankenstates-winning-the-agriculture-tech-

war.html [16. 8. 2018].

[13] How Drones Are Revolutionizing the Energy Industry. Dostopno na:

https://www.drdrone.ca/blogs/drone-news-drone-help

blog/howdronesarerevolutionizingtheenergyindustry [7. 6. 2017].

[14] Send in the drones. Dostopno na : http://remagazine.coop/send-in-the-drones/

[7. 6. 2018].

[15] L. Gabrovšek, Upravičenost uporabe novih tehnologij pri vzdrţevanju

visokonapetostnih daljnovodov: primer uporabe brezpilotnega letala, Magistrsko

delo, Univerza v Ljubljani, Ljubljana 2015. Dostopno na: http://www.cek.ef.uni-

lj.si/magister/gabrovsek1997-B.pdf

[16] High-Tech Innovation. Dostopno na:

http://www.tdworld.com/tools-technology/high-tech-innovation [7. 6. 2018].

https://www.austrocontrol.at/jart/prj3/austro_control/main.jart?content-id=1380112440527&rel=en&reserve-mode=active

https://www.austrocontrol.at/jart/prj3/austro_control/main.jart?content-id=1380112440527&rel=en&reserve-mode=active

http://www.mlvdrone.fr/rules-for-flying-recreational-drones/


https://www.geavis.si/2015/02/droni-so-pomoc-v-kmetijstvu/

https://www.geavis.si/2015/02/droni-so-pomoc-v-kmetijstvu/

https://www.drdrone.ca/blogs/drone-news-drone-help

http://remagazine.coop/send-in-the-drones/

http://www.cek.ef.uni-lj.si/magister/gabrovsek1997-B.pdf

http://www.cek.ef.uni-lj.si/magister/gabrovsek1997-B.pdf

http://www.tdworld.com/tools-technology/high-tech-innovation


51

[17] M. Zdolšek, Vzdrţevanje zaščitne strelovodne vrvi na daljnovodih prenosnega

omreţja v Sloveniji, Diplomsko delo, Univerza v Mariboru, Maribor 2015.

Dostopni na : https://dk.um.si/IzpisGradiva.php?id=54294&lang=slv

[18] Using drones for solar panel inspection. Dostopno na:

https://diydrones.com/profiles/blogs/using-drones-for-solar-panel-inspection

[16. 8. 2018].

[19] Remote aerial inspection with FAE Drones- power lines. Dostopno na:

https://www.youtube.com/watch?v=OSwZb0T8D2M [16. 8. 2018].

[20] Z. Praunseis, R. Strojsko, Energetska oskrba objektov, Fakulteta za energetiko,

Krško 2014.

[21] Termokamere. Dostopno na: : http://www.elter.si/termografija.php?page=19

[13. 6. 2018].


https://www.youtube.com/watch?v=OSwZb0T8D2M

http://www.elter.si/termografija.php?page=19


52

PRILOGE

PRILOGA A: SOGLASJE ZA UPORABO TERMOVIZIJSKIH SLIK


53

PRILOGA B: IZJAVA O AVTORSTVU IN ISTOVETNOSTI TISKANE IN

ELEKTRONSKE OBLIKE ZAKLJUČNEGA DELA


54

Documents

UPORABA BREZPILOTNIH ZRAKOPLOVOV V ENERGETIKI · 2018. 9. 30. · sistem za upravljanje nalog [1]. Konstrukcijsko ogrodje dronov je ponavadi iz plastike ali karbonskih vlaken. V praksi