无人机运输技术在山地光伏项目中的应用研究

一、引言

1、山地光伏项目的特殊性

云南省作为中国光伏资源最丰富的省份之一，其集中式光伏项目多位于滇东北、滇西北等坡度陡峭的高海拔山区。本项目典型特征包括：

地块分散：光伏方阵区各地块均位于山地斜坡地带，山坡相对陡峭，从东南到西北绵延 20 公里分布，区域跨度大且各地块零散分布，海拔在 1450～2500米。

施工干扰因素：场址周边及道路沿线涉及村落、民房、河道、桥梁、高压线塔、墓地等，且地表植被属性多样（农作物、水果等），部分地块进场道路与当地村民共用。

生态脆弱性：地表植被覆盖度低，地表土层薄，季节性冲沟发育，雨季降雨集中（年降水量 600～1100mm ），临时道路开挖易引发滑坡与泥石流。

运输成本高昂：方阵区周边既有乡道主要为混凝土路（村村通）或人工修凿的土路，部分现有道路路况较差，主要表现为宽度较窄、坡度大、弯道急、回头弯多，不利于机械设备运输，人工搬运日均效率不足 1500kg ，轨道车需额外投入 1.8～2.5 万元 /km 铺设临时轨道，且临时轨道需反复拆装。

2、无人机运输的适配性

无人机运输凭借“垂直起降、空中直达”运输特性，可规避高海拔复杂山地地形限制，减少施工便道开挖，减少对原有地表生态的扰动，契合国家“生态优先”、“绿水青山就是金山银山”的发展理念。

二、无人机运输的综合性优势分析

1、运输便捷性：突破山地地形限制

直达运输：在本项目中，无人机将混凝土、电缆、支架配件及组件从各方阵顶部临时材料堆放场直接投送至 71 个分散子方阵施工作业面，经现场测试，从山坡顶往下飞行运输，运距在 100～300m 内运输效率最佳，单趟运输时间从人工绕行搬运的 0.5～0.8 小时缩短至 3～5 分钟；

2、安全性：降低作业安全风险

零人员伤亡：在坡度 >40^∘ °的植被较少山地上，人工搬运发生事故率为0.25次 / 千人次，通过无人机运输，实现了“人材分离”，减少了工人在陡峭边坡上来回穿梭的频次，从根源上消除了材料运输过程中人员坠落的风险。

高精度避障：激光雷达与 AI 视觉融合技术，识别山体凸起与植被障碍物，避障成功率＞ 99% 。

3、高效性：运输效率与成本对比

4、生态环保性：减少生态破坏与水土流失

减少施工便道开挖：100MW 光伏项目减少临时道路 10 公里以上，保护原生植被不被破坏 5～6 公顷，减少土石方开挖3 万方以上。

水土流失控制：施工过程中施工便道开挖量减少，山地轨道车铺设植被清表工作减少，无人机运输不需破坏地表植被，地表扰动减少 20% 以上，雨季泥沙冲刷量降低 15% （年减少流失量约 300 吨）以上。

三、无人机的局限性及应对策略

1. 技术瓶颈

载重限制：当前无人机常规载重在 25～100kg ，载重量越大造价越昂贵，经济性上不利于材料运输。

续航限制：当前主流无人机续航时间在 20～30min ，作业过程中需配备发

电机和多组备用电池，实现持续充电续航；

气象敏感性：施工遭遇雨雪天气无人机需停飞，5 级及以上大风环境下无人机无法起飞。

2. 多模式组合协同解决方案

“无人机 + 轨道车 + 人工”混合运输：在光伏方阵区设置材料临时堆放场，采用“轨道车 + 人工”或“无人机 + 轨道车 + 人工”的混合运输方式，轨道车和人工配合运送距离较近材料，无人机负责末端配送。

四、未来应用趋势与技术展望

1. 无人机技术突破方向

重载无人机研发：无人机研发企业通过机身轻量化设计，减轻自身重量，通过研发更强劲动力系统和技术创新，持续提升现有无人机的载重能力。

续航方向研究：通过AI 算法和实时数据（如气象、地形）相结合，作业时动态调整飞行路径与作业参数，尽量减少无效飞行能耗；通过开发新型续航能力强的电池替代传统锂电池，提升电池能量密度，提高续航时间。

极端环境适应性设计升级：对无人机采用防护设计，在机身涂刷隔水涂层，防止水汽侵入电子设备，降低阴雨天气对飞行的影响；通过动力设计和机身线型改进，增强无人机在大风、沙尘等恶劣天气下的飞行稳定性。

2. 轻量化光伏材料提升适配性

轻量化光伏组件：目前光伏组件常规重量在 20～40kg ，传统光伏组件依赖较重的玻璃和金属框架，未来以新型材料（如高分子聚合物、柔性基板及纳米涂层）技术为突破点，可减轻组件重量，能更好适配无人机单次运输。

3. 政策与产业协同

云南省将无人机运输纳入“绿色能源示范项目”补贴范围（最高补贴可达30% ），光伏相关企业可与无人机厂商联合研究无人机运输技术应用，推动无人机运输技术发展。

结论

在云南山区集中式光伏项目中，无人机运输技术通过“空运代陆运”的运输模式，显著提升了光伏方阵分散的运输效率，同时减少了道路开挖对脆弱生态的破坏，兼具经济性与环保性双重价值。尽管在载重、续航与气象适应性仍受制约，但通过重载无人机研发、轻量化光伏材料推广与多模式组合协同运输，无人机技术有望成为山地光伏项目材料运输的优秀解决方案，并为全国类似地形光伏项目施工提供技术范本。

参考文献

[1] 云南省能源局，《云南省山地光伏建设生态保护技术指南》，2023 ；

[2] 大疆创新，《行业级无人机在能源领域的应用白皮书》，2024 ；