WO2004091816A1 - Abreinigungsanlage für photovoltaik-generatoren und sonnenkollektoren - Google Patents

Abreinigungsanlage für photovoltaik-generatoren und sonnenkollektoren Download PDF

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WO2004091816A1
WO2004091816A1 PCT/DE2004/000778 DE2004000778W WO2004091816A1 WO 2004091816 A1 WO2004091816 A1 WO 2004091816A1 DE 2004000778 W DE2004000778 W DE 2004000778W WO 2004091816 A1 WO2004091816 A1 WO 2004091816A1
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guide rails
brush roller
brush
cleaning
cleaning system
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PCT/DE2004/000778
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Inventor
Rainer Rudischer
Frank Prastka
Original Assignee
Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH
K-Metall Gmbh
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/002—Arrangements for cleaning building facades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00—Cleaning by methods involving the use of tools
    • B08B1/30—Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00—Cleaning by methods involving the use of tools
    • B08B1/30—Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface
    • B08B1/32—Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface using rotary cleaning members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/20—Cleaning; Removing snow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a cleaning system with cylindrical brush rollers for photovoltaic generators and solar collectors.
  • the energy effectiveness of a photovoltaic generator is largely determined by the duration and intensity of the solar radiation.
  • the yield of such a generator is also significantly influenced by the purity of the photovoltaic modules.
  • the invention offers a solution for keeping the modules clean, especially if they are used in arid or semi-arid zones, which is characterized by its high practical suitability.
  • a device for cleaning large areas, in particular building glazing, a rotating brush roller and a holding device that enables a displacement movement of the brush carriage over the surface to be cleaned The brush roller is driven in rotation in the cleaning operation in such a way that it engages the surface to be cleaned and generates a force acting on the brush slide in the feed direction.
  • the device can be moved over the surface to be cleaned by pulling on flexible handrails or ropes - similar to a stunt kite.
  • At least two drives are required, a drive for the rotary movement of the brush roller and at least one drive for slidingly changing the position of the brush roller.
  • the device has no guide rails. It only lies on the surface to be cleaned by gravity and could be moved over the surface with the help of a mobile crane, for example.
  • DE 3 445432 describes a similar principle. Use of these devices in stormy gusts does not appear possible.
  • the utility model DE-GM 18 69 097 describes an automatic scrubber for greenhouses; accordingly, a rotatingly driven roller brush is held in a frame which is driven in a motor-driven manner over the glass surface to be cleaned.
  • the frame is movably supported on a rail which, supported on guide rails, can move across the surface to be cleaned.
  • the frame is moved along the guide rails by means of a pull. This is done by another drive or by hand.
  • a cable pull is problematic in terms of the required sliding lubrication and the required field of application of the present invention - high dust and sand pollution and, as a result, salty hard dirt crusts - for the safe functioning.
  • patent GB 1 154 983 describes a self-propelled device for cleaning windows or wall surfaces, which is clamped in firmly anchored running rails and carries out a traversing movement with these running wheels.
  • Devices with suction cups (EP 05 05 956) or magnets (DE 27 37 619) are also known for overcoming gravity and for a movement.
  • a device with disk-shaped brushes cannot be considered for the named automated application because of the increased complexity of such a construction.
  • the result of cleaning in a climatically demanding application area does not appear to be advantageous.
  • even more complex devices with spray nozzles, wipers, fans or the like, as well as devices with a hydraulic drive do not offer any useful suggestions for photovoltaic application.
  • the invention is therefore based on the object of eliminating the disadvantages of the prior art, in particular a cleaning device for dry mechanical cleaning of photovoltaic generators and planar solar collectors and the mirror of concentrating systems which are proposed as simple, inexpensive, robust, weatherproof and portable design as possible, which can be used reliably, particularly in climatically problematic areas.
  • a rotating, cylindrical brush roller detaches a dirt layer from a photovoltaic generator as a result of mechanical force by means of a rotational movement, takes up the dirt particles and wipes them off at one edge.
  • the brush roller is moved across the entire area of the photovoltaic generator.
  • the cleaning system is equipped with only one drive unit.
  • This drive takes over both the movement of the brush rollers, i.e. the displacement of the brush rollers along the guide rails, and the turning of the brush rollers, i.e. the actual cleaning work.
  • the brush roller has a gear at both of its axial ends. With these gears, the rotary movement of the roller brush is converted into a Forming motion of the roller brush.
  • Several brush rollers can also be combined to form a component group, so that they engage together in the transmission.
  • the gear mechanism in turn engages in a guide rail with a toothed track, which is preferably located in the lower region of the guide rail facing the photovoltaic generator. From above, the transmission is prevented from sliding by a roller.
  • the guide rail preferably consists of light metal profiles, which can be divided into several foldable segments. Such a segmentation is particularly useful when the cleaning system is used on a portable compact system, such as a solar ice maker or milk cooling unit, but also in stationary photovoltaic surface systems.
  • the invention is further based on the idea that the movement of the brush roller must in each case take place in parallel, since this is due to the fact that a photovoltaic generator is usually composed of a plurality of solar module surfaces, usually contained in protruding frames, otherwise no efficient cleaning with the desired minimal effort is possible.
  • the energy supply for the electromotive drive is provided by a photovoltaic generator, in the simplest case by the generator that is to be cleaned.
  • the rotating brush roller loosens the dirt layer created by the action of a mechanical force and picks up the dirt particles.
  • a protective cover for the brush roller takes on the task of wiping off the dirt particles that have been picked up from the brush roller.
  • the protective cover engages on the underside with two sheet metal edges in the area of the bristles and forms a chamber which absorbs the dirt.
  • a sheet metal edge is foldable so that the dirt can be removed again. This is preferably done in a parking position of the brush roller after a cleaning pass, and is by a mechanism, for. B. triggered a spring mechanism.
  • the direction of rotation of the brush roller is preferably chosen to be opposite to its displacement movement, so that the relative speed of the bristles is increased compared to the surface to be cleaned.
  • the robust, storm-proof cleaning system according to the invention also permits automatic control of the system, as can be easily achieved by means of a fixed time switch and / or reverse switch. Regardless of the prevailing weather and wind situation, the cleaning system can start a cleaning cycle independently, unsupervised and with high operational reliability.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a cleaning system, placed on a photovoltaic generator.
  • Fig. 2 is a side view of the cleaning system and
  • Fig. 3 is a sectional side view through the protective housing of the system.
  • the photovoltaic generator consists of two solar module surfaces 1, which are bordered by a solar module frame 2. Furthermore, the drive gear 3, the guide rails 4, the drive unit 5 and the brush roller 6 with the brush shaft 7 inside are shown.
  • the brush roller 6 is embedded in a protective housing 8 with a wiping function.
  • the simple version shown consists only of a brush roller.
  • a guide rail 4 consisting of aluminum profiles is attached to each side.
  • the area of the brush roller 6, which does not sweep over the frame 2 of the solar module surfaces 1, is shown in broken lines in the figure. In such an area, the bristles of the brush roller 6 are somewhat shorter or (as shown in FIG.
  • the guide rails 4 consist of several foldable segments. At the lower and upper end of the guide rail 4 there is a mechanical trigger 14 for reversing the direction of the brush shaft 7, which at the same time realizes the trigger function for the emptying device 13.
  • An energy chain (not shown) for the power transmission to the drive unit 5 is designed to be storm and weatherproof.
  • This illustration shows how the drive unit 5 is used to convert a rotary movement of the brush roller, here illustrated by the brush shaft 7, into a movement of the brush roller.
  • the drive unit engages in the drive gear 3 and causes the rotary movement of the brush shaft 7.
  • FIG. 3 shows a side sectional view through the protective housing 8 with the brush roller and two scraper edges 12, which form a chamber for the collected dirt particles.
  • the emptying 13 is opened by tilting, so that the dirt particles fall out again. In the simplest case, this happens in the park position and is triggered, for example, by a spring and lever mechanism (not shown here).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abreinigungsanlage für Photovoltaik-Generatoren und ebene und konzentrierende Sonnenkollektoren. Ihre Anwendung bietet sich besonders für aride und halbaride Zonen an. Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst einfache, kostengünstige, robuste, wetterfeste und transportable Ausführung, die funktionssicher zusammenhängende Staub- und Sandteilchen bzw. -schichten beseitigen kann, vorzuschlagen. Die Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß eine automatisierte Verfahrbewegung einer Bürstenwalze (6) entlang zweier bezahnter Führungsschienen (4) und eine Drehbewegung der Bürstenwalze (6) zur Reinigung mit einer Antriebseinheit (5) erfolgt, diese Antriebseinheit in eines der vorhandenen Fahrgetriebe (3) eingreift und durch die Fahrgetriebe (3) eine Drehbewegung der Bürstenwalzen (6) in eine parallel verlaufende Verfahrbewegung der Bürstenwalzen (6) entlang der bezahnten Führungsschienen (4) umgewandelt wird.

Description

Abreinigungsanlage für Photovoltaik-Generatoren und Sonnenkollektoren
[001] Die Erfindung betrifft eine Abreinigungsanlage mit zylinderförmigen Bürsten- walzen für Photovoltaik-Generatoren und Sonnenkollektoren.
[002] Vor allem in Ländern mit viel Sonnenschein wird in zunehmendem Maße solare Energie genutzt, insbesondere wenn eine Anbindung an ein elektrisches Netz nicht vorhanden ist oder nicht sinnvoll erscheint oder ein Wunsch nach einer autarken Energieversorgungseinrichtungen besteht.
[003] Die Energieeffektivität eines Photovoltaik-Generators wird maßgeblich durch Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung bestimmt. Der Ertrag eines solchen Generators wird aber auch nachhaltig durch die Reinheit der Photovoltaik-Module wesentlich beeinflußt. Die Erfindung bietet für die Sauberhaltung der Module, namentlich wenn sie in ariden oder halbariden Zonen eingesetzt werden, eine Lösung, die sich durch hohe Praxistauglichkeit auszeichnet.
[004] Da die Reinigung von glatten Flächen, z. B. an Glasdächern, Gewächshäusern, Fassaden oder dergleichen, ein allgemeines Problem ist, ist hierfür eine Vielzahl unterschiedlichster, vorzugsweise naßreinigender Anlagen bekannt.
[005] So beschreibt z. B. DE 196 53 697 C1 eine Vorrichtung zum Reinigen von großen Flächen, insbesondere Gebäudeverglasungen, eine drehend angeordnete Bür- stenwaize und eine Halteeinrichtung, die eine Verlagerungsbewegung des Bürstenschlittens über die zu reinigende Fläche ermöglicht. Die Bürstenwalze wird im Reinigungsbetrieb derart drehend angetrieben, daß sie durch Eingriff mit der zu reinigenden Fläche eine in Vorschubrichtung auf den Bürstenschlitten wirkende Kraft erzeugt. Die Vorrichtung kann durch Zug an flexible Haltestangen oder Seilen - ähnlich einem Lenkdrachen - über die zu reinigende Fläche gleitend verfahren werden.
[006] Für diese Konstruktion sind mindestens zwei Antriebe erforderlich, ein Antrieb für die Drehbewegung der Bürstenwalze und mindestens ein Antrieb zur gleitenden Veränderung der Position der Bürstenwalze. Die Vorrichtung besitzt keine Führungs- schienen. Sie liegt nur durch die Schwerkraft auf der zu reinigenden Fläche auf und könnte beispielsweise mit Hilfe eines Autokrans über die Fläche verfahren werden. DE 3 445432 beschreibt ein ähnliches Prinzip. Ein Einsatz dieser Vorrichtungen bei sturmartigen Windböen erscheint nicht möglich.
[007] Das Gebrauchsmuster DE-GM 18 69 097 beschreibt einen selbsttätigen Schrubber für Gewächshäuser; demgemäß wird eine drehend angetriebene Walzenbürste in einem Rahmen gehaltert, der motorisch angetrieben über die zu reinigende Glasfläche verfahren wird. Dazu ist der Rahmen verfahrbar an einer Schiene gehal- tert, die sich an Führungsschienen abgestützt quer über die zu reinigende Fläche bewegen kann. Der Rahmen wird mittels Seiizug entlang der Führungsschienen bewegt. Dies geschieht durch einen weiteren Antrieb oder per Hand.
[008] Ein Seilzug ist im Hinblick auf die erforderliche Gleitschmierung und das gefor- derte Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung - hohe Staub- und Sandbelastung und daraus folgend salzhaltige harte Schmutzkrusten - für die sichere Funktionsfähigkeit problematisch.
[009] Aus EP 05 38 521 B1 ist eine Vorrichtung zur Reinigung von Fensterflächen mit einer rotierenden Bürstenwalze, die durch Halterungen auf Schienen verfahrbar angebracht ist, bekannt. Die Bürstenwalze ist teleskopartig verlängerbar; die Verfahrbewegung der Halterungen ist asynchron, so daß die Bürstenwalze auch nicht- rechteckförmige Flächen überstreichen kann. Aus dem Ziel dieser Konstruktion ergeben sich neben dem Antrieb für die Bürstenwalze auch notwendigerweise minde- stens zwei Stepper-Motoren für eine Verfahrbewegung der Bürstenwalze.
[010] Aus England (GB 1 344 783) ist ebenso eine Vorrichtung mit einem Antrieb für die Bürstenwalze und einem Antrieb für deren Verfahrbewegung bekannt.
[011] Des weiteren beschreibt das Patent GB 1 154 983 eine selbstfahrende Vorrichtung zur Reinigung von Fenstern oder Wandflächen, welche in fest verankerte Laufschienen geklemmt ist, und mit diesen Laufrädern eine Verfahrbewegung durchführt. [012] Zur Überwindung der Schwerkraft und für eine Verfahrbewegung sind des weiteren auch Vorrichtungen mit Saugnäpfen (EP 05 05 956) oder Magneten (DE 27 37 619) bekannt.
[013] Eine Vorrichtung mit scheibenförmigen Bürsten kann schon wegen der erhöhten Komplexität einer derartigen Konstruktion für die benannte automatisierte Anwendung nicht in Betracht gezogen werden. Zudem erscheint das Ergebnis der Reinigung in einem klimatisch anspruchsvollen Einsatzgebiet nicht vorteilhaft. Schließlich bieten auch komplexere Vorrichtungen mit Sprühdüsen, Wischern, Ventilatoren oder dergleichen ebenso wie Vorrichtungen mit einem hydraulischen Antrieb keine verwertbaren Anregungen zur photovoltaik-technischen Applikation.
[014] Die bekannten Vorrichtungen weisen durchgängig mehr als eine Antriebseinheit auf; vielfach sind sie durch Seile oder flexible Gestänge nicht sturmsicher, oder liegen oftmals nur durch Schwerkraft auf der zu reinigenden Oberfläche auf. Der Umstand, daß in einem klimatisch anspruchsvollen Einsatzgebiet die zu reinigende Fläche stark verschmutzt sein wird und im weiteren die Vorrichtung selbst einer hohen Schmutzbelastung ausgesetzt ist, die ihre Betriebssicherheit und Betriebsfähigkeit nicht gefährden darf, wird durch den Stand der Technik nicht anforderungsge- recht gelöst.
[015] Es gilt auch zu beachten, daß es im bevorzugten Einsatzgebiet nicht nur an Regenfall fehlt, der einen Teil der Reinigung auf natürliche Weise übernimmt, es fehlt auch an Brauchwasser und Wasser generell, mit dem eine Reinigung zumindest un- terstützend vorgenommen werden könnte.
[016] In Wüsten, Halbwüsten oder Steppen ist neben der allgemeinen Trockenheit insbesondere mit äußerst kleinen, aber auch größeren geklumpten Staubteilchen bis zu einer Korngröße von mehreren Millimetern zu rechnen. Überdies ist der Staub und Sand häufig leicht salzhaltig. Der Salzgehalt des Staubes erscheint auf den ersten Blick unverdächtig, Salze sind aber generell hygroskopisch und ziehen Wasser an. Während der Nacht kühlt es in den genannten Regionen ab und es kommt zu einer Taubildung. Die Luftfeuchtigkeit kondensiert auf den Photovoltaikmodulen, und der Tau löst die eingelagerten Salzkristalle, die sich mit dem vorhandenen Körnchen- staub zu einer Schicht verbindet. Bei steigenden Temperaturen nach Tagesanbruch bilden die Schmutzteilchen mehr oder weniger homogene Schichten. Bei starkem Wind wird zusätzlich Sand und Staub auf die eventuell taufeuchte Schmutzschicht aufgeblasen, so daß Verklumpungen und Aushärtung der Staub- und Sandpartikel zu Korngrößen von mehreren Millimetern nicht ungewöhnlich sind.
[017] Gerade mit einer solchen Verschmutzung sinkt der Wirkungsgrad der Photo- voltaik-Anlage wesentlich.
[018] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, insbesondere soll eine Abreinigungsvorrichtung für eine trok- kene mechanische Abreinigung von Photovoltaik-Generatoren und ebenen Sonnenkollektoren sowie den Spiegel konzentrierender Systeme vorgeschlagen werden, die sich durch eine möglichst einfache, kostengünstige, robuste, wetterfeste und trans- portable Ausführung, die funktionssicher insbesondere in klimatisch problematischen Gebieten zum Einsatz kommen kann, auszeichnet.
[019] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 - 6.
[020] Nach Maßgabe der Erfindung löst eine rotierende, zylinderförmige Bürstenwalze durch eine Drehbewegung eine entstandene Schmutzschicht von einem Photo- voltaik-Generator infolge mechanischer Kraftein Wirkung ab, nimmt die Schmutzteil- chen auf und streift sie an einer Kante wieder ab. Die Bürstenwalze wird dabei über den gesamten Bereich des Photovoltaik-Generators verschoben.
[021] Erfindungsgemäß ist die Reinigungsanlage mit nur einer Antriebseinheit ausgestattet. Dieser Antrieb übernimmt sowohl die Verfahrbewegung der Bürstenwalzen, also das Verschieben der Bürstenwalzen entlang der Führungsschienen, als auch das Drehen der Bürstenwalzen, also die eigentliche Reinigungsarbeit.
[022] Die Bürstenwalze verfügt an ihren beiden axialen Enden jeweils über ein Getriebe. Mit diesen Getrieben wird die Drehbewegung der Walzenbürste in eine Ver- fahrbewegung der Walzenbürste umgeformt. Es können auch mehrere Bürstenwalzen zu einer Bauteilgruppe zusammengefaßt sein, so daß diese gemeinsam in das Getriebe eingreifen.
[023] Das Getriebe seinerseits greift in eine Führungsschiene mit einer Zahnbahn, die sich vorzugsweise im unteren, dem Photovoltaik-Generator zugewandten Bereich der Führungsschiene befindet, ein. Von oben her ist ein Abgleiten der Getriebe durch eine Laufwalze abgesichert. Die Führungsschiene besteht vorzugsweise aus Leichtmetallprofilen, die in mehrere klappbare Segmente unterteilt sein kann. Eine solche Segmentierung bietet sich vor allem dann an, wenn die Abreinigungsanlage an einer transportablen Kompaktanlage, etwa einer solaren Eiserzeugungs- oder Milchküh- lunit verwendet wird, aber auch bei stationären Photovoltaikflächensystemen.
[024] Der Erfindung liegt im weiteren der Gedanke zugrunde, daß die Verfahrbewe- gung der Bürstenwalze in jedem Fall parallel erfolgen muß, da bedingt dadurch, daß ein Photovoltaik-Generator meist aus mehreren, üblicherweise in überstehenden Rahmen gefaßten Solar-Modulflächen zusammengesetzt ist, ansonsten keine effiziente Reinigung mit dem angestrebten minimierten Aufwand möglich ist.
[025] Selbst bei Modulplatten ohne Berandung erweist sich ein paralleles Verschieben der Bürstenwalzen als sehr vorteilhaft, da sich so auch der Reibungswiderstand verringert und infolge dessen die erforderliche Gesamtleistung des Antriebs verringert. Dies ist ein sehr wesentlicher Effekt, da etwa Dreiviertel der aufzubringenden Antriebsleistung für die Bewegung der Walzenbürste eingesetzt werden muß. Erfin- dungsgemäß ist vorgeschlagen, daß die Energieversorgung des elektromotorischen Antriebes durch einen Photovoltaik-Generator bereitgestellt wird, im einfachsten Fall durch jenen Generator, den es zu reinigen gilt.
[026] Die rotierende Bürstenwalze löst die entstandene Schmutzschicht durch me- chanische Krafteinwirkung und nimmt die Schmutzteilchen auf. Eine Schutzabdek- kung der Bürstenwalze übernimmt dabei die Aufgabe, die aufgenommenen Schmutzteilchen von der Bürstenwalze abzustreifen. Im einfachsten Fall ist vorgesehen, daß die Schutzabdeckung an ihrer Unterseite mit zwei Blechkanten in den Bereich der Borsten eingreift und eine Kammer bildet, welche den Schmutz aufnimmt. Eine Blechkante ist klappbar ausgebildet, um den Schmutz wieder entfernen zu können. Dies geschieht vorzugsweise in einer Parkposition der Bürstenwalze nach einem Reinigungsdurchlauf, und wird durch einen Mechanismus, z. B. einen Federmechanismus, ausgelöst.
[027] Die Drehrichtung der Bürstenwalze wird bevorzugt entgegengesetzt zu ihrer Verschiebungsbewegung gewählt, damit sieht die Relativgeschwindigkeit der Borsten gegenüber der zu reinigenden Oberfläche erhöht.
[028] Außerhalb der Betriebsphase ruht die Bürstenwalze dort, wo sie praktisch keinen Schatten auf den Photovoltaik-Generator wirft.
[029] Die robuste, sturmsichere Abreinigungsanlage gemäß der Erfindung gestattet auch eine automatische Steuerung der Anlage, wie sie einfach durch eine feste Zeit- Schaltung und/oder Umkehrschaltung realisierbar ist. Ungeachtet der herrschenden Wetter- und Windsituation kann die Abreinigungsanlage selbständig, unbeaufsichtigt, und mit hoher Betriebssicherheit einen Reinigungsdurchlauf starten.
[030] Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierzu zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Abreinigungsanlage, aufgesetzt auf einem Photovoltaik-Generator Fig. 2 eine Seitenansicht der Abreinigungsanlage und Fig. 3 ein seitliches Schnittbild durch das Schutzgehäuse der Anlage.
[031] Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen.
[032] Der Photovoltaik-Generator besteht aus zwei Solarmodulflächen 1 , die von einem Solarmodulrahmen 2 berandet sind. Des weiteren sind die Fahrgetriebe 3, die Führungsschienen 4, die Antriebseinheit 5 und die Bürstenwalze 6 mit innenliegender Bürstenwelle 7 gezeigt. Die Bürstenwalze 6 ist in einem Schutzgehäuse 8 mit Abstreiffunktion eingelagert. Die gezeigte einfache Ausführung besteht nur aus einer Bürstenwalze. [033] An die Trägerkonstruktion der Solarmodulrahmen 2 ist seitlich je eine, aus Aluminiumprofilen bestehende, Führungsschiene 4 angebracht. Der Bereich der Bürstenwalze 6, welcher nicht über die Rahmen 2 der Solarmodulflächen 1 streicht, ist in der Figur strichpunktiert dargestellt. In einem solchen Bereich sind die Borsten der Bürstenwalze 6 etwas kürzer oder (wie in Fig. 1 dargestellt) nicht vorhanden, insbesondere da die Berandung der Solarmodulflächen 1 häufig nicht plan und eben ist. Entlang der Führungsschiene 4 wird die Bürstenwalze 6 bei einem Reinigungsschritt - aus Sicht dieser Schemadarstellung - vertikal von oben nach unten und wieder zurück in die Parkposition verfahren. Die Führungsschienen 4 bestehen aus mehreren klappbaren Segmenten. Am unteren und oberen Ende der Führungsschiene 4 befindet sich ein mechanischer Auslöser 14 für die Richtungsumkehrung der Bürstenwelle 7, der gleichzeitig die Auslösefunktion für die Entleerungseinrichtung 13 realisiert. Eine Energiekette (nicht dargestellt) für die Stromübertragung zur Antriebseinheit 5 ist stürm- und wetterfest ausgelegt.
[034] Aus Fig. 2 sind die Antriebseinheit 5, die Bürstenwelle 7, die Führungsschiene 4 mit Zahnbahn 9, das Fahrgetriebe 3, die Zahnradkombination 10 und der Zahnriemen 11 ersichtlich.
[035] Diese Darstellung verdeutlicht, wie mit der Antriebseinheit 5 eine Drehbewegung der Bürstenwalze, hier veranschaulicht durch die Bürstenwelle 7, in eine Verfahrbewegung der Bürstenwalze umgeformt wird. Die Antriebseinheit greift in das Fahrgetriebe 3 ein und bewirkt die Drehbewegung der Bürstenwelle 7.
[036] Schließlich zeigt Fig. 3 ein seitliches Schnittbild durch das Schutzgehäuse 8 mit der Bürstenwalze und zwei Abstreifkanten 12, die eine Kammer für die aufgefangenen Schmutzteilchen bilden. Die Entleerung 13 wird durch Kippen geöffnet, so daß die Schmutzteilchen wieder herausfallen. Im einfachsten Falle geschieht dies in der Parkposition und wird beispielgebend durch einen Feder- und Hebelmechanismus (hier nicht dargestellt) ausgelöst. Bezugszeichenliste
I Solarmodulflächen 2 Solarmodulrahmen
3 Fahrgetriebe
4 Führungsschiene
5 Antriebseinheit
6 Bürstenwalze 7 Bürstenwelle
8 Schutzgehäuse
9 Zahnbahn
10 Zahnradkombination
I I Zahnriemen 12 Abstreifer
13 Entleerungseinrichtung
14 Auslöser

Claims

Patentansprüche
1. Abreinigungsanlage für Photovoltaik-Generatoren und Sonnenkollektoren mindestens bestehend aus einer motorisch angetriebenen, zylinderförmigen, drehba- ren Bürstenwalze (6) in einem Schutzgehäuse (8), welche an ihren axialen Enden mittels eines Fahrgetriebes (3) in rechtwinkelig zur Bürstenwalze verlaufenden, parallelen, beabstandeten und bezahnten Führungsschienen (4) verschiebbar, aber nicht von den Führungsschienen lösbar, eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verfahrbewegung der Bürstenwalze (6) entlang der bezahnten Führungsschie- nen (4) und eine Drehbewegung der Bürstenwalze (6) zur Reinigung mit einer Antriebseinheit (5) erfolgt, diese Antriebseinheit (5) in eines der vorhandenen Fahrgetriebe (3) eingreift und durch die Fahrgetriebe (3) eine Drehbewegung der Bürstenwalzen (6) in eine parallel verlaufende Verfahrbewegung der Bürstenwalzen (6) entlang der bezahnten Führungsschienen (4) umgewandelt wird.
2. Abreinigungsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (4) auf der Tragkonstruktion des Photovoltaik-Generators (1) angebracht sind.
3. Abreinigungsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (4) in mehrere klappbare Segmente unterteilt sind.
4. Abreinigungsanlage nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgehäuse (8) mit Abstreifern (12) ausgestattet ist, die in die Borsten der Bür- stenwaize (6) eingreifen, und eine Entleerungseinrichtung (13) besitzt.
5. Abreinigungsanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung der elektromotorischen Antriebseinheit (5) durch einen Photovoltaik-Generator erfolgt.
6. Abreinigungsanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, ein Reinigungsvorgang durch eine Automatik und/oder Umkehrschaltung gesteuert wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
PCT/DE2004/000778 2003-04-16 2004-04-15 Abreinigungsanlage für photovoltaik-generatoren und sonnenkollektoren WO2004091816A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10317479A DE10317479B4 (de) 2003-04-16 2003-04-16 Abreinigungsanlage für Photovoltaik-Generatoren und Sonnenkollektoren
DE10317479.6 2003-04-16

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Publication Number Publication Date
WO2004091816A1 true WO2004091816A1 (de) 2004-10-28

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PCT/DE2004/000778 WO2004091816A1 (de) 2003-04-16 2004-04-15 Abreinigungsanlage für photovoltaik-generatoren und sonnenkollektoren

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