(57)【要約】【課題】            洗浄設備のコストを下げることができ、多数集まった大規模な太陽電池パネルアレイのパネル表面を好適に洗浄することができる太陽電池パネルの洗浄システムを提供すること。【解決手段】        縦横の格子状に配置させた太陽電池パネルを有する太陽電池発電システムにおける太陽電池パネルの洗浄システムであって、自走式のロボット台車を有し、前記ロボット台車は、汚れ識別手段と、洗浄剤タンクを搭載し、前記汚れ識別手段にて前記太陽電池パネル上の汚れを発見した場合に、前記汚れに前記洗浄剤タンク中の液体を流すことを特徴とする太陽電池パネルの洗浄システムを提供する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦横の格子状に配置させた太陽電池パネルを有する太陽電池発電システムにおける太陽電池パネルの洗浄システムであって、
自走式のロボット台車を有し、
前記ロボット台車は、汚れ識別手段と、洗浄剤タンクを搭載し、
前記汚れ識別手段にて前記太陽電池パネル上の汚れを発見した場合に、
前記汚れに前記洗浄剤タンク中の液体を流すことを特徴とする太陽電池パネルの洗浄システム。
【請求項２】
前記ロボット台車は、さらにスクレイパーを有し、前記汚れを発見した場合は、スクレイパーで前記汚れを擦ることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネルの洗浄システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池発電システムにおける太陽電池パネルの洗浄システムに関する。特に、本発明は太陽電池パネルが多数集まった太陽電池パネルアレイの洗浄システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池パネルは、太陽光を受けるために屋根のない開放された屋外に設置される。そのため、鳥などの動物が落とす糞などの汚れや、雨や風によって運ばれるほこりやゴミによって太陽電池パネルの表面が汚染される。太陽電池パネルの表面が汚染されると、汚れによって太陽光が遮られてしまうため、発電効率が低下する。
【０００３】
そのため従来から、太陽電池パネルの表面の汚れを洗浄することが様々な方法で行われてきた。特許文献１は、屋根に設置される太陽電池パネル面の汚れを清掃する清掃体を装備させた台車を設けた、太陽電池パネル装置を開示する。
【０００４】
屋根上を台車が移動し、台車の長手方向に清掃体を移動させ、汚れをセンサーによって検出すると、屋根の頂上からパネル前面に放水し、清掃体のブラシで洗浄する。レールは、太陽電池パネル全面の両端に設置される。台車は、このレールに乗って、パネル全面をまたがって移動する。
【０００５】
特許文献２は、貯水タンクに雨水を受け入れて利用するため、貯水タンクへの水の供給を省略することができる太陽電池パネル洗浄装置を開示する。貯水タンクを設置した移動体を移動させながら、移動体から太陽電池パネル全面に放水し、パネル全面をブラシで洗浄する。特許文献２の太陽電池パネル洗浄装置は、汚れを検出する機能はなく、稼働させるとパネル全面を洗浄する。
【０００６】
特許文献３の太陽電池発電パネル散水システムは、水の使用量を抑制した散水により発電効率を向上させるために、太陽電池発電パネル全面に散水するのではなく散水領域を選択的に変更して散水する。ノズルから散水する水の圧力を変更して、上部、中部、下部領域の３段階で水の落下位置を制御して、水の使用量を抑制したパネル散水システムである。汚れを検出する機能はなく、稼働させるとパネルを選択的に洗浄するものである。またブラシ等は使用せず、散水だけで洗浄する。
【０００７】
特許文献４の太陽光受光表面部循環処理装置は、洗浄水として使用する水を節約するために、水を循環して使用する。雨水、融雪水、水貯留槽、井戸、池、水道水等の給水源から貯水槽に貯めた水によって受光表面部を洗浄し、洗浄後の水を貯水槽に戻して浄化し、再び洗浄水として利用する。汚れ検知部で汚れを検知した後、屋根の頂上から水を供給し、パネル全面を洗浄する。またブラシ等は使用せず流水のみで洗浄する。
【０００８】
特許文献５は、太陽電池パネルを清掃するために、スクレイプで、ほこりや汚れを除去する方法の例がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１８６６３２号公報
【特許文献２】特許第４８０８８０３号公報
【特許文献３】特開２０１１−１４６４４２号公報
【特許文献４】実用新案登録第３１６８６６５号公報
【特許文献５】実用新案登録第３１５３４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１乃至４は、太陽電池パネルの受光面を洗浄するのに、利用することができる。しかし、どの洗浄システムも、１面の受光面に対して使用することを想定されており、太陽電池パネルが多数集まった太陽電池パネルアレイのパネル表面を洗浄するには、好適とは言えない。多数の太陽電池パネルのそれぞれに洗浄システムを設置するのは、コストや規模の点で現実的ではないからである。
【００１１】
そこで本発明の課題は、洗浄設備のコストを下げることができ、多数集まった大規模な太陽電池パネルアレイのパネル表面を好適に洗浄することができる太陽電池パネルの洗浄システムを提供することとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みて想到された太陽電池パネルの洗浄システムであり、縦横の格子状に配置させた太陽電池パネルを有する太陽電池発電システムにおける太陽電池パネルの洗浄システムであって、
自走式のロボット台車を有し、
前記ロボット台車は、汚れ識別手段と、洗浄剤タンクを搭載し、
前記汚れ識別手段にて前記太陽電池パネル上の汚れを発見した場合に、
前記汚れに前記洗浄剤タンク中の液体を流すことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の太陽電池パネルの洗浄システムは、前記ロボット台車は、さらにスクレイパーを有し、前記汚れを発見した場合は、スクレイパーで前記汚れを擦ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の太陽電池パネルの洗浄システムによると、汚れの検知と洗浄作業を行う装置が、自走式のロボット台車で、縦横無尽に全てのパネルに向かって移動することができる。従って、多数の太陽電池パネルのそれぞれに洗浄システムを設置する必要がない。そのため、洗浄設備のコストを下げることができ、多数集まった大規模な太陽電池パネルアレイのパネル表面を好適に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る太陽電池パネルの洗浄システムの主要な構成要素を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る太陽電池パネルの洗浄システムの俯瞰図である。
【図３】本発明に係るロボット台車の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る太陽電池パネルの洗浄システムにおいて、ステーションに連絡手段を有する場合を示す図である。
【図５】本発明に係る太陽電池パネルの洗浄システムの、ロボット台車の制御装置の処理フローを示す図である。
【図６】本発明に係る太陽電池パネルの洗浄システムの、洗浄の工程の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に図面を参照しながら本発明の太陽電池パネルの洗浄システムについて説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨から外れない範囲内で、下記の実施形態を変更しても、本発明の技術的範囲に含まれるのは言うまでもない。
【００１７】
図１に本発明に係る太陽電池パネルの洗浄システム１（以後単に「洗浄システム」と呼ぶ。）の概観を示す。洗浄システム１は、格子状に配置された太陽電池パネル１３に対して配置される。太陽電池パネル１３は、海岸などの広い平地部分に設置される。１枚の太陽電池パネル１３は、略長方形をしており北側の辺１４が南側の辺１５より高く設置されている。言い換えると、太陽電池パネル１３は、南方向に下り傾斜させて設置される。
【００１８】
この太陽電池パネル１３を複数枚、格子状に配置したものを太陽電池パネルアレイ１０と呼ぶ。洗浄システムは、この太陽電池パネルアレイ１０に対して配置される。ここで格子状とは、縦横に配置された状態であればよい。太陽電池パネル１３の縦の列、および横の列（以下、行ともいう）は、完全な直線でなくてもよく、緩やかにカーブしていてもよい。
【００１９】
図２には、本発明の太陽電池パネルの洗浄システム全体を把握できるように、上から眺めた概略図を示す。図２も参照しながら、太陽電池パネルアレイ１０の南北方向（Ｙ方向）を縦列といい、東西方向（Ｘ方向）を横行と呼ぶ。なお、ここで南北および東西方向は、正確な方位でなくてもよい。太陽電池パネルアレイ１０の設置地域によって、方位としての南北からずれる場合もあるからである。太陽電池パネルアレイ１０には、東西の端にそれぞれ端列１７を有する。また南北の端に端列１８を有する。
【００２０】
洗浄システム１では、東西の端列１７の少なくとも１方の端列１７の外側に、端列１７に沿った縦通路１１が設けられる。ここで「外側」とは、太陽電池パネルアレイ１０の中心から外側に向う方向を意味する。縦通路１１は、南北方向（Ｙ方向）に向かって設けられたロボット台車の通路で、レールもしくはＡＧＶ等で用いられている誘導シートである。また、各横行の間には、横通路１２が設けられる。横通路１２は、東西方向（Ｘ方向）および縦通路１１への移動箇所にＲ状に配置される。
【００２１】
洗浄システム１は、縦通路１１に沿って、ロボット３００を搭載したロボット台車２１が走行し、所定の場所でロボット台車２１を横通路１２に走行させる。ロボット台車２１は、横通路１２を走行し、所定の太陽電池パネル１３に到達し、そこで洗浄作業を行う。
【００２２】
また、図２を参照して、洗浄システム１はステーション４０を有していても良い。ステーション４０は、縦通路１１の少なくとも１端に、設けられる。ステーション４０は、ロボット台車２１に電力および洗浄剤（以下、洗浄液ともいう）を供給する。
【００２３】
図２には、ロボット台車２１（図中の斜線部）が、横通路１２を走行する様子を示す。ロボット台車２１が、ステーション４０の位置から、洗浄するべく選択された太陽電池パネル１３の横行Ｎ１の位置に移動する。そして、太陽電池パネル１３の方へ走行する。
【００２４】
図３を用いてロボット台車２１の詳細を説明する。ロボット台車２１は、車輪２２とモーター２３とバッテリー２４と載置台２５と制御装置２７を有する。モーター２３はバッテリー２４からの電力で車輪２２を駆動し、縦通路１１上および横通路１２上を走行する。車輪２２とモーター２３とバッテリー２４でロボット台車２１駆動手段が構成される。制御装置２７はロボット台車２１の動きを制御する。ロボット台車２１の載置台２５には、カメラ３０２と、スクレイパー３０３と、噴出ノズル３０４が搭載されたロボット３００が載せられている。カメラ３０２は、太陽電池パネル１３の表面を撮影する。
【００２５】
カメラ３０２の映像データは制御装置２７に送られ、画像処理手段によって画像処理が施され、画像データが生成される。画像データは、その後汚れ発見手段（ソフトウエア）によって太陽電池パネル１３上の汚れ箇所の位置を示す汚れ位置を出力する。カメラ３０２と制御装置２７と画像処理手段、汚れ発見手段で汚れ識別手段が形成される。
【００２６】
スクレイパー３０３は、ロボットハンドに設けられる。スクレイパー３０３は、太陽電池パネル１３表面の汚れをこすり落とす。
【００２７】
噴出ノズル３０４には、載置台２５に設けられた洗浄剤タンク３０５とポンプ３１５が接続されており、洗浄液噴出手段を形成している。ポンプ３１５は圧縮空気を洗浄剤タンク３０５内に送る。洗浄剤タンク３０５内には洗浄液が充填されている。洗浄剤タンク３０５から噴出ノズル３０４までは図示していない配管が形成されている。噴出ノズル３０４は、開閉機構が設けられ、制御装置２７からの指示によって開閉制御される。
【００２８】
また、ロボット台車２１は、外部からの指示を受ける連絡手段として、無線手段５１を有している。無線手段５１はアンテナおよび復調器を含む。無線手段５１は、操作者からの汚れた太陽電池パネル１３の位置の情報を受信する。
【００２９】
また、図４に示すように、ステーション４０に、無線手段５１を有していてもよい。また、無線手段５１によってステーション４０がロボット台車２１に向けて何らかの指示を送るようにしてもよい。
【００３０】
ステーション４０は、洗浄液供給手段４３、電力供給手段４４が少なくとも備えられている。電力供給手段４４は、ロボット台車２１のバッテリー２４に電力を供給する。また、洗浄液供給手段４３は、洗浄剤タンク３０５内に洗浄液を供給する。
【００３１】
また洗浄液供給手段４３には、海水淡水化装置４１と洗浄剤タンク４２とを有する。洗浄剤には、海水淡水化装置４１によって淡水化させて得られた処理水のみでもよいし、洗浄効果を向上させる洗剤を添加してもよい。また、本実施形態では、洗浄剤として、海水を淡水化させた処理水を使用する例を示したが、その他、下水処理水や、雨水等、あらゆる液体を洗浄剤として使用することができる。
【００３２】
以上の構成を有する洗浄システム１の動作を説明する。操作者は、太陽電池パネルアレイ１０を定期的に見て周る。操作者は、太陽電池パネル１３に鳥の糞などが付着しているのを発見した場合は、その太陽電池パネル１３の位置を無線でロボット台車２１に連絡する。ここで、太陽電池パネル１３の位置とは、太陽電池パネル１３毎に付された番号であってもよいし、何行目の何列目と言った指定の仕方であっても良い。操作者は表面が汚れた太陽電池パネル１３を発見する毎に、ロボット台車２１にその位置を連絡する。
【００３３】
図５には、ロボット台車２１の制御装置２７の処理フローを示す。図５を参照して、制御装置２７は動作を開始すると（ステップＳ１００）、終了判断を行う（ステップＳ１０２）。終了する場合（ステップＳ１０２のＹ分岐）は、システムを終了する（ステップＳ１５０）。継続する場合（ステップＳ１０２のＮ分岐）は、操作者からの連絡を待つ（ステップＳ１０４）。これは操作者から洗浄すべき太陽電池パネル１３の位置の連絡があるかを検知する。
【００３４】
操作者からの連絡がない場合は、ステーション４０に戻り（ステップＳ１０６）、再び、終了判断（ステップＳ１０２）に戻る。操作者からの連絡があった場合（ステップＳ１０４のＹ分岐）は、指定された太陽電池パネル１３まで移動する（ステップＳ２００）。そして、汚れを確認し洗浄する（ステップＳ３００）。そして、バッテリー３０８の残量と洗浄液の残量が少ないと判断した場合（ステップＳ１０８のＮ分岐）は、ステーション４０へ戻り、電力若しくは洗浄液を補給する（ステップＳ１２０）。そして処理は再び終了判断（ステップＳ１０２）へ戻る。
【００３５】
バッテリー３０８と洗浄液の残量がまだある場合（ステップＳ１０８のＹ分岐）は、ステップＳ１０４に戻り、再び洗浄すべき太陽電池パネル１３が指定されているか否かを調べる。このように、洗浄システム１は、操作者が指定した太陽電池パネル１３まで移動し、汚れを洗浄し、洗浄箇所がなくなったら、ステーション４０に戻る。
【００３６】
図６には、洗浄の工程（ステップＳ３００）の処理フローを示す。図６を参照して、制御装置２７はカメラ３０２で太陽電池パネル１３を撮影し、映像データを取得する（ステップＳ３０２）。撮影された映像データは、制御装置２７の画像処理手段（ソフトウェア）で画像データに変換される（ステップＳ３０４）。この画像データでは、汚れのない太陽電池パネル１３の画像データと比較し、異なっている部分が所定のデータに置き換えられた状態になっている。
【００３７】
続いて制御装置２７は、画像データを汚れ識別手段（ソフトウェア）で処理を行い、汚れと判別された位置データ（α０、β０）を出力する（ステップＳ３０６）。なお、ステップＳ３０２からステップＳ３０６は、汚れ位置確認手段と呼ぶ。制御装置２７は、汚れ位置に噴出ノズル３０４とスクレイパー３０３が届く位置にロボット３００を移動させる（ステップＳ３０８）。そして、汚れ位置に洗浄液を噴出する（ステップＳ３１０）。洗浄液を噴出したら汚れ位置確認手段を再度実行する（ステップＳ３１２）。ここで、出力される汚れ位置データをα１、β１とする。
【００３８】
そして、α０とα１およびβ０とβ１を比較する（ステップＳ３１４）。これらが同じであれば、汚れは流れていないと判断できる。汚れが流れていない場合（ステップＳ３１４のＹ分岐）は、スクレイパー３０３で汚れを拭き取る（ステップＳ３１６）。そして、再び洗浄液を噴出するステップＳ３１０に戻る。
【００３９】
汚れが落ちていると判断される場合（ステップＳ３１４のＮ分岐）は、α１を新たなα０とし、β１を新たなβ０とする（ステップＳ３１８）。そして、汚れは流れきったか否かを判断する（ステップＳ３２０）。汚れが流れきったとは、汚れ位置確認手段によって算出される汚れの位置データが、太陽電池パネル１３の外側まで移動したか否かで判断することができる。
【００４０】
汚れが流れきっていない場合（ステップＳ３２０のＮ分岐）は、再度洗浄液を噴出するステップＳ３１０に戻る。汚れが流れきった場合（ステップＳ３２０のＹ分岐）は、洗浄工程であるＳ３００を終える。
【００４１】
以上のように、本発明に係る洗浄システム１は、操作者が汚れを見つけた太陽電池パネル１３を、次々に洗浄手段を有するロボット台車２１が移動し、洗浄するため、太陽電池パネルアレイ１０の太陽電池パネル１３を清潔にしておくことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る洗浄システムは、多数の太陽電池パネルを配置した太陽電池パネルアレイにおいて、各パネルの表面を洗浄する際に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１    洗浄システム
１０    太陽電池パネルアレイ
１１    縦通路
１２    横通路
１３    太陽電池パネル
１４    北側の辺
１５    南側の辺
１７    端列
１８    端列
２１    ロボット台車
２２    車輪
２３    モーター
２４    バッテリー
２５    載置台
２７    制御装置
４０    ステーション
４１    海水淡水化装置
４２    洗浄剤タンク
４３    洗浄液供給手段
４４    電力供給手段
５１    無線手段
３００    ロボット
３０２    カメラ
３０３    スクレイパー
３０４    噴出ノズル
３０５    洗浄剤タンク
３０８    バッテリー
３０５    洗浄剤タンク
３１５    ポンプ
【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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