(57)【要約】【課題】受光面をほぼ水平に配置した太陽電池モジュールに塵埃や砂塵などが堆積することによる発電効率の低下を防止する。【解決手段】架台２に対して太陽電池モジュール１０を起伏シリンダを介して回動自在に連結するとともに、太陽電池モジュール１０を洗浄するブラシユニット４を移動機構５を介して縦方向に移動自在に、かつ、回転自在に設ける。これにより、起伏シリンダ３による太陽電池モジュール１０の起伏動作に連動してブラシユニット４を移動機構５を介して太陽電池モジュール１０の上端部と下端部との間で往復移動させるとともに回転させ、太陽電池モジュール１０の表面を回転する洗浄ブラシによって洗浄する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台に対して太陽電池モジュールを起伏手段を介して回動自在に連結するとともに、太陽電池モジュールを洗浄する洗浄ブラシを有するブラシユニットを移動機構を介して上下縦方向に移動自在に、かつ、回転自在に設け、起伏手段による太陽電池モジュールの回動に連動してブラシユニットを移動機構を介して太陽電池モジュールの上端部と下端部との間で回転しつつ往復移動させ、太陽電池モジュールの表面を回転する洗浄ブラシによって洗浄することを特徴とする太陽電池モジュールの洗浄装置。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池モジュールの洗浄装置において、前記移動機構が太陽電池モジュールの左右縦方向に設けられたガイドシャフトに摺動自在に嵌挿されたスライダと、スライダと架台とに回動自在に連結されたアームと、スライダに回転自在に支持されて太陽電池モジュールの左右縦方向に設けられたラックと噛み合う歯車を備え、また、ブラシユニットが移動機構の歯車と噛み合う従動歯車を設けてスライダに回転自在に軸支された回転軸および回転軸に植込台を介して植設された洗浄ブラシを備えることを特徴とする太陽電池モジュールの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽電池モジュールの洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄膜太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールが提案されている。この太陽電池モジュール１０は、図５および図６に示すように、受光面となるガラス基板などの透光性基板１１の裏面に積層形成された薄膜太陽電池セル１２、薄膜太陽電池セル１２の周囲で透光性基板１１に接着して形成された枠状のスペーサ１３、スペーサ１３の枠内に充填されて薄膜太陽電池セル１２を被覆する低反発性樹脂部１４、低反発性樹脂部１４の外面を被覆する裏面シート１５から構成されており、薄膜太陽電池セル１２からは図示しない出力端子が裏面シート１５の端子用穴１５ａから導出されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
なお、太陽電池モジュール１０は、詳細には図示しないが、１枚、または、必要に応じて複数枚を縦方向あるいは横方向に配列し、その周縁部にアルミ押出成形品などからなる左右の縦枠および上下の横枠を嵌め込み、縦枠、横枠を相互に固定して補強し、屋根などに設置される。
【０００４】
このような太陽電池モジュール１０は屋外に設置される関係上、経年使用により受光面側の透光性基板１１の表面に空気中の塵埃や砂塵などが堆積して付着し、これにより薄膜太陽電池セル１２に到達する光量が減少し、太陽電池モジュール１０の出力が低下するものとなる。このため、透光性基板１１の表面に洗浄水を散布、噴射し、堆積して付着した塵埃や砂塵などを洗浄するようにしている（例えば、特許文献２乃至４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６７００１号公報
【特許文献２】特開平７−３８１３１号公報
【特許文献３】特開平１１−３５０６８４号公報
【特許文献４】特開２００３−１９９３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述した太陽電池モジュールは、通常、勾配屋根に設置されており、洗浄水を散布、噴射すれば、洗浄水は透光性基板の表面を勾配に沿って流下し、表面に堆積して付着した塵埃や砂塵などを洗い流して洗浄することができる。しかしながら、建物などの屋上（陸屋根）や低緯度地域などに太陽電池モジュールを設置する場合、その受光面を地面と略平行なほぼ水平に配置することがある。この場合には、洗浄水を散布、噴射しても、洗浄水は水流によって周囲に流れるだけであり、洗浄効果は一部分に限定され、洗浄されない部分が残るものとなる。また、洗浄水が滞留した場合には、洗浄水が蒸発すると、洗浄水に溶け込んだ塵埃や砂塵などがそのまま残留することから、洗浄効果が限定的になるおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、受光面をほぼ水平に配置した太陽電池モジュールに塵埃や砂塵などが堆積することによる発電効率の低下を防止することのできる太陽電池モジュールの洗浄装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、架台に対して太陽電池モジュールを起伏手段を介して回動自在に連結するとともに、太陽電池モジュールを洗浄する洗浄ブラシを有するブラシユニットを移動機構を介して上下縦方向に移動自在に、かつ、回転自在に設け、起伏手段による太陽電池モジュールの回動に連動してブラシユニットを移動機構を介して太陽電池モジュールの上端部と下端部との間で回転しつつ往復移動させ、太陽電池モジュールの表面を回転する洗浄ブラシによって洗浄することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、起伏手段を駆動して太陽電池モジュールを架台との連結部回りに起立させる。太陽電池モジュールが起立すると、移動機構が太陽電池モジュールの上端部から下端部にかけて縦方向に移動することにより、移動機構の移動に伴って移動機構を介して回転自在に設けられたブラシユニットが同方向に移動しながら回転し、太陽電池モジュールの表面を回転する洗浄ブラシによって掃き出して洗浄することができる。一方、起伏手段を介して太陽電池モジュールを受光面が略水平面を形成するように伏倒させると、移動機構が太陽電池モジュールの下端部から上端部にかけて縦方向に移動し、移動機構の移動に伴ってブラシユニットが同方向に移動しながら回転し、太陽電池モジュールの表面を再度洗浄して元の位置まで移動する。
【００１０】
この結果、受光面をほぼ水平に配置した太陽電池モジュールにおいても、太陽電池モジュールを起伏させる起伏手段および移動機構を利用してブラシユニットを太陽電池モジュールの上端部と下端部との間の縦方向に往復移動させながら回転させて、太陽電池モジュールの表面に堆積した塵埃や砂塵などを回転する洗浄ブラシによって掃き出して洗浄することができる。
【００１１】
ここで、起伏手段の駆動源としては、太陽電池モジュールによって発電された電気をバッテリーに貯え、バッテリーによって電動モータを駆動させるとともに、駆動する電動モータを利用して油圧ポンプや圧縮機を駆動すればよい。
【００１２】
本発明において、前記移動機構が太陽電池モジュールの左右縦方向に設けられたガイドシャフトに摺動自在に嵌挿されたスライダと、スライダと架台とに回動自在に連結されたアームと、スライダに回転自在に支持されて太陽電池モジュールの左右縦方向に設けられたラックと噛み合う歯車を備え、また、ブラシユニットが移動機構の歯車と噛み合う従動歯車を設けてスライダに回転自在に軸支された回転軸および回転軸に植込台を介して植設された洗浄ブラシを備えることが好ましい。これにより、移動機構のスライダがガイドシャフトに沿って移動するとき、移動機構のスライダに設けられたブラシユニットも同方向に確実に移動しながら回転することから、太陽電池モジュールの表面を回転する洗浄ブラシによって掃き出して洗浄することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、受光面をほぼ水平に配置した太陽電池モジュールに塵埃や砂塵などが堆積することによる発電効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの洗浄装置の一実施形態を一部省略して示す斜視図である。
【図２】図１の太陽電池モジュールの洗浄装置の側面図である。
【図３】図１の太陽電池モジュールの洗浄装置を起立させた状態を示す側面図である。
【図４】図２のＡ部の内面側からの拡大図である。
【図５】透光性基板およびその裏面に形成した太陽電池セルを模式的に示す側面図である。
【図６】薄膜太陽電池モジュールを説明する分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１乃至図３には、本発明の太陽電池モジュールの洗浄装置１の一実施形態が示されている。
【００１７】
この洗浄装置１は、架台２と、架台２に下端部を回動自在に支持された太陽電池モジュール１０と、太陽電池モジュール１０と架台２との間に配設された起伏手段３と、太陽電池モジュール１０の左右幅方向の長さに相当する長さを有して太陽電池モジュール１０の表面上方を縦方向に移動自在な、かつ、回転自在なブラシユニット４と、ブラシユニット４を太陽電池モジュール１０の上端部から下端部にかけて回転しつつ往復移動させる移動機構５とから構成されている。
【００１８】
ここで、太陽電池モジュール１０は、前述した構成を有しており、それらの周縁部に左右の縦枠１６および上下の横枠１７を嵌め込んで相互に固定することにより構成されている。また、太陽電池モジュール１０は、通常、その受光面がほぼ水平面を形成するように配置されている他、ブラシユニット４は、太陽光を遮らないように、太陽電池モジュール１０の上横枠１７の上方に配置されている（図１、図２参照）。
【００１９】
起伏手段３は、例えば、起伏シリンダであって、そのピストンロッドが架台２に回動自在に軸連結され、本体が太陽電池モジュール１０の左右の縦枠１６間に配設された中桟（図示せず）に回動自在に軸連結されている。
【００２０】
ブラシユニット４は、図４に示すように、後述する移動機構５のスライダ５３に回転自在に軸支された回転軸４１、回転軸４１に設けた植込台４２および植込台４２に周方向に間隔をおいて、かつ、軸心方向に連続して植設されたプラスチック製、例えば、ポリプロピレン製の洗浄ブラシ４３からなり、回転軸４１の両端部には従動歯車４４が固定されている。
【００２１】
移動機構５は、図４に詳細に示すように、太陽電池モジュール１０の上端部および下端部に対応する左右の縦枠１６にそれぞれ固定された連結部材５１と、それぞれ上下の連結部材５１にわたって設けられた左右のガイドシャフト５２と、リニアベアリングを有して各ガイドシャフト５２にそれぞれ摺動自在に嵌挿された一対のスライダ５３と、左右のスライダ５３と架台２間にそれぞれピン連結されたアーム５４と、太陽電池モジュール１０の上端部および下端部に対応する左右の縦枠１６上にそれぞれ固定されたラック５５と、スライダ５３の内面側に回転自在に支持されて、ラック５５と噛み合うとともに、前述したブラシユニット４の従動歯車４４と噛み合う歯車５６とから構成されている。そして、左右のスライダ５３間および左右のアーム５４間には、それぞれ同調バー５３１および同調ロッド５４１（図１参照）が連結されており、左右が同調して移動するように設定されている。また、上下の連結部材５１の上面にわたってガイドバー５７が配設されており、スライダ５３に固定されたガイド部材５３２に回転自在に設けたガイドローラ５８が支持されている。
【００２２】
なお、左右のスライダ５３を同調して移動させる同調バー５３１は、スライダ５３に固定されたガイド部材５３２にわたって連結されている。
【００２３】
ここで、起伏シリンダ３の油圧源またはエア源としては、詳細には図示しないが、太陽電池モジュール１０によって発電された電気を利用して電動モータを駆動し、電動モータを介して油圧ポンプまたは圧縮機を駆動すればよい。
【００２４】
次に、このように構成された洗浄装置１の作動について説明する。
【００２５】
まず、太陽電池モジュール１０の洗浄が必要になった場合は、例えば、一定時間が経過した場合には、起伏シリンダ３を伸長作動させる。これにより、架台２に回動自在に連結された太陽電池モジュール１０が上方に向けて徐々に起立する。この際、架台２と太陽電池モジュール１０との軸支部および架台２とアーム５４との軸支部間の長さ、スライダ５３と架台２間に配設されたアーム５４の長さを二辺とする三角形を形成するように、スライダ５３がガイドシャフト５２に沿って下方に摺動する。スライダ５３が下方に向けて摺動すると、スライダ５３に回転自在に支持されてラック５５と噛み合う歯車５６が図４において時計回り方向に回転する。そして、歯車５６が回転すると、スライダ５３に回転自在に支持されて歯車５６と噛み合う従動歯車４４が図４において反時計回り方向に設定された減速比で回転する。これにより、従動歯車４４を設けた回転軸４１、すなわち、洗浄ブラシ４３が反時計回り方向に回転し、太陽電池モジュール１０の透光性基板１１の表面に堆積した塵埃や砂塵などを掃き出して洗浄する。
【００２６】
起伏シリンダ３がストロークエンドまで伸長作動すると、太陽電池モジュール１０は約６０度の起伏角度に起立し、移動機構５および移動機構５のスライダ５３に設けたブラシユニット４は太陽電池モジュール１０の下端部に移動する（図３参照）。
【００２７】
洗浄作業が終了したならば、起伏シリンダ３を縮退作動させることにより、架台２に回動自在に連結された太陽電池モジュール１０が下方に向けて徐々に伏倒し、また、アーム５４に規制されて、前述とは逆に、スライダ５３がガイドシャフト５２に沿って上方に摺動する。この際、前述とは逆に、スライダ５３に回転自在に支持された歯車５６がラック５５と噛み合って図４において反時計回り方向に回転するとともに、スライダ５３に回転自在に支持された従動歯車４４が回転する歯車５６と噛み合って図４において時計回り方向に設定された減速比で回転する。これにより、従動歯車４４の回転軸４１に設けた洗浄ブラシ４３が時計回り方向に回転し、太陽電池モジュール１０の透光性基板１１の表面を再度掃き出して洗浄する。そして、起伏シリンダ３がストロークエンドまで縮退作動すると、太陽電池モジュール１０は略水平状態に伏倒するとともに、移動機構５および移動機構５のスライダ５３に設けたブラシユニット４は太陽電池モジュール１０の上端部に移動し、元の位置に復帰するものである。
【００２８】
以上のように、本発明によれば、受光面をほぼ水平に配置した太陽電池モジュール１０において、太陽電池モジュール１０を起伏させる起伏シリンダ３および移動機構５を利用してブラシユニット４を回転させながら上下縦方向に移動させて太陽電池モジュール１０の表面に堆積した塵埃や砂塵などを洗浄することができ、塵埃や砂塵などが堆積することによる発電効率の低下を防止することができる。
【００２９】
なお、前述した実施形態においては、薄膜太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールについて説明したが、結晶太陽電池セルを多数連結して形成した多連太陽電池セルを有する太陽電池モジュールであっても構わない。
【００３０】
また、太陽電池モジュール１０の起伏手段として起伏シリンダ３を利用したが、シリンダに限るものではない。例えば、ロータリアクチュエータを太陽電池モジュール１０の連結軸に連結してもよく、また、モータおよびチェーン−スプロケットや歯車などの減速機構を介して太陽電池モジュールを回動させるようにしてもよい。
【００３１】
さらに、回転する洗浄ブラシによって洗浄する場合を説明したが、回転軸としてパイプを利用するとともに、パイプに周方向および軸心方向にそれぞれ間隔をおいて複数個の小孔を形成し、パイプ状回転軸に圧縮空気を供給して小孔より噴出させ、圧縮空気の噴出による洗浄を併用してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  洗浄装置
２  架台
３  起伏手段（起伏シリンダ）
４  ブラシユニット
４１  回転軸
４３  洗浄ブラシ
４４  従動歯車
５  移動機構
５２  ガイドシャフト
５３  スライダ
５４  アーム
５５  ラック
５６  歯車
１０  太陽電池モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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