JP2015003298A - ソーラーパネル清掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】間隔を開けて配列された複数の受光面を、自走する１台の本体で効率よく清掃することができるソーラーパネル清掃装置を提供することである。【解決手段】複数の受光面２１ａ、２１ｂ間に開けられた間隔Ａに、自走する本体１が乗り移り可能な移載台１０を配設し、本体１が移載台１０に乗り移って、間隔Ａを開けた一方の受光面２１ａから他方の受光面２１ｂへ移載されるようにすることにより、間隔Ａが開けられた複数の受光面２１ａ、２１ｂを、自走する１台の本体１で効率よく清掃することができるようにした。【選択図】図５

Description

本発明は、ソーラーパネルの受光面を清掃するソーラーパネル清掃装置に関する。

近年、再生可能エネルギを利用する発電システムの１つとして、太陽光エネルギを利用するソーラーシステムの普及が進んでいる。ソーラーシステムはソーラーパネルの受光面を太陽に向けて屋外に設置するものであり、工場、ビル、一般家屋等の屋根や屋上を有効活用して、ソーラーパネルを設置できる利点もある。ソーラーパネルは太陽の照る方向（日本では南方）へ受光面を傾斜させて設置されることが多い。

ソーラーパネルは、光起電力効果によって太陽光を即時に電力に変換する太陽電池を組み込んだ複数のセルをパネル状に組み立てたものであり、一般的なソーラーシステムでは複数のパネルユニットを縦横に並べて接続したアレイとして用いられる。大規模なメガソーラーシステムでは、複数のアレイを互いに間隔を開けて１方向または２方向に配列したものがある。これらのアレイの受光面間の間隔は設置場所等によって異なるが、通常は１〜５ｍ程度とされ、設置工事等の作業用スペースとして利用される。

これらのソーラーパネルは屋外に設置されるので、大気や雨水に含まれる塵埃や、鳥の糞、枯葉等の異物が受光面に付着する。このため、これらの受光面に付着した塵埃や異物によって太陽光が遮断され、発電効率が低下することが、ソーラーシステムの大きな問題となっている。この発電効率の低下を防止するためには、ソーラーパネルの受光面を適宜清掃して、付着した塵埃や異物を除去すればよいが、ソーラーパネルは屋根や屋上等の高所に設置されることが多いので、安全性等の面から人手による清掃は困難である。また、広大な受光面を有するメガソーラーシステムでは、人手による清掃は多大な手間を必要とする。

このようなソーラーパネルの清掃の問題に対して、ソーラーパネルの受光面上に、ブラシ等の清掃手段を搭載した本体を配置し、この本体を受光面上で所定の清掃ラインに沿って移動させながら清掃手段で受光面を清掃するソーラーパネル清掃装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１に記載されたソーラーパネル清掃装置では、受光面が傾斜するソーラーパネルの上端と下端で水平方向の長手方向に延びる載架レールと、受光面の傾斜方向の上下縦軸方向に延びる上下移動用レールとを設け、清掃手段を搭載した本体を上下移動用レールで傾斜方向の清掃ラインに沿って移動させながら清掃し、上下端の載架レールで傾斜方向と直交方向に次の清掃ラインの位置へ移動させて、ソーラーパネルの受光面全域を清掃するようにしている。

特許文献２に記載されたソーラーパネル清掃装置では、清掃手段を搭載した本体に、ソーラーパネルの受光面上で自走する自走手段と、ソーラーパネルの大きさや形状を認識する認識手段と、自走手段等を駆動する電源装置とを設け、認識手段の出力に基づいて本体が受光面を所定の清掃ラインに沿って順次移動するように制御するようにしている。認識手段としては超音波センサを用いている。

特開２００２−２７３３５１号公報 特開２０１０−１８６８１９号公報

特許文献１、２に記載された従来のソーラーパネル清掃装置は、清掃手段を搭載した本体を連続する１つの受光面上でしか移動させることができない。このため、複数のアレイの受光面が間隔を開けて配列されたメガソーラーシステム等では、本体を手作業で別のアレイの受光面に移載する必要があり、清掃作業の効率が著しく低下する問題がある。このような手作業による移載をなくすためには、本体をアレイ毎に配置すればよいが、複数台の本体を用意する必要があり、設備コストが高くなる。

また、特許文献１に記載されたものは、本体の移動を案内する載架レールや上下移動用レールをアレイ毎に敷設する必要があるので、設備コストがさらに増加するとともに、屋根等に必要以上の重量が加わる問題もある。特許文献２に記載されたものは、本体が自走するので、このような設備コストの増加はない。

そこで、本発明の課題は、間隔を開けて配列された複数の受光面を、自走する１台の本体で効率よく清掃することができるソーラーパネル清掃装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、ソーラーパネルの受光面上に配置される本体が、前記受光面上を自走する自走手段と、前記受光面を清掃する清掃手段とを備えたソーラーパネル清掃装置において、複数の前記受光面が間隔を開けて配列され、前記複数の受光面間に開けられた間隔に、前記自走する本体が乗り移り可能な移載台が配設され、前記本体が前記移載台に乗り移って、前記間隔を開けた受光面の一方から他方へ移載される構成を採用した。

すなわち、複数の受光面が間隔を開けて配列された場合に、複数の受光面間に開けられた間隔に、自走する本体が乗り移り可能な移載台が配設され、本体が移載台に乗り移って、間隔を開けた受光面の一方から他方へ移載されるようにすることにより、間隔が開けられた複数の受光面を、自走する１台の本体で効率よく清掃することができるようにした。

前記移載台を前記受光面間の間隔が開く方向に横移動させる横移動手段を設けることにより、受光面間の間隔が広い場合であっても、一方の受光面から本体が乗り移った移載台を横移動させて、本体を他方の受光面へ乗り移らせるようにし、移載台をコンパクトに設計することができる。

前記移載台の高さを調整する高さ調整手段を設けることにより、受光面間に高さの段差がある場合であっても、一方の受光面から本体が乗り移った移載台の高さを他方の受光面の高さに合せるように調整して、本体を他方の受光面へ乗り移らせることができる。

本発明に係るソーラーパネル清掃装置は、複数の受光面が互いに間隔を開けて配列された場合に、複数の受光面間に開けられた間隔に、自走する本体が乗り移り可能な移載台が配設され、本体が移載台に乗り移って、間隔を開けた受光面の一方から他方へ移載されるようにしたので、間隔が開けられた複数の受光面を、自走する１台の本体で効率よく清掃することができる。

（ａ）は本発明に係るソーラーパネル清掃装置の本体を示す外観斜視図、（ｂ）は（ａ）の側面図 図１の本体が清掃する１つのアレイの受光面の例を示す平面図 図２のアレイを複数配列したメガソーラーシステムの例を示す鳥瞰図 本発明に係るソーラーパネル清掃装置の移載台を示す外観斜視図 （ａ）、（ｂ）は、図３の間隔Ａの場所で同じ高さの受光面間で本体を移載する手順を説明する側面図 （ａ）、（ｂ）は、図３の間隔Ａの場所で異なる高さの受光面間で本体を移載する手順を説明する側面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明に係るソーラーパネル清掃装置の本体１を示す。この本体１は、後述するソーラーパネルのアレイ２０の受光面２１を自走する自走手段として左右一対のクローラ２を備え、清掃手段として、洗浄液タンク３ａの洗浄液を受光面２１に噴射する洗浄液ノズル３ｂ、洗浄液が噴射された受光面２１をブラッシングする回転ブラシ４、およびブラッシングされた受光面２１をワイピングするワイパ５を備え、これらの自走手段と清掃手段を駆動するバッテリ６を搭載している。

図２は、前記本体１が清掃する１つのアレイ２０の受光面２１の例を示す。このアレイ２０は多数のパネルユニット２２を縦横に並べて配列したものであり、受光面２１は一方向に傾斜している。この例では、受光面２１での本体１のスタート地点は傾斜上端側の左端とされ、本体１が自走しながら清掃する複数の清掃ライン２３が受光面２１の傾斜方向と直交方向に設定されている。本体１はスタート地点から右方へ最初の清掃ライン２３を自走した後、受光面２１の右側の境界の直前で傾斜方向を下る方向へ直角に向きを変え、下側の次の清掃ライン２３の位置まで移動し、さらに左方向へ直角に向きを変えて、次の清掃ライン２３を左方へ自走する。本体１の向きを変える際には、左右のクローラ２を逆駆動または片側駆動させる。このような本体１の方向転換を受光面２１の左右両側の境界で行い、順次下側の清掃ライン２３を自走して、受光面２１の全域を清掃する。なお、清掃ライン２３の経路はこの例に限定されることはなく、任意に設定することができる。

図３は、複数のアレイ２０をＸＹ方向の２方向に配列したメガソーラーシステムの例を示す。各アレイ２０の受光面２１は同一角度でＹ方向に傾斜している。隣接する各アレイ２０の受光面２１間には、傾斜方向と直交方向のＸ方向で間隔Ａが開けられ、傾斜方向のＹ方向で間隔Ｂが開けられており、これらの間隔Ａ、Ｂは１〜５ｍ程度とされている。これらの間隔Ａ、Ｂの適宜の場所には、後述する移載台１０が配設され、本体１がＸ方向またはＹ方向で隣接するアレイ２０の受光面２１に移載される。

図４は、前記本体１を隣接するアレイ２０の受光面２１に移載する移載台１０を示す。この移載台１０は、間隔Ａ、Ｂが延びる長手方向と、間隔Ａ、Ｂが開く横方向とに移動可能な台車部１１と、本体１が乗り移る台部１２と、台部１２を昇降させる高さ調整手段としての昇降部１３とからなる。台部１２は受光面２１の傾斜角度に合せて一方向に傾斜しており、傾斜方向と直交方向にスライド可能とされている。移載台１０は、間隔Ａまたは間隔Ｂで本体１が移載される適宜の場所に移動させて用いられる。

前記移載台１０には、図示は省略するが、台車部１１、台部１２および昇降部１３を駆動するバッテリが搭載されている。台車部１１には公知の自走台車を用いることもでき、移載台１０はプログラムに従って所定の決められたコースを移動するようにしてもよいし、外部コントローラからの指令を受信して適宜の場所に移動するようにしてもよい。また、台部１２と昇降部１３は、同様にプログラムまたは外部コントローラからの指令によって駆動してもよいし、受光面２１の位置を検出するセンサの出力に基づいて駆動するようにしてもよい。

図５（ａ）、（ｂ）は、前記間隔Ａの場所で、Ｘ方向で隣接するアレイ２０の同じ高さの受光面２１ａ、２１ｂ間で本体１を移載する手順を示す。図５（ａ）、（ｂ）は、手順を分かりやすくするために、受光面２１ａ、２１ｂと平行な方向からの側面図としている。まず、図５（ａ）に示すように、移載台１０を本体１の受け渡し側の受光面２１ａ側に寄せて、台部１２を受光面２１ａに突き合わせるようにスライドさせ、自走する本体１を受光面２１ａから台部１２に乗り移らせる。つぎに、図５（ｂ）に示すように、本体１を台部１２に載せた移載台１０を受光面２１ｂ側へ横移動させるとともに、台部１２をスライドさせて、同じ高さの受け取り側の受光面２１ｂに突き合わせ、こののち、自走する本体１を受光面２１ｂに乗り移らせる。

図６（ａ）、（ｂ）は、前記間隔Ａの場所で、Ｘ方向で隣接するアレイ２０の異なる高さの受光面２１ａ、２１ｂ間で本体１を移載する手順を示す。図６（ａ）、（ｂ）も、受光面２１ａ、２１ｂと平行な方向からの側面図としている。この手順は、図６（ａ）で、受け渡し側の受光面２１ｃから本体１を台部１２に乗り移らせる点は同じであり、図６（ｂ）で、台部１２を受け取り側の受光面２１ｂに突き合わせるときに、昇降部１３を昇降させて、本体１を載せた台部１２の高さを受光面２１ｂの高さに調整する点のみが、図５（ａ）、（ｂ）に示したものと異なる。

なお、前記台部１２を各受光面２１ａ、２１ｂに突き合わせる際には、台部１２をスライドすることなく、台車部１１の横移動のみで突き合わせることもできる。また、間隔Ａが狭い場合は、台車部１１を横移動させることなく、台部１２のスライドのみで突き合わせてもよい。

図示は省略するが、前記間隔Ｂの場所での本体１の移載も移載台１０を用いて行うことができる。この場合は、本体１を受光面２１の傾斜方向に移載することになるので、台車部１１を台部１２の傾斜方向へ横移動するか、台部１２を傾斜方向にスライドさせて、台部１２を受け渡し側と受け取り側の受光面２１に突き合せるとよい。また、傾斜方向に隣接する受光面２１同士が同一平面内に存在しない場合は、昇降部１３で台部１２の高さを調整するとよい。

前記移載台１０は、本体１のバッテリ６を充電する充電装置や、洗浄液タンク３ａの洗浄液の補給装置等を設けて、本体１の充電やメンテナンスを行うステーションとして利用することもできる。この場合は、本体１や移載台１０の絶対位置を検出するＧＰＳ(Global Positioning System)等を設けることにより、充電やメンテナンスの必要となった本体１を効率よくステーションとなる移載台１０の位置へ移動させることができる。移載台１０を本体１のいる位置の近くに移動させることもできる。

上述した実施形態では、２方向に配列された各アレイの受光面が一方向に傾斜したものとしたが、受光面は傾斜のないものであってもよい。この場合は、移載台の台部に傾斜を設ける必要はない。台部の傾斜角を調整可能としてもよい。なお、アレイは１方向のみに配列されたものであってもよい。

上述した実施形態では、移載台が受光面間の間隔の開く方向へ横移動するとともに、台部が横方向にスライドするものとしたが、受光面間の間隔が比較的狭い場合は、台部の寸法を間隔の寸法に合わせて、横移動機能や台部のスライド機能を省略することもできる。

上述した実施形態では、本体の自走手段をクローラ走行のものとし、１回の走行で受光面の一部の幅を清掃するものとしたが、本体の自走手段はクローラ走行のものに限定されることはなく、タイヤ走行やロボット歩行等のものとすることもできる。また、本体は１回の走行で受光面の全幅を清掃する大幅寸法のものとすることもできる。この場合は、移載台の台部の幅寸法もこれに合わせて大きくするとよい。

１ 本体
２ クローラ
３ａ 洗浄液タンク
３ｂ 洗浄液ノズル
４ 回転ブラシ
５ ワイパ
６ バッテリ
１０ 移載台
１１ 台車部
１２ 台部
１３ 昇降部
２０ アレイ
２１、２１ａ、２１ｂ 受光面
２２ パネルユニット
２３ 清掃ライン

Claims (3)

1. ソーラーパネルの受光面上に配置される本体が、前記受光面上を自走する自走手段と、前記受光面を清掃する清掃手段とを備えたソーラーパネル清掃装置において、
   複数の前記受光面が間隔を開けて配列され、
   前記複数の受光面間に開けられた間隔に、前記自走する本体が乗り移り可能な移載台が配設され、
   前記本体が前記移載台に乗り移って、前記間隔を開けた受光面の一方から他方へ移載されることを特徴とするソーラーパネル清掃装置。
2. 前記移載台を前記受光面間の間隔が開く方向に横移動させる横移動手段を設けた請求項１に記載のソーラーパネル清掃装置。
3. 前記移載台の高さを調整する高さ調整手段を設けた請求項１または２に記載のソーラーパネル清掃装置。

Images