(57)【要約】  ソーラパネル１１５用の洗浄システム１００が提供される。洗浄システム１００は、ｉソーラパネル１１５上で横方向に移動可能であるフレーム１０５であって、フレーム１０５は、横方向に配向された縁部を有する、フレーム１０５と、フレーム１０５内に位置付けられ、長手方向に移動可能なブラシアセンブリ１１０であって、フレーム１０５内に配置された複数のブラシホルダ１８２、１８４を含み、各ブラシホルダ１８２、１８４は、ソーラパネル１１５を洗浄するブラシを交換可能に受容するよう適合されている、ブラシアセンブリ１１０と、水および水洗剤混合物のうちの少なくとも一方をソーラパネル１１５上に噴霧する１つ以上の列に配置されたノズル１２２、１２４を含む、液体噴霧装置と、を備える。液体噴霧装置は、ブラシアセンブリの長手方向端部上に水洗剤混合物を噴霧するためフレームの横方向縁部の少なくとも一方の近くに位置付けられたノズルを含む。
2020530249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラパネルの洗浄システムであって、
前記ソーラパネル上で横方向に移動可能であるフレームであって、前記横方向に配向された横方向縁部を有する、フレームと、
前記フレーム内に位置付けられており、長手方向に移動可能なブラシアセンブリであって、前記ブラシアセンブリは、前記フレーム内に配置された複数のブラシホルダを含み、各ブラシホルダは、前記ソーラパネルを洗浄するためのブラシを交換可能に受容するように適合されている、ブラシアセンブリと、
水および水洗剤混合物のうちの少なくとも一方を前記ソーラパネル上に噴霧するための少なくとも１列に配置されたノズルを含む、液体噴霧装置と、を備え、
前記液体噴霧装置の前記ノズルは、前記ブラシアセンブリの長手方向端部上に水および前記水洗剤混合物のうちの少なくとも一方を噴霧するために、前記フレームの前記横方向縁部のうちの少なくとも一方の近くに位置付けられている、ソーラパネルの洗浄システム。
【請求項２】
前記液体噴霧装置は、前記フレーム内に位置付けられており、前記横方向に配向されている、複数列のノズルを含む、請求項１に記載の洗浄システム。
【請求項３】
強制空気を前記ソーラパネル上に適用するための強制空気装置をさらに備える、請求項１に記載の洗浄システム。
【請求項４】
前記強制空気装置は、加圧空気を前記ソーラパネル上に適用するように配向された複数のノズルを含む、請求項３に記載の洗浄システム。
【請求項５】
前記強制空気装置は、様々な長手方向位置において前記フレーム内に位置する複数のファンを含む、請求項３に記載の洗浄システム。
【請求項６】
前記フレームが前記ソーラパネル上を移動するときに、前記フレームを移動可能に支持するための支持バーをさらに備える、請求項３に記載の洗浄システム。
【請求項７】
前記支持バーに対して前記フレームを駆動するように適合された滑車システムをさらに備える、請求項６に記載の洗浄システム。
【請求項８】
前記ソーラパネルが作動していないときに電力を提供する独立した電源をさらに備える、請求項７に記載の洗浄システム。
【請求項９】
前記独立した電源は、前記ソーラパネルが作動している間に、前記ソーラパネルによって充電可能であり、前記ソーラパネルがオフラインのときに、前記洗浄システムに電気エネルギーを提供するために放電可能である、再充電可能なバッテリを含む、請求項８に記載の洗浄システム。
【請求項１０】
前記ブラシアセンブリ内で前記ブラシホルダを前記フレームに対して移動させるための第２の滑車システムをさらに備える、請求項１に記載の洗浄システム。
【請求項１１】
前記第２の滑車システムは、前記ブラシホルダを長手方向に駆動する、請求項１０に記載の洗浄システム。
【請求項１２】
前記支持バーに対する前記フレームの位置を判定するための第１のセンサと、
前記第１のセンサに結合されており、前記フレームが前記ソーラパネルを横切って位置限界に到達したことを示すデータを前記第１のセンサから受信すると、前記フレームが進行する前記横方向を逆転するように構成されている、制御ユニットと、をさらに備える、請求項６に記載の洗浄システム。
【請求項１３】
前記洗浄システムに利用可能な水の量を判定するための第２のセンサをさらに備え、
前記制御ユニットは、前記第２のセンサに結合されており、利用可能な水が少ないことを示すデータを受信すると、前記液体噴霧装置の使用を低減するように構成されている、請求項１２に記載の洗浄システム。
【請求項１４】
前記制御ユニットは、前記ソーラパネルの効率データを提供する診断モジュールに結合されており、受信された効率データに応じて、前記液体噴霧装置または前記強制空気装置のうちの少なくとも一方を起動または停止するように構成されている、請求項１２に記載の洗浄システム。
【請求項１５】
ソーラパネルの洗浄方法であって、
交換可能なブラシを受容するように適合された複数のブラシホルダを含む、ブラシアセンブリを提供することであって、前記ブラシアセンブリが、フレームに組み込まれている、提供することと、
前記ブラシを前記ソーラパネルの表面に接触させながら、前記ソーラパネルの前記表面上で前記ブラシアセンブリと一緒に前記フレームを移動させることと、
前記ブラシアセンブリ内で前記フレームに対して前記ブラシを移動させることと、
破片を取り除くために、前記ソーラパネル上に、かつ前記ブラシを洗浄するために、前記ブラシアセンブリ上に、水洗剤混合物を噴霧することと、を含む、ソーラパネルの洗浄方法。
【請求項１６】
前記ソーラパネルから破片をさらに取り除くために、前記ソーラパネル上に強制空気を適用することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記水洗剤混合物が、前記フレームの運動方向に沿って配向された少なくとも１列のノズルから噴霧される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ソーラパネルの発電効率に関する情報を受信することと、
前記ソーラパネルの前記発電効率に関する前記受信された情報に基づいて、前記ソーラパネル上への前記水洗剤混合物の噴霧、および強制空気の適用を制御することと、をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ソーラパネルの前記発電効率に関する前記受信された情報に基づいて、前記フレームの運動を制御することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記フレームが、前記ソーラパネル上のその運動において位置限界に到達したかどうかを検出することと、
前記位置限界に到達した場合、前記フレームの運動方向を逆転させることと、をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記ソーラパネルを洗浄するために利用可能な水位を検出することと、
検出された利用可能な水位に基づいて、前記ソーラパネル上への前記水洗剤混合物の噴霧を制御することと、をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電パネルの使用による電気エネルギーの生成に関し、特に、ソーラパネルを洗浄してその効率を改善するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギーを含む再生可能なエネルギー源は、世界中のエネルギーミックスの中でますます大きな割合を占めつつある。ほとんどの太陽エネルギーは、太陽光電池のパネルを使用して取得される。パネルは通常、太陽電池が環境に直接さらされるのを防ぐために透明なガラスのカバーで覆われている。しかし、ガラスのカバーは、汚れ、有機物、砂、泥、真菌の成長、および他の破片を時間の経過とともに蓄積する可能性があり、それらが覆うソーラパネルの発電効率を低下させる。パネルカバーへの蓄積物の例を図１および図２に示す。図１は、ほこりまたは砂などのゆるい汚れ層で表面の大部分が覆われているソーラパネルを示す。図２は、パネルの縁部付近に顕著に蓄積した残留物の縞で覆われた表面を有する別のソーラパネルを示す。図２に示すような残留物は、ソーラパネルカバーに付着する傾向があり、除去するのが難しい場合がある。さまざまな研究により、汚れの蓄積によりソーラパネルの出力が最大８０％まで削減され得ることが示されている。さらに、小さな粒子は出力に特に有害な影響を与えることが分かっている。例えば、クウェート市では、砂の蓄積により、６日後にソーラパネルの電力が１７％減少したことを記録した。
【０００３】
これまでに用いられてきたソーラパネルを洗浄および維持するための従来の方法およびシステムは、一般に、洗浄効率が不十分であるか、他のものよりも数倍良好な蓄積物の洗浄か、耐久性に欠けるか、または要水量が多いなどの他の不利な条件に悩まされ、これは砂漠などの水の入手が制限されている環境では望ましくない場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、効率的で、少量の水を必要とし、順応性および耐久性の両方を兼ね備えたソーラパネル洗浄システムを提供することは有利であろう。本開示は、当技術分野におけるこれらおよび他の欠陥に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態は、ソーラパネル用の洗浄システムを提供する。洗浄システムは、ｉ）ソーラパネル上で横方向に移動可能なフレームであって、横方向に配向された横方向縁部を有する、フレームと、ｉｉ）フレーム内に位置付けられており、長手方向に移動可能なブラシアセンブリであって、フレーム内に配置された複数のブラシホルダを含み、各ブラシホルダは、ソーラパネルを洗浄するためのブラシを交換可能に受容するように適合されている、ブラシアセンブリと、ｉｉｉ）水および水洗剤混合物のうちの少なくとも一方をソーラパネル上に噴霧するための少なくとも１列に配置されたノズルを含む、液体噴霧装置と、を備える。液体噴霧装置は、ブラシアセンブリの長手方向端部上に水および水洗剤混合物のうちの少なくとも一方を噴霧するために、フレームの横方向縁部のうちの少なくとも一方の近くに位置付けられているノズルを含む。
【０００６】
いくつかの実施形態では、液体噴霧装置は、フレーム内に位置付けられており、横方向に配向されている、複数列のノズルを含む。
【０００７】
本発明の洗浄システムはまた、強制空気をソーラパネル上に適用するための強制空気装置を含み得る。いくつかの実装形態では、強制空気装置は、加圧空気をソーラパネル上に適用するように配向された複数のノズルを含む。他の実装形態では、強制空気装置は、様々な長手方向位置においてフレーム内に位置する複数のファンを含む。ノズルとファンの組み合わせも使用することができる。
【０００８】
洗浄システムの実施形態は、フレームがソーラパネル上を移動するときに、フレームを移動可能に支持するための支持バーをさらに備える。洗浄システムは、支持バーに対してフレームを駆動するように適合された滑車システムを含み得る。いくつかの実装形態では、洗浄システムは、ソーラパネル（複数可）自体が作動していないときにアクティブである独立した電源を使用することによって給電され得る。
【０００９】
本発明による洗浄システムは、ブラシアセンブリ内のブラシホルダをフレームに対して移動させるための第２の滑車システムも含み得る。第２の滑車システムは、ブラシホルダを長手方向に駆動する。
【００１０】
洗浄システムのさらなる実施形態は、支持バーに対するフレームの位置を判定するための第１のセンサと、センサに結合されており、フレームがソーラパネルを横切って位置限界に到達したことを示すデータをセンサから受信すると、フレームが進行する横方向を逆転するように構成されている、制御ユニットと、を備える。
【００１１】
いくつかの実装形態は、洗浄システムに利用可能な水の量を判定するための第２のセンサを含む。そのような実装形態では、制御ユニットは、第２のセンサに結合されており、利用可能な水が少ないことを示すデータを受信すると、液体噴霧装置の使用を低減するように構成され得る。制御ユニットは、また、ソーラパネルの効率データを提供する診断モジュールに結合され得る。制御ユニットは、受信された効率データに応じて、液体噴霧装置または強制空気装置のうちの少なくとも一方を起動または停止するように構成され得る
【００１２】
本発明の実施形態はまた、ソーラパネルの洗浄方法であって、ｉ）交換可能なブラシを受容するように適合された複数のブラシホルダを含む、ブラシアセンブリを提供することであって、ブラシアセンブリが、フレームに組み込まれている、提供することと、ｉｉ）ブラシをソーラパネルの表面に接触させながら、ソーラパネルの表面上でブラシアセンブリと一緒にフレームを移動させることと、ｉｉｉ）ブラシアセンブリ内でフレームに対してブラシを移動させることと、ｉｖ）破片を取り除くために、ソーラパネル上に、かつブラシを洗浄するために、ブラシアセンブリ上に、水洗剤混合物を噴霧することと、を含む、ソーラパネルの洗浄方法をも含む。
【００１３】
いくつかの実施形態では、洗浄方法は、ソーラパネルから破片をさらに取り除くために、ソーラパネル上に強制空気を適用することをさらに含む。
【００１４】
いくつかの実装形態では、水洗剤混合物は、フレームの運動方向に沿って配向された少なくとも１列のノズルから噴霧される。
【００１５】
さらなる実施形態では、洗浄方法はまた、ソーラパネルの発電効率に関する情報を受信することと、ソーラパネルの発電効率に関する受信された情報に基づいて、ソーラパネル上への水洗剤混合物の噴霧、および強制空気の適用を制御すること、とを含む。いくつかの実装形態では、この方法は、また、ソーラパネルの発電効率に関する受信された情報に基づいて、フレームの運動を制御することを含む。さらなる実装形態では、フレームが、ソーラパネル上のその運動において位置限界に到達すると、それが検出され、限界に到達した場合、フレームの運動方向が逆転させられる。さらに、ソーラパネルを洗浄するために利用可能な水位が検出され得、検出された利用可能な水位に基づいて、ソーラパネル上への水洗剤混合物の噴霧が制御され得る。
【００１６】
本明細書で開示される様々な実施形態および実装形態の任意の組み合わせを使用することができる。
【００１７】
これらおよび他の態様、特徴、および利点は、本発明の特定の実施形態の以下の説明、ならびに添付の図面および特許請求の範囲から理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ゆるい破片で覆われた例示的なソーラパネルの斜視図である。
【図２】残留物の薄い膜で覆われた例示的なソーラパネルの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるソーラパネル洗浄システムの一実施形態の概略上面図である。
【図４】下部のソーラパネルが取り外された図３に示された洗浄システムの拡大図である。
【図５】本発明の実施形態によるソーラパネル洗浄システムのフレームおよびブラシアセンブリの概略上面図である。
【図６】本発明による、ソーラパネルから汚れを取り除くための強制空気および液体噴霧システムの一実施形態の概略上面図である。
【図７】ファンを使用する本発明によるソーラパネルから汚れを取り除くための強制空気システムの代替的な実施形態の概略上面図である。
【図８】本発明による洗浄システムを操作するための制御システムの例示的な実施形態の概略ブロック図である。  図面は例示であり、必ずしも縮尺通りではないことに留意されたい。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
概要として、本開示は、ソーラパネルが動作可能である間、ソーラパネルを効率的な状態で洗浄および維持するオンライン洗浄システムについて説明する。洗浄システムには、調整可能なフレームと交換可能な洗浄要素が含まれているため、さまざまな大きさと構成のソーラパネルへの適用に適応できる。
【００２０】
図３は、本発明の実施形態による洗浄システムの概略上面図である。洗浄システム１００は、長手方向軸として示される一次元に沿って伸長される長方形のフレーム１０５を含む。フレーム１０５は、第１の長手方向端部１０７および第２の長手方向端部１０９を有し、ブラシアセンブリ１１０を取り囲んでいる。第１の端部１０７は、第１の支持バー１１２に移動可能に結合され、第２の端部１０９は、第２の支持バー１１４に移動可能に結合される。フレーム１０５は、横軸として示される向きに沿って、支持バー１１２、１１４に沿って順方向および逆方向に移動可能である。電動滑車システムまたは同様の原動機構（図３には図示せず）を使用して、支持バー１１２、１１４に沿ったフレームの移動に給電する。フレーム１０５は、ソーラパネル１１５の上に設置されて示されている。ソーラパネルの表面積は、通常０．５〜２平方メートルで、ガラス製の透明な保護カバーで覆われている。フレーム１０５の長さは、パネル１１５の長さにほぼ一致するように調整される。ソーラパネル１１５は単一のパネルであり得るが、ほとんどのソーラプラントでは、横軸に沿ってさらに延在する同様のパネルの列（「ソーラ列」）の一部になる。支持バー１１２、１１４は、ソーラ列全体に沿って延在することができ、この場合、フレーム１０５は、ソーラ列全体を覆うように支持バー１１２、１１４に沿って移動することができる。支持バー１１２に結合されたまたは隣接して置かれた噴霧ノズル１２２の第１の列は、フレームの第１の端部１０７に近接するブラシアセンブリ１１０に向かって洗浄液の噴霧を方向付けるように位置付けられる。支持バー１１４に結合されたまたは隣接して置かれた噴霧ノズル１２４の第２列は、フレームの第２端部１０９に近接するブラシアセンブリ１１０に向かって洗浄液の噴霧を方向付けるように位置付けられる。フレーム１０５上に位置付けられた電源１３０は、洗浄システム１００に電力を提供し、ソーラパネル設備の他のモジュールに給電する電源システムの一部であってもよい。電源１３０は、洗浄システムに電力を提供するように特に機能する追加の専用太陽電池とすることができる。代替的に、電源１３０は、再充電可能な電源として実装され得る。例えば、電源１３０は、パネルが作動している間に１つ以上のソーラパネルにより充電され得る再充電可能なバッテリを含むことができ、次いで、パネルがオフラインの間にバッテリにより蓄積されたエネルギーが洗浄システムにより利用され得る。
【００２１】
図４は、下部のソーラパネルが取り外された図３に示された洗浄システムの拡大図である。図示されるように、フレーム１０５は、第１の端部１０７で車輪１６０の第１のセットに結合され、第２の端部１０９で車輪１６２の第２のセットに結合される。車輪１６０、１６２のセットにより、フレーム１０５は、支持バー１１２、１１４上のレール、フランジまたは同様の牽引面と接触して水平に（横軸に沿って）スライドすることができる。図示された実施形態では、車輪１６０、１６２のセットは、フレーム１０５の平面およびソーラパネル内で回転するように取り付けられる（すなわち、車輪の回転軸は、フレームの平面およびソーラパネルに垂直である）。他の実施形態では、車輪のセットは、図４に示される向きに垂直にまたは他の方法で取り付けられ、配向され得る。
【００２２】
駆動機構の一実施形態では、モータ（図示せず）が駆動滑車１６０を起動させ、次に、駆動滑車１６０が第１および第２のステップ滑車１６２、１６４を作動させる。ステップ滑車１６２は、ステップチェーン１６５を支持バー１１２上で駆動し、ステップ滑車１６４は、ステップチェーン１６７を支持バー１１４上で駆動する。この機構は、支持バー上の車輪を動かし、次に、フレーム１０５を、ソーラパネルを横切って順方向および逆方向に引っ張る。第１の方向スイッチ１７０は駆動滑車１６０に接続され、駆動滑車がステップ滑車１６２、１６４を順方向に駆動させるように動作し、第２の方向スイッチ１７２も駆動滑車に接続され、駆動滑車がステップ滑車１６２、１６４を逆方向に駆動させるように動作する。方向スイッチは、オペレータコマンドによって、またはフレーム１０５の位置を検出するデバイスに基づいて制御ユニットを使用して自動的に起動され得る。いくつかの実施形態では、制限センサおよび／またはエンコーダを使用して、支持バー１１２、１１４に対するフレームの位置を判定することができる。検出器からの信号は、制御ユニットによって使用され、フレームがソーラパネルの長さを完全に通過したかどうかを判断し、もしそうであれば、フレームの移動方向を逆転させることができる。
【００２３】
図５は、本発明の実施形態によるフレーム１０５およびブラシアセンブリ１１０の概略上面図である。フレーム１０５内に囲まれているのは、フレームの実質的な長さに沿って長手方向列に配置された、例えば１８２、１８４のブラシホルダのセットを含むブラシアセンブリ１１０である。各ブラシホルダ１８２、１８４は、交換可能なブラシ（明示的に示されていない）を受容するように構成されている。ブラシはモジュール式であり、スナップ嵌め、タングイン溝、スリーブ、および他の適切な結合方法によりブラシホルダ１８２、１８４上に取り付けられるように適合されている。このようにして、柔らかいマイクロファイバー、スポンジおよびローパーブラシなどのさまざまな異なるタイプのブラシを、異なる順序および位置でブラシアセンブリ１１０に交換可能に組み込むことができる。ブラシアセンブリ１１０は、全体として、滑車１９０およびチェーン１９２などの機構を介して長手方向（フレーム自体の移動に垂直）に動くように適合されている。いくつかの実装形態では、滑車１９０は、中間伝達機構を介してフレーム１０５を動かすのと同じ駆動滑車１５０によって駆動され得る。他のブラシ駆動機構も使用され得る。図５の実施形態では、ブラシホルダ１８２、１８４はチェーン１９２に直接、結合されている。チェーン１９０が滑車１９０によって動かされると、ブラシホルダは長手方向に運ばれる。チェーン１９０は、個々のブラシが連続的に移動し、周期的に洗浄通路の終わりに到達するように、ブラシを連続ループで移動させるコンベヤーベルトであり得る。ブラシは、フレームに沿って移動するときにソーラパネルを洗浄する。ブラシはフレームの縁部に達すると、支持バーの上または近くに位置付けられた流体噴霧ノズル１２２の列（図３）からの水／洗剤混合物の強力な噴霧にさらされることにより洗浄される。いくつかの実施形態では、ブラシアセンブリの移動方向は一方向であり得、他の実施形態では、双方向運動のために逆転機構が採用される。
【００２４】
本発明による洗浄システム用の空気／液体噴霧システム２００の実施形態の概略上面図が図６に示されている。システム２００は、フレームの前方にある塵粒子の取り除きおよび移動を支援するための強制空気放出または吹き付け装置（「強制空気装置」）を含む。システム２００は、同様の洗浄目的のために水−洗剤混合物を供給するように適合されている液体噴霧装置２１５も含む。一実施形態では、強制空気装置は、フレーム１０５の第１の外側長手方向縁部に隣接する列に配置された空気ノズル２１２の第１のセットと、フレーム１０５の他方の外側長手方向縁部の列に配置された空気ノズル２１４の第２のセットと、を含む。図６には示されていないが、ノズル２１２、２１４の両方のセットは、フレーム１０５に結合され、そこから延在している。空気ノズル２１２、２１４のセットはまた、フレーム１０５に沿って分配され得る強制空気源と流体連通している。図示された実施形態では、液体噴霧装置は、フレーム１０５の内側の横軸に沿って水平に配向された５列のノズル２２１、２２２、２２３、２２４、および２２５を含む。より少ない数またはより多い数のノズル列（列ごとに異なる数のノズル）が使用され得る。ノズル２２１〜２２５の列は、好ましくは、汚れおよび破片を覆い、取り除くのに十分な高圧で、水／洗剤混合物を噴霧する。乾燥環境などで必要に応じて水資源を節約するために、噴霧に使用される流体の量を最小限に抑えることができることに留意されたい。液体噴霧装置は、図２に示すブラシ洗浄ノズル１２２にも供給することができる水および洗剤供給ライン（図示せず）と連通している。
【００２５】
図７に示される強制空気装置の代替的な実施形態では、フレーム内に長手方向に分配されたファン２３２、２３４、２３６は、強制空気をソーラパネルに向かって方向付ける。ファン２３２、２３４、２３６を作動させるための電力は、作動時にソーラパネルまたはソーラ列によって提供することができる。
【００２６】
別の代替的な実施形態では、液体噴霧装置は、ソーラパネル上に分配される「スプリンクラ」噴霧などのスタンドアロンシステムを含むことができる。一実施形態では、ソーラパネルに面する穴を有する給水管を、ソーラ列のより高い端に沿って設置することができる。液体が管を流れると、スプリンクラのように穴を通ってソーラパネルの表面上に放出される。さらに、洗浄用の強制空気および水／洗剤を提供する空気および液体の供給ラインを、フレームの経路をたどるステップチェーンによって移動するローラー上に配置することができる。図７に示され、前述したように、専用噴霧ノズル２５２、２５４は、ブラシアセンブリ内のブラシがフレームを通る各洗浄走行の終わりに達するとブラシを洗浄するように位置付けられる。
【００２７】
図８は、本発明によるソーラパネル洗浄システムを動作させるための制御システム８００の一実施形態のハイレベル・ブロック図である。１つ以上のプロセッサおよび／またはプログラミング論理ユニット（ＰＬＵ）およびキャッシュメモリとして実装され得る制御ユニット８０２は、システム８００の他のデバイスからのデータを操作および受信するためのコマンドを生成するように動作可能である。制御ユニット８０２は、コマンドを自動的に生成するか、または手動でもしくはスマートフォンなどの遠隔装置を介して受信したユーザ（オペレータ）コマンド８０４に応答してコマンドを生成する。制御ユニットは、いくつかのデバイスから感覚入力を受容し、多数のアクチュエータデバイスにコマンドを送信して、洗浄システムを操作する。
【００２８】
センサデバイスは、支持バー（およびソーラパネル）に対するフレームの相対位置を検出する制限センサまたはエンコーダ８０６を含み、フレームがソーラパネルに対する方向の移動において事前に設定された制限に達したかどうかも検出することができる。水位センサ８０８は、給水ラインに接続され、洗浄システムに利用可能な水の量を測定する。水位センサ８０８は、リザーバの水位または供給ラインの流量を測定するための静的ゲージであってもよく、またはより大きな給水システムの他の部分と通信するアクティブな構成要素であってもよい。制御ユニット８０２はまた、診断モジュール８０９からソーラパネルのソーラ発電効率データを受信する。
【００２９】
制御ユニット８０２によって操作されるアクチュエータデバイスは、ソーラパネル上でフレームを移動させるためのフレーム移動制御８１０を含む。上述のように、フレーム移動制御８１０は、モータ、滑車、チェーン、方向スイッチ、ならびに／またはフレームの順方向および逆方向の運動を制御する他の構成要素を操作するための１つ以上のアクチュエータを含む。空気ノズル／ファン制御８１２は、例えば、空気ノズルシステムのノズルの開閉および／または１つ以上のファン要素の起動もしくは停止を操作するアクチュエータを含む。同様に、液体噴霧制御８１４は、流体噴霧システムのノズルの開閉を操作するアクチュエータを含む。ブラシアセンブリ移動制御８１６は、洗浄システムのフレーム内でブラシを長手方向に移動させる滑車およびチェーンを操作するためのアクチュエータを含む。
【００３０】
動作中、制限センサ／エンコーダ８０６が、フレームが順方向または逆方向にソーラパネル（または列）上での通過を完了したことを検出すると、この情報は制御ユニット８０２によって受信され、制御ユニットは方向スイッチを起動させてフレームの運動の方向を変更させ得る。同様に、水位センサ８０８が特定の閾値を下回る低水位を検出し、この情報を制御ユニット８０２に送信すると、制御ユニット８０２は、洗浄作業中の噴霧に使用される水の量を低減し、洗浄作業の頻度を低減し、または水の利用可能性が改善するまで操作全体を停止する。
【００３１】
加えて、空気／流体噴霧システムを制御することにより、制御ユニット８０２は、例えば環境条件およびソーラパネルの効率に関する情報に基づいて、適用される空気の量および頻度を変えることができる。パネルが大量の破片で覆われていると判断された場合、空気ノズルを起動させる（例えば、開く）および／またはファンの運転を増加させることで、空気流を増加させることができる。同様に、制御ユニット８０２は、液体噴霧装置の噴霧ノズルの制御により、ソーラパネルに適用される流体噴霧の量、および水／洗剤混合物に適用される洗剤の量を増加させることができる。逆に、パネルが比較的きれいである場合、制御ユニット８０２は、１つ以上のノズルを閉めるおよび／または強制空気装置のファンの運転を低減することにより、空気流および流体噴霧の量を低減することができる。
【００３２】
本明細書に開示される洗浄システムは、効率を改善し、コストを削減するという点で多くの利点を有する。洗浄システムのブラシはモジュール式で交換可能であるため、メンテナンスを容易に行うことができ、効率が低下した古いブラシを新しいブラシに定期的に代えることができる。さらに、ブラシの互換性により、設置時の一般的な条件に最も適したブラシタイプを選択できる。さらに、強制空気を使用することで、累積したほこりを動かすことによってパネル表面の機械的損傷を防ぐことができる。
【００３３】
本明細書に開示されたいずれの構造および機能の細目も、システムおよび方法を限定するものとして解釈されるべきではなく、むしろ、当業者に、方法を実装するための１つ以上のやり方を教示するための典型的な実施形態および／または構成として提供されていることを理解されたい。
【００３４】
図面中の類似の数字が、いくつかの図を通して類似の要素を表し、図に関連して説明され、例示された構成要素および／またはステップのすべてが、すべての実施形態または構成に必要とされるわけではないことをさらに理解されたい。
【００３５】
本明細書に使用されている専門用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のものであり、本発明を限定することを意図されるものではない。本明細書で使用される際、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上、他の意味を示すことが明らかな場合を除き、複数形も含むことが意図される。「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（備える）」および／または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」という用語は、本明細書で使用する際、述べた特徴、整数、ステップ、操作、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または追加を排除しないことがさらに理解されるであろう。
【００３６】
向きの用語は、本明細書では、単に慣例および参照の目的で使用され、限定するものとして解釈されるべきではない。ただし、これらの用語が見る人を基準にして使用されている可能性があることが分かる。したがって、限定が暗に意味されることもなく、推察されるべきでもない。
【００３７】
また、本明細書に使用されている表現および専門用語は、説明目的のものであり、限定するものと見なされるべきではない。本明細書における「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、または「ｈａｖｉｎｇ（有する）」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（含む）」、「ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ（伴う）」、およびそれらの変形の使用は、それ以降に挙げられた項目、およびその等価物、ならびに追加項目を包含することを意図している。
【００３８】
例示的な実施形態に関連して本発明が説明されてきたが、本発明の範囲から逸脱しない限り、様々な変更が行われてもよく、その要素を等価物に置き換えてもよいことが、当業者には理解されるであろう。さらに、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、特定の計器、状況、または材料を本発明の教示に適合させるための多くの修正形態が当業者には理解されるであろう。したがって、本発明が、本発明を実施するために考えられた最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲内に含まれるすべての実施形態を含むようになることが意図されている。
【符号の説明】
【００３９】
１００  洗浄システム
１０５  フレーム
１０７  第１の長手方向端部
１０９  第２の長手方向端部
１１０  ブラシアセンブリ
１１２  第１の支持バー
１１４  第２の支持バー
１１５  ソーラパネル
１２２  ブラシ洗浄ノズル
１２４  噴霧ノズル
１３０  電源
１５０、１６０  同じ駆動滑車
１６２、１６４  ステップ滑車
１６５、１６７  ステップチェーン
１７０  第１の方向スイッチ
１７２  第２の方向スイッチ
１８２、１８４  ブラシホルダ
１９０  滑車
１９２  チェーン
２００  液体噴霧システム
２１２、２１４  空気ノズル
２１５  液体噴霧装置
２２１、２２２、２２３、２２４、２２５  ノズル
２３２、２３４、２３６  ファン
２５２、２５４  専用噴霧ノズル
【図１】
2020530249.tif 000003
【図２】
2020530249.tif 000004
【図３】
2020530249.tif 000005
【図４】
2020530249.tif 000006
【図５】
2020530249.tif 000007
【図６】
2020530249.tif 000008
【図７】
2020530249.tif 000009
【図８】
2020530249.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月22日(2019.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラパネルの洗浄システムであって、前記ソーラパネルは平面であり、かつ縦向きおよび横向きからなる互いに直交する向きの面内を画定し、前記ソーラパネルは、
前記ソーラパネル上で前記横方向に移動可能であるフレームであって、前記横方向に配向された横方向縁部を有する、フレームと、
前記フレーム内に位置付けられており、前記長手方向に移動可能なブラシアセンブリであって、前記ブラシアセンブリは、前記フレーム内に配置された複数のブラシホルダを含み、各ブラシホルダは、前記フレームの平面において長方形を有し、前記長方形の長い方の辺は前記横方向に整列しており、各ブラシホルダはまた、前記ソーラパネルを洗浄するためのブラシを交換可能に受容するように適合されている、ブラシアセンブリと、
水および水洗剤混合物のうちの少なくとも一方を前記ソーラパネル上に噴霧するための少なくとも１列に配置されたノズルを含む、液体噴霧装置と、を備え、
前記液体噴霧装置の前記ノズルは、前記ブラシアセンブリの長手方向端部上に水および前記水洗剤混合物のうちの少なくとも一方を噴霧するために、前記フレームの前記横方向縁部のうちの少なくとも一方の近くに位置付けられている、ソーラパネルの洗浄システム。
【請求項２】
前記液体噴霧装置は、前記フレーム内に位置付けられており、前記横方向に配向されている、複数列のノズルを含む、請求項１に記載の洗浄システム。
【請求項３】
強制空気を前記ソーラパネル上に適用するための強制空気装置をさらに備える、請求項１に記載の洗浄システム。
【請求項４】
前記強制空気装置は、加圧空気を前記ソーラパネル上に適用するように配向された複数のノズルを含む、請求項３に記載の洗浄システム。
【請求項５】
前記強制空気装置は、様々な長手方向位置において前記フレーム内に位置する複数のファンを含む、請求項３に記載の洗浄システム。
【請求項６】
前記フレームが前記ソーラパネル上を移動するときに、前記フレームを移動可能に支持するための支持バーをさらに備える、請求項３に記載の洗浄システム。
【請求項７】
前記支持バーに対して前記フレームを駆動するように適合された滑車システムをさらに備える、請求項６に記載の洗浄システム。
【請求項８】
前記ソーラパネルが作動していないときに電力を提供する独立した電源をさらに備える、請求項７に記載の洗浄システム。
【請求項９】
前記独立した電源は、前記ソーラパネルが作動している間に、前記ソーラパネルによって充電可能であり、前記ソーラパネルがオフラインのときに、前記洗浄システムに電気エネルギーを提供するために放電可能である、再充電可能なバッテリを含む、請求項８に記載の洗浄システム。
【請求項１０】
前記ブラシアセンブリ内で前記ブラシホルダを前記フレームに対して移動させるための第２の滑車システムをさらに備える、請求項１に記載の洗浄システム。
【請求項１１】
前記第２の滑車システムは、前記ブラシホルダを長手方向に駆動する、請求項１０に記載の洗浄システム。
【請求項１２】
前記支持バーに対する前記フレームの位置を判定するための第１のセンサと、
前記センサに結合されており、前記フレームが前記ソーラパネルを横切って位置限界に到達したことを示すデータを前記センサから受信すると、前記フレームが進行する前記横方向を逆転するように構成されている、制御ユニットと、をさらに備える、請求項６に記載の洗浄システム。
【請求項１３】
前記洗浄システムに利用可能な水の量を判定するための第２のセンサをさらに備え、
前記制御ユニットは、前記第２のセンサに結合されており、利用可能な水が少ないことを示すデータを受信すると、前記液体噴霧装置の使用を低減するように構成されている、請求項１２に記載の洗浄システム。
【請求項１４】
前記制御ユニットは、前記ソーラパネルの効率データを提供する診断モジュールに結合されており、受信された効率データに応じて、前記液体噴霧装置または前記強制空気装置のうちの少なくとも一方を起動または停止するように構成されている、請求項１２に記載の洗浄システム。
【請求項１５】
ソーラパネルの洗浄方法であって、前記ソーラパネルは平面であり、かつ縦向きおよび横向きからなる互いに直交する向きの面内を画定し、前記方法は、
交換可能なブラシを受容するように適合された複数のブラシホルダを含む、ブラシアセンブリを提供することであって、前記ブラシアセンブリが、フレームに組み込まれている、提供することと、
前記ブラシを前記ソーラパネルの表面に接触させながら、前記ソーラパネルの前記表面上で前記ブラシアセンブリと一緒に前記フレームを前記横方向に移動させることと、
前記ブラシアセンブリ内で前記フレームに対して前記ブラシを移動させることと、
破片を取り除くために、前記ソーラパネル上に、かつ前記ブラシを洗浄するために、前記ブラシアセンブリ上に、水洗剤混合物を噴霧することと、を含み、
各ブラシホルダは、前記フレームの平面において長方形を有し、前記長方形の長い方の辺は前記横方向に整列している、ソーラパネルの洗浄方法。
【請求項１６】
前記ソーラパネルから破片をさらに取り除くために、前記ソーラパネル上に強制空気を適用することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記水洗剤混合物が、前記フレームの運動方向に沿って配向された少なくとも１列のノズルから噴霧される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ソーラパネルの発電効率に関する情報を受信することと、
前記ソーラパネルの前記発電効率に関する前記受信された情報に基づいて、前記ソーラパネル上への前記水洗剤混合物の噴霧、および強制空気の適用を制御することと、をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ソーラパネルの前記発電効率に関する前記受信された情報に基づいて、前記フレームの運動を制御することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記フレームが、前記ソーラパネル上のその運動において位置限界に到達したかどうかを検出することと、
前記限界に到達した場合、前記フレームの運動方向を逆転させることと、をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記ソーラパネルを洗浄するために利用可能な水位を検出することと、
検出された利用可能な水位に基づいて、前記ソーラパネル上への前記水洗剤混合物の噴霧を制御することと、をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
図５は、本発明の実施形態によるフレーム１０５およびブラシアセンブリ１１０の概略上面図である。フレーム１０５内に囲まれているのは、フレームの実質的な長手方向の長さにわたって延在する列に配置された、例えば１８２、１８４のブラシホルダのセットを含むブラシアセンブリ１１０である。各ブラシホルダ１８２、１８４は、交換可能なブラシ（明示的に示されていない）を受容するように構成されている。ブラシはモジュール式であり、スナップ嵌め、タングイン溝、スリーブ、および他の適切な結合方法によりブラシホルダ１８２、１８４上に取り付けられるように適合されている。いくつかの実施形態では、図４に示されるように、ブラシホルダは、フレームの平面において長方形の形状を有し、各ブラシホルダの長方形の形状のより長い寸法は、フレームが移動する横方向において整列される。このようにして、柔らかいマイクロファイバー、スポンジおよびローパーブラシなどのさまざまな異なるタイプのブラシを、異なる順序および位置でブラシアセンブリ１１０に交換可能に組み込むことができる。ブラシアセンブリ１１０は、全体として、滑車１９０およびチェーン１９２などの機構を介して長手方向（フレーム自体の移動に垂直）に動くように適合されている。いくつかの実装形態では、滑車１９０は、中間伝達機構を介してフレーム１０５を動かすのと同じ駆動滑車１５０によって駆動され得る。他のブラシ駆動機構も使用され得る。図５の実施形態では、ブラシホルダ１８２、１８４はチェーン１９２に直接、結合されている。チェーン１９０が滑車１９０によって動かされると、ブラシホルダは長手方向に運ばれる。チェーン１９０は、個々のブラシが連続的に移動し、周期的に洗浄通路の終わりに到達するように、ブラシを連続ループで移動させるコンベヤーベルトであり得る。ブラシは、フレームに沿って移動するときにソーラパネルを洗浄する。ブラシはフレームの縁部に達すると、支持バーの上または近くに位置付けられた流体噴霧ノズル１２２の列（図３）からの水／洗剤混合物の強力な噴霧にさらされることにより洗浄される。いくつかの実施形態では、ブラシアセンブリの移動方向は一方向であり得、他の実施形態では、双方向運動のために逆転機構が採用される。
【国際調査報告】
2020530249.tif 000011
2020530249.tif 000012
2020530249.tif 000013