ES2638330T3 - Dispositivo automático de limpieza para superficies continuas, en particular para colectores termales solares, paneles fotovoltaicos y superficies similares - Google Patents

Dispositivo automático de limpieza para superficies continuas, en particular para colectores termales solares, paneles fotovoltaicos y superficies similares Download PDF

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Abstract

Dispositivo automático para la limpieza de superficies continuas, talescomo colectores termales solares, fotovoltaicos, que comprende al menos una máquina limpiadora (2), al menos un motor (6) y un soporte (3) para dicha máquina limpiadora (2) y motor (6), comprendiendo un dispositivo de traslación que incluye un eje de torsión (8) que se mueve de forma giratoria por medio del motor (6) y conecta al menos una primera y una segunda unidades de traslación (9) dispuestas sobre dicha máquina limpiadora (2) en los respectivos extremos del eje de torsión (8), accionándose el movimiento lineal de traslación de dicha máquina limpiadora (2) a lo largo de la superficie (10) a tratar por medio del movimiento de rotación sincrónica transmitido por dicho eje de torsión (8) a dichas al menos primera y segunda unidades de traslación (9), permitiendo el movimiento de rotación sincrónica de dichas al menos primera y segunda unidades de traslación (9) mantener el paralelismo de dicha máquina limpiadora (2) con respecto a dicha superficie (10), caracterizado porque dichas primera y segunda unidades de traslación (9) están adaptadas para actuar durante el desplazamiento de dicha máquina limpiadora (2) contra los bordes opuestos de dicha superficie (10).

Description

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DISPOSITIVO AUTOMATICO DE LIMPIEZA PARA SUPERFICIES CONTINUAS, EN PARTICULAR PARA COLECTORES TERMALES SOLARES, PANELES FOTOVOLTAICOS Y SUPERFICIES SIMILARES
Campo tecnico de la invencion
La presente invencion se refiere a un dispositivo automatico de limpieza para superficies continuas como colectores termales solares, paneles fotovoltaicos, claraboyas industriales y superficies similares que requieren una limpieza diaria o de cierta frecuencia.
Estado de la tecnica
La ventaja economica en el campo fotovoltaico se asegura mediante la limpieza de las superficies de los paneles, lo que permite mantener una alta y duradera eficiencia del sistema. La presencia de suciedad en dichas superficies reduce drasticamente la eficiencia de los paneles y sus ventajas economicas.
Superficies de paneles limpias son tambien necesarias para mantener las celdas fotovoltaicas en buen estado y asf garantizar su perfecto funcionamiento; de hecho la presencia de suciedad provoca un sobrecalentamiento de las celdas y pone en riesgo su funcionamiento.
Los sistemas comunmente conocidos para una limpieza de superficies continuas son esencialmente de dos tipos: el primero preve el uso de vehfculos provistos de un brazo mecanico que comprende un cepillo giratorio y boquillas; ejemplos de este primer tipo se describen en las patentes WO 2011/029416, EP 2295158, WO 2010/142837, WO 1010/106195 y WO 2010/072877. Este tipo de sistema es aplicable exclusivamente para la limpieza de instalaciones que se encuentran en el suelo y que estan provistas de una separacion adecuada entre las filas de paneles que permita el paso del vehfculo.
El segundo tipo presenta sistemas fijos que funcionan sobre gufas. Estos sistemas, que comprenden barras sobre las cuales se montan boquillas y cepillos
giratorios, adoptan gufas laterales fijadas en la estructura de paneles o en la
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cubierta o estan provistos de sistemas de transportes tales como correas, cadenas, actuadores lineales y cilindros que permiten un movimiento paralelo de las barras a lo largo de la estructura de paneles.
Un inconveniente de sistemas de este tipo radica en su incapacidad de pasar de una fila de paneles a la otra a causa de la estructura y complejidad de los medios de gufa. Esto los hace economicamente poco practicos para su aplicacion en parques fotovoltaicos muy extensos. Algunos ejemplos de este segundo tipo de sistemas se describen en las patentes WO 2011/004411, DE 10 2010 025 845, JP 2011-1800, EP 2048455 y KR10-2009-0090722.
La patente DE 20 2010 015 730 describe un dispositivo para la limpieza de una superficie acristalada inclinada, en el cual un aparato de limpieza se desplaza a lo largo de un cable gufa sujeto al borde de la superficie acristalada. El aparato comprende un cepillo giratorio accionado electricamente y un dispositivo de pulverizacion provisto de boquillas.
La patente EP 0505856 muestra un aparato para la limpieza de superficies continuas suaves que comprende una unidad de limpieza y una unidad de anclaje. La unidad de limpieza comprende cepillos giratorios, boquillas para pulverizar detergentes lfquidos, conductos de aspiracion y/o soplado que cooperan entre si. La unidad de anclaje comprende un par de carriles de cadena accionados por motor a las que estan asociadas varias ventosas. La unidad de anclaje incluye ademas otro grupo de carriles de cadena dispuestos en angulo recto con respecto a los carriles de cadena antes mencionados, lo que permite un desplazamiento transversal del aparato.
El estado de la tecnica mas similar esta representado en la patente FR-A- 2715552.
Resumen de la invencion
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El objetivo principal del objeto de la presente invencion es proporcionar un dispositivo automatico para la limpieza de superficies continuas como colectores termales solares, paneles fotovoltaicos o superficies similares, que permita solventar los inconvenientes que presenta el estado de la tecnica antes descrito.
En el ambito del objetivo mencionado un proposito de la presente invencion es proporcionar un dispositivo automatico para la limpieza de superficies continuas capaz de desplazarse en lfnea con dicha superficie continua o paralelo a ella sin necesidad de usar gufas fijas creadas sobre el conjunto de paneles o sobre la estructura, como por ejemplo un tejado que soporte dicho conjunto de paneles.
Otro proposito es crear un dispositivo capaz de moverse a lo largo de la superficie a tratar incluso cuando aparecen huecos en dicha superficie, como por ejemplo espacios vacfos entre un panel y el siguiente o juntas entre una pared de vidrio y la siguiente.
Otro objetivo es proporcionar un dispositivo capaz de tratar automaticamente diferentes filas de conjunto de paneles, como por ejemplo parques fotovoltaicos, gracias a su capacidad de desplazarse de una fila a la otra de manera completamente independiente.
Otro objetivo no menos importante es proporcionar un dispositivo automatico para la limpieza de superficies continuas que alcance los objetivos mencionados a costes competitivos y que pueda fabricarse con la maquinaria y el equipo habitual conocido.
Los objetivos mencionados y otros que se haran mas evidentes mas adelante en este documento se alcanzan con un dispositivo automatico para la limpieza de superficies continuas segun la definicion de la reivindicacion 1.
Breve descripcion de los dibujos
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Caracterfsticas y ventajas de un dispositivo automatico para la limpieza de superficies continuas segun la presente invencion se haran mas evidentes con la siguiente descripcion de un ejemplo de realizacion particular, pero no exclusivo, presentada puramente a modo de ejemplo no limitativo y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, que muestran lo siguiente:
Figura 1 presenta esquematicamente una instalacion que comprende varios paneles fotovoltaicos dispuestos en varias filas en la que se aplica un dispositivo automatico para limpiar superficies continuas segun la presente invencion, en posicion inactiva Figura 2 muestra esquematicamente el dispositivo segun la presente invencion en una posicion operativa a lo largo del conjunto de paneles o pared de vidrio
Figura 3 presenta una vista en perspectiva del dispositivo automatico para la limpieza de superficies continuas segun la presente invencion
Descripcion detallada de la invencion
Haciendo referencia a las figuras adjuntas el numero 1 indica un dispositivo automatico para la limpieza de superficies continuas 10 segun la presente invencion, que comprende una maquina limpiadora 2 y un soporte 3 para acoplar la maquina 2 en posicion inactiva.
La maquina limpiadora 2 comprende un bastidor 4 en el cual se fija la parte mecanica para el movimiento y rotacion de un cepillo giratorio 5. El movimiento de traslacion de la maquina limpiadora 2 y del cepillo giratorio 5 es proporcionado por un motor electrico 6.
Preferiblemente el motor electrico 6 se acciona por medio de baterfas 7 que se recargan por energfa solar mediante un panel fotovoltaico o conectandolas a la red electrica.
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El movimiento lineal de la maquina limpiadora 2 a lo largo de la superficie 10 a tratar es proporcionado por un dispositivo de traslacion que comprende un eje de torsion 8, accionado en rotacion por el motor 6 y que conecta al menos una primera y una segunda unidades de traslacion, identificadas en su conjunto con el numero de referencia 9, incluyendo cada unidad medios de polea interconectados por correas de accionamiento y ruedas de friccion que interactuan con los medios de polea; las unidades de traslacion 9 primera y segunda estan dispuestas en las placas de extremidad 14 del bastidor 4 en los respectivos extremos del cepillo giratorio 5. La rotacion producida por el motor 6 en el eje de torsion 8 produce a su vez una rotacion en modo sfncrono en la primera y segunda unidad de traslacion 9.
Cuando la maquina limpiadora 2 esta en posicion operativa sobre la superficie 10, como muestra la figura 2, las unidades de traslacion 9 presionan sobre los bordes superior e inferior de la superficie 10 y mediante la rotacion producida por el eje de torsion 8 se produce el desplazamiento lineal de la maquina 2 a lo largo de la superficie 10. Los bordes de la superficie 10 son por tanto las gufas para el desplazamiento de la maquina 2 a lo largo de dicha superficie 10, sin necesitarse medios de gufa especiales como en soluciones anteriores; ademas el eje de torsion 8, que conecta y gufa las unidades de traslacion 9, garantiza el paralelismo entre la maquina 2 y la superficie 10 durante el desplazamiento lineal operativo de la maquina, gracias a que la extension de movimiento facilitado por el eje de torsion 8 es igual para la primera y para la segunda unidad de traslacion 9.
Otro aspecto del sistema de traslacion de la maquina limpiadora 2 consiste en que el movimiento transmitido por el eje de torsion 8 y las unidades de traslacion 9 permite que la maquina 2 avance incluso si hay huecos en la superficie 10 a tratar, como por ejemplo un hueco entre un panel y el siguiente, siempre que la distancia entre los bordes de los dos paneles adyacentes permanezca entre ciertos lfmites.
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El dispositivo limpiador segun la presente invencion se puede realizar tambien de forma modular dependiendo de la extension de la superficie 10 a tratar, juntando dos o mas maquinas 2 unas con otras y conectandolas mediante un eje de torsion 8 sencillo como muestra la figura 3; para cada placa intermedia 4, asf como para las placas de extremo 14 se disponen unidades individuales de traslacion 9; el eje de torsion 8 que conecta las diferentes unidades de traslacion 9 entre si transmite un movimiento giratorio de forma sincronizada, garantizando asf el paralelismo del conjunto consistente en dos o mas maquinas 2 durante el movimiento lineal del desplazamiento.
Naturalmente, la estructura modular tambien puede realizarse uniendo dos o mas cepillos giratorios 5 con un bastidor 4 que tenga la longitud apropiada para la extension de la superficie a tratar.
Tambien pueden disponerse dos motores 6 en los respectivos extremos de la estructura modular, cuando dicha estructura modular se extiende a longitudes totales considerables.
El funcionamiento del dispositivo puede controlarse de forma manual o de forma automatica mediante un ordenador con el software y los sensores adecuados, que puedan iniciar la operacion de limpieza cuando se detectan condiciones especfficas, como por ejemplo dfas de lluvia. Al final de la operacion de limpieza la maquina o maquinas 2 se detienen automaticamente en el soporte de muelle 3 para evitar que el sistema fotovoltaico quede oculto a la luz durante la produccion diaria de energfa o para evitar bultos antiesteticos sobre la superficie de cristal de un edificio.
Otro aspecto de la presente invencion consiste en la posibilidad de tratar diferentes filas de paneles automaticamente, una caracterfstica particularmente apropiada en el caso de paneles fotovoltaicos o colectores termales solares dispuestos en multiples filas o en el caso de parques fotovoltaicos o solares.
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En este caso, el soporte de muelle 3 se acciona mediante un motor 11 y se desliza a lo largo de las gufas 12 dispuestas en los laterales de las filas de paneles 13. Asf el soporte 3 ademas de servir como estacion para la maquina o maquinas 2 en situacion de inactividad, tambien sirve de carro para transportar la maquina o maquinas 2 entre las filas de paneles adyacentes 13, ya que puede trasladarse de un panel al siguiente para posicionar la maquina o maquinas 2 cerca de los paneles 13 a tratar.
De lo arriba expuesto resulta evidente que la presente invencion alcanza los propositos y ventajas inicialmente previstos: de hecho, los inventores han creado un dispositivo automatico para la limpieza de superficies continuas, como por ejemplo colectores termales, paneles fotovoltaicos, claraboyas industriales y superficies similares, capaz de superar los inconvenientes de soluciones conocidas en el estado de la tecnica.
En particular, el dispositivo automatico segun la presente invencion tiene la capacidad de trasladarse linealmente permaneciendo paralelo a la superficie a tratar sin necesidad de gufas especiales en los paneles o en la estructura, techo o suelo que soporta los paneles.
Tambien es posible realizar la instalacion del dispositivo de manera extremadamente sencilla sobre un sistema ya existente, con tiempos de instalacion considerablemente mas cortos que en el caso de soluciones ya existentes.
Ademas el dispositivo es capaz de avanzar a lo largo de la superficie a tratar incluso cuando dicha superficie contiene huecos, como por ejemplo espacios vacfos entre un panel y el siguiente.
Gracias a la posibilidad de comprender un carro, el dispositivo puede tambien tratar automaticamente diferentes filas de conjuntos de paneles, como por ejemplo un parque fotovoltaico, ya que puede moverse de una fila a la siguiente de manera totalmente independiente.
Naturalmente, la presente invencion esta abierta a numerosas aplicaciones, modificaciones o variaciones sin apartarse por ello del alcance de la proteccion que viene definido en la reivindicacion independiente 1.
Ademas los materiales y el equipamiento utilizados para realizar la presente invencion, asf como las formas y dimensiones de cada componente, pueden ser los mas apropiados para cada requisito especffico.

Claims (5)

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    1. Dispositivo automatico para la limpieza de superficies continuas, talescomo colectores termales solares, fotovoltaicos, que comprende al menos una maquina limpiadora (2), al menos un motor (6) y un soporte (3) para dicha maquina limpiadora (2) y motor (6), comprendiendo un dispositivo de traslacion que incluye un eje de torsion (8) que se mueve de forma giratoria por medio del motor (6) y conecta al menos una primera y una segunda unidades de traslacion (9) dispuestas sobre dicha maquina limpiadora (2) en los respectivos extremos del eje de torsion (8), accionandose el movimiento lineal de traslacion de dicha maquina limpiadora (2) a lo largo de la superficie (10) a tratar por medio del movimiento de rotacion sincronica transmitido por dicho eje de torsion (8) a dichas al menos primera y segunda unidades de traslacion (9), permitiendo el movimiento de rotacion sincronica de dichas al menos primera y segunda unidades de traslacion (9) mantener el paralelismo de dicha maquina limpiadora (2) con respecto a dicha superficie (10), caracterizado porque dichas primera y segunda unidades de traslacion (9) estan adaptadas para actuar durante el desplazamiento de dicha maquina limpiadora (2) contra los bordes opuestos de dicha superficie (10).
  2. 2. Dispositivo automatico segun la reivindicacion 1, en el cual los bordes de la superficie (10) junto con dichas al menos primera y segunda unidades de traslacion (9) forman los medios de gufa durante el desplazamiento de dicha al menos una maquina limpiadora (2) a lo largo de la superficie (10).
  3. 3. Dispositivo automatico segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicha al menos una maquina limpiadora (2) comprende un bastidor (4) al cual van asociadas las al menos primera y segunda unidades de traslacion (9).
  4. 4. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dichas al menos primera y segunda unidades de traslacion (9) incluyen
    respectivamente medios de polea interconectados por correas de accionamiento y ruedas de friccion que interactuan con dichos medios de polea.
    5 5. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual
    dicho dispositivo puede realizarse de forma modular uniendo dos o mas maquinas limpiadoras (2), conectando dicho eje de torsion (8) las respectivas unidades de traslacion (9) de dichas dos o mas maquinas limpiadoras (2).
    10
  5. 6. Dispositivo segun la reivindicacion 5, en el cual se disponen dos motores (6) en los respectivos extremos de dicho dispositivo realizado de forma modular.
    15 7. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual
    dicha al menos una maquina limpiadora (2) se detiene automaticamente en dicho soporte (3) al final de la fase de operacion de limpieza y se acopla en la posicion de inactividad.
    20 8. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual
    el soporte (3) se realiza de forma deslizable a lo largo de gufas adaptadas (12) para permitir el desplazamiento de dicha al menos una maquina limpiadora (2) entre dos o mas filas adyacentes de dicha superficie (10) a tratar.
    25
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