BR112016004327B1

BR112016004327B1 - Sistema de limpeza de fileira de painéis solares

Info

Publication number: BR112016004327B1
Application number: BR112016004327-8A
Authority: BR
Inventors: Moshe Meller; Eran Meller
Original assignee: Ecoppia Scientific, Ltd
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2022-04-12
Also published as: CL2016000434A1; SA516370607B1; BR112016004327A2; CN105658345A; WO2015031916A1; AU2014311982B2; TN2016000069A1; MX2016002459A; US8813303B1; MX369098B; ZA201601987B; CN105658345B; AU2014311982A1; IL244323B; MA38868A1; IL244323A0

Abstract

SISTEMA DE RECUPERAÇÃO DE ENERGIA E CONTROLE DE DESCIDA PARA SISTEMA DE LIMPEZA DE PAINEL SOLAR. Sistema e método para a limpeza de fileiras de painéis solares, com controle de descida eletrônico e sistema de recuperação de energia potencial, operando por meio de sinais de comutação modulados para um dispositivo de comutação eletrônico que converte a saída de DC de um motor de DC/gerador a uma corrente alternada, que é transferida através de um transformador e retificador para carregar a bateria do sistema. Uma carga de impedância sobre o motor de DC/gerador é gerada durante o movimento descendente do dispositivo de limpeza do sistema, a fim de controlar a velocidade de descida do dispositivo de limpeza.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de recuperação de energia e controle de descida para um sistema de limpeza de painel solar.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Os desafios de clima global mudam e demandas de segurança de energia fizeram do desenvolvimento de alternativas de energia renováveis vitais para o nosso futuro. O uso da radiação solar direta no(s) painel(eis) solar(es) pode(m) potencialmente produzir mais do que suficiente de energia para atender às necessidades mundiais. À medida que o preço da energia solar diminui e que a de combustíveis convencionais cresce, o negócio solar entrou em uma nova era de crescimento em todo o mundo.

[0003] No intuito de de trazer tecnologias solares a um passo mais próxima de paridade com petróleo, taxas de eficiência devem melhorar.

[0004] Superfícies de painel solar são feitas de vidro de alta qualidade e a eficiência da energia renovável que eles geram depende, entre outras coisas, da limpeza das superfícies de vidro. Devido a poeira e outro tipo de sujeira no painel solar, perdas de energia, em alguns casos, podem chegar a mais de quarenta por cento (40%). Como a maioria dos painéis solares estão localizadas em áreas desérticas, onde a radiação solar é intensa e a exposição a condições de poeira é alta, limpar os painéis solares torna-se essencial. Atualmente, processos de limpeza de painéis solares existentes são dispendiosos, mão de obra intensiva bem como consumem grandes volumes de água. Devido à escassez de água em áreas desérticas, limpeza de painel usando água é um grande obstáculo para a indústria solar.

[0005] Como explicado e descrito no sistema descrito no Pedido de Patente US de Série N° 13/917.285 (daqui em diante o "sistema de núcleo"), a seção de limpeza móvel 136 (ver as Figs. 1 e 2 da aplicação '285) do sistema de núcleo move-se para cima de um quadro principal, enquanto os cilindros 124 estão ociosos e se movem para baixo do quadro principal enquanto os cilindros 124, juntamente com os elementos de microfibra, giram e limpam a superfície dos painéis solares.

[0006] Para melhorar a eficácia operacional do sistema, seria desejável alcançar uma velocidade de descida predeterminada exata de uma seção de limpeza móvel 136. Além disso, seria desejável recuperar a energia investida na elevação da seção de limpeza móvel 136 para a seção superior do quadro principal.

DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO

[0007] Os objetos da presente invenção incluem o fornecimento de: um sistema e método que podem controlar com precisão a velocidade de descida da seção móvel de limpeza do sistema; um sistema e um método que pode recuperar energia investida na elevação de uma seção de limpeza móvel do sistema de núcleo divulgado na aplicação '285 para o nível superior do quadro principal do sistema; e que tal sistema seja eficaz, de baixo custo, à prova de falhas, simples e livre de manutenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0008] A invenção, juntamente com objetos adicionais e vantagens dos mesmos, pode ser melhor compreendida fazendo referência à seguinte descrição, tomada em conjunto com as figuras que acompanham, em que algarismos de referência semelhantes identificam elementos semelhante e em que:

[0009] A FIG. 1 é uma vista superior de uma primeira modalidade de um sistema de limpeza de painel solar em que a invenção pode ser aplicada;

[0010] A FIG. 2 é uma vista secional tomada ao longo da linha 2-2 na FIG. 1, mostrando o sistema de limpeza de painel solar em um movimento descendente limpando o painel solar;

[0011] A FIG. 3 é uma vista secional tomada ao longo da linha 3-3 na FIG. 1;

[0012] A FIG. 4 é uma visão transversal detalhada da montagem de limpeza rotativa;

[0013] A FIG. 5 é uma vista secional tomada ao longo da linha 5-5 na FIG. 1;

[0014] A FIG. 6 é uma vista transversal de uma segunda modalidade de um sistema de limpeza de painel solar em que a invenção pode ser aplicada;

[0015] A FIG. 7 é uma vista lateral de uma modalidade na qual várias fileiras de painéis solares são limpas; e

[0016] A FIG. 8 mostra em detalhe um sistema elétrico da presente invenção, que opera o(s) sistema(s) de núcleo mostrado(s) nas FIGS. 1-7.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO

[0017] Referindo-se às figuras que acompanham em que os mesmos caracteres de referência referem-se aos elementos idênticos ou similares, FIG. 1 é uma vista superior de uma modalidade exemplar de um sistema de limpeza de painel solar de acordo com a invenção, alguns detalhes do qual são omitidos por razões de simplicidade e clareza.

[0018] Um sistema de limpeza de painel solar exemplar é mostrado em combinação com uma fileira de montagens de painel solar 111 (doravante referida como "a fileira solar"). A fileira solar 111 compreende uma pluralidade de painéis solares da maioria de qualquer tipo e construções conhecidas por aqueles versados na técnica. Por exemplo, um único painel solar tipicamente tem uma área de face de menos de cerca de um metro quadrado. Um comprimento da fileira solar 111 pode variar entre cerca de alguns metros a cerca de poucos quilômetros. Uma largura das fileira solar 111 varia de cerca de um metro a cerca de vários metros.

[0019] A superfície de cada painel solar na fileira solar 111 é preferencialmente feita de material transparente tal como vidro. A superfície de painel solar pode ser revestida com um revestimento repelente que facilita o processo de limpeza da superfície.

[0020] Conforme mostrado na FIG. 2, a fileira solar 111 é construída em uma posição angular ou inclinada em direção ao sol, a qual cria uma borda inferior (a borda para a direita) e uma borda mais alta (borda para a esquerda) da fileira solar 111.

[0021] Um par de trilhos paralelos 112, 113 está conectado à borda superior e à borda inferior da fileira solar 111, respectivamente. Trilhos 112 e 113 podem ser feitos de aço, fibra de vidro ou outros materiais metálicos ou não metálicos. Em algumas modalidades da invenção, trilhos 112 e 113 podem ser usados como condutores de eletricidade, ou seja, cabos elétricos podem ser dispostos em um interior dos trilhos 112, 113 ou ao longo de uma superfície exterior dos trilhos 112, 113, ou os trilhos 112, 113 podem ser feitos de material condutor elétrico e pode ser usado como condutores elétricos para o sistema.

[0022] O sistema de limpeza inclui uma estrutura de suporte que permite o movimento bidirecional de um conjunto de limpeza, descrito abaixo. Este movimento bidirecional permite que o conjunto de limpeza se mova ao longo da fileira solar nas duas direções ao longo do comprimento da fileira solar 111 (esquerda-direita na FIG. 1) e na direção do de largura da fileira solar 111. O quadro de suporte inclui um quadro principal 114 que é configurado para ser móvel ao longo do comprimento da fileira solar 111. Quadro principal 114 é preferencialmente feito de perfis construtivos de alumínio, mas podem ser utilizados outros materiais como o aço ou fibra de vidro. Elementos de suporte 115 estão ligados ao quadro principal 114 para suporte, quatro dos quais são mostrados na FIG. 1.

[0023] Várias rodas tendo funções diferentes estão conectadas ao quadro principal 114, existindo um total de seis dessas rodas na modalidade ilustrada, embora o número, função e posição das rodas possa variar. Estas rodas permitem o quadro principal 114 se mover ao longo da fileira solar 111 na direção de comprimento da fileira solar. Destas rodas, três rodas 126 suportam o quadro principal 114 em uma direção perpendicular em relação à superfície dos painéis solares da fileira solar 111 (Ver FIG. 1). As outras duas rodas 133 suportam o quadro principal 114 em uma direção paralela em relação à superfície dos painéis solares da fileira solar 111. Em vez de duas rodas, 133, outras quantidades de rodas podem ser usadas, tal como quatro.

[0024] Uma roda de acionamento 132 é disposta na mesma orientação que rodas 126, ou seja, em uma direção perpendicular em relação à superfície dos painéis solares da fileira solar 111 e é acionada por um sistema de acionamento 117, tal como um motor, nas direções direta e inversa. Roda de acionamento 132 funciona para acionar o quadro principal 114 ao longo da fileira solar na direção de comprimento da fileira solar. O motor no sistema de acionamento 117 pode ser de qualquer tipo de motor ou outro sistema capaz de gerar uma força motriz, tal como um motor DC. Quando um motor estiver presente no sistema de acionamento 117, um codificador é conectado ao motor e lê a posição angular do motor. A posição angular é convertida por um processador para a determinação da localização do sistema de limpeza ao longo da fileira solar 111. Roda de acionamento 132 pode acionar o quadro 114 ao longo da fileira solar em duas direções.

[0025] Um dispositivo sensor de limitação de movimento 116, por exemplo, um interruptor de limite ou um sensor, é localizado na borda superior do quadro principal 114 (Ver FIG. 1).

[0026] Um quadro secundário 136 é configurado para ser móvel ao longo do quadro principal 114. Quando a estrutura principal tem um eixo longitudinal, como mostrado, o quadro secundário 136 pode ser considerado para mover longitudinal ou na direção longitudinal ou de comprimento ao longo da estrutura principal 114. Quadro secundário 136 é preferencialmente feito a partir de perfis de alumínio, embora outros materiais possam ser usados.

[0027] Quadro secundário 136 suporta pelo menos um e, preferencialmente, uma pluralidade de aparatos de limpeza, tais como unidades de limpeza rotacionais ou aparatos de limpeza rotacionais 124 (doravante referidos como um "RCA"). Conforme mostrado nas FIGS. 1 e 2, o quadro secundário 136 suporta dois RCAs 124. Cada RCA 124 está conectado ao quadro secundário 136 através de um eixo central respectivo 324 e rolamentos (não mostrados) para possibilitar o 124 RCAs rotacionar no quadro secundário 136. O eixo rotacional de cada RCA é mostrado em linhas quebradas 325 na FIG. 1.

[0028] Um sistema de acionamento 125 é provido para o acionamento de RCAs 124. Sistema de acionamento 125 pode compreender um motor DC, ou outro tipo de motor ou fonte de força motriz pode ser usada. Um sistema de transferência de força é provido para transmitir a força motriz do sistema de acionamento 125 aos 124 RCAs e converter a força motriz em força rotacional para girar o RCAs 124. Por exemplo, uma polia 128 pode ser conectada ao sistema de acionamento 125 e correias 127 enrolada em torno da polia 128 e os RCAs 124. Pode haver um cinto 127 enrolado ao redor de cada RCA 124 e a polia 128. O sistema de acionamento 125 faz com que a polia de 128 rotacione e a rotação da polia 128 faz com que os cintos 127, movam-se, os quais, por sua vez fazem com que um eixo de cada RCA 124 rotacione. Os cintos 127 podem ser feitos de poliuretano e serem redondos, mas outros tipos de formas de cinto, tais como cintos em V ou cintos cronometrando, e outros materiais podem ser utilizados.

[0029] Em uma modalidade preferencial da invenção existem dois RCAs 124, mas o sistema de limpeza em conformidade com a invenção é igualmente utilizável com apenas um único RCA 124 ou com três ou mais RCAs 124.

[0030] Além disso, numa modalidade preferida da invenção, os RCAs 124 têm formatos aproximadamente octogonais, como mostrados na FIG. 4, mas outras formas como cilíndricas, quadradas, hexagonais e quaisquer outras formas planas ou polígonas podem ser utilizadas sem desviar-se do escopo e espírito da invenção.

[0031] Referindo-se ainda a FIG. 4, na superfície externa de cada RCA 124, uma ou mais aletas flexíveis 140 são conectadas por meio de uma técnica de ligação a um elemento de retenção do RCA 124. Por exemplo, as aletas 140 podem ser estruturadas para prover um conector rápido entre as aletas 140 e os recessos da superfície externa do membro de retenção do RCA 124. Usando um conector rápido, dos quais vários tipos são conhecidos por aqueles versados na técnica, limpeza periódica das aletas 140 pode ser facilmente implementada ao removê-las do envolvimento com o RCA 124, limpando-as e em seguida, reconectando-as com o RCA 124. Detalhes adicionais sobre as aletas 140 e sua conexão com o RCA 124 são definidos em baixo.

[0032] Referindo-se novamente à FIG. 1, um guincho ou cilindro de guincho 130 tem um ou mais cabos ou cordas (adiante designados como cabos para facilitar a descrição) 131 a ele inerentes e em parte enrolados nelo. Rotação do cilindro de guincho 130 controla enrolamento ou desenrolamento dos cabos 131. Esse enrolamento e desenrolamento controlado aciona o quadro secundário 136 para cima ao longo da encosta angular do quadro principal 114, ou seja, longitudinalmente ao longo do quadro principal 114. Como ilustrado, enrolamento dos cabos 131 pelo cilindro de gincho 130 faz com que o movimento ascendente do quadro secundário 136 ao longo dos painéis solares da fileira solar 111, enquanto o desenrolar dos cabos 131 pelo cilindro de guincho 130 faz com que o movimento descendente do quadro secundário 136 ao longo dos painéis solares na fileira solar 111 (o qual é auxiliado pela atração gravitacional do quadro secundário 136 para baixo). Cilindro de guincho 130 é impulsionado por um sistema de acionamento 118, o qual pode incluir um motor DC.

[0033] Os cabos 131 são preferencialmente feitos de um material composto, tal como KEVLAR ® como um manga externa e fio condutor isolado flexível como o núcleo interno dentro da manga. Um diâmetro externo de cada um dos cabos 131, ou seja, o diâmetro externa da luva externa, pode ser de cerca de 7 mm. e o diâmetro do núcleo interno pode ser de cerca de 4 mm. Outros materiais, construções e diâmetros podem ser utilizados para os cabos 131. Detalhes adicionais cerca do o sistema de acionamento 118 e a conexão dos cabos 131 são descritos abaixo.

[0034] Uma fonte de energia 119 é fornecida para alimentar o sistema de limpeza, por exemplo, uma ou mais baterias que podem ser recarregáveis, substituíveis, etc. Por exemplo, a fonte de energia 119 pode prover energia para uma unidade de controle programável 120 que controla a operação do sistema de limpeza, incluindo a operação e o movimento do conjunto de limpeza através de vários motores. A fonte de força 119 pode ela mesma incluir um conjunto de painéis solares 171 anexados ao quadro principal 114. Painéis solares 171 são designados para carregar quaisquer baterias da fonte de força 119 durante as horas do dia e quando os raios solares são recebidos pelos painéis solares 171. A fonte de energia 119 e os painéis solares 171 são ligados à estrutura principal 114 para serem com ela móveis e, assim, permitir que o sistema de limpeza funcione de forma independente, sem ligação a qualquer outra fonte de energia elétrica (além daquela fornecida pelos painéis solares 171 e fonte de energia de bordo 119).

[0035] Vários dispositivos de sensoriamento ou sensores são providos no sistema de limpeza. Por exemplo, sensor 129 está posicionado no trilho 112 (próximo à borda esquerda na construção mostrada na FIG. 1) para detectar um movimento máximo para a esquerda da estrutura principal 114 sobre os trilhos 112, 113. Da mesma forma, sensor 135 é posicionado sobre o trilho 112 (próximo à borda direita na construção mostrada na FIG. 1) para detectar um movimento máximo para a direita da estrutura principal 114 sobre os trilhos 112, 113. Sensor 129 e/ou sensor 135 alternativamente pode ser colocado no trilho 113. Sensor 116 é posicionado sobre o quadro principal 114 (próximo a uma borda superior na construção mostrada na FIG. 1) para detectar um movimento ascendente máximo do quadro secundário 136 no quadro principal 114. De forma similar, o sensor 134 é posicionado sobre o quadro principal 114 (próximo a uma borda inferior na construção mostrada na FIG. 1) para detectar um movimento descendente máximo do quadro secundário 136 no quadro principal 114.

[0036] Um codificador do motor do sistema de acionamento 117, quando presente, transmite limites e posiciona sinais para a unidade de controle programável 120 a qual permite uma operação eficaz do sistema. Em alguns casos, um codificador pode substituir sensores 129 e 135, alimentando uma posição da montagem de limpeza correspondente às posições dos sensores 129 e 135. Unidades de controle programáveis 120 são muito bem conhecidos na indústria e não serão descritas em detalhes neste documento.

[0037] A FIG. 2 mostra detalhes da estrutura secundária 136 que é móvel para cima e para baixo ao longo da estrutura principal 114, na direção da largura da fileira solar 111. Para prover a fileira solar 111 com sua angularidade em relação ao nível do solo 150, uma construção angular 139 suporta a fileira solar e tem uma construção de pé de grau vertical maior mais próxima a borda superior da fileira solar 111 e uma construção de pé de grau vertical menor próxima da borda inferior da fileira solar 111.

[0038] O quadro secundário 136 montou em uma pluralidade de rodas 137, por exemplo, quatro rodas, que rotacionam perpendicularmente à superfície de painel solar, ou seja, seu eixo de rotação é perpendicular à normal da superfície dos painéis solares da linha solar 111. Uma ou mais rodas adicionais 138, por exemplo, quatro rodas, são montadas no quadro secundário 136 para rotacionar paralelas à superfície de painel solar, ou seja, seu eixo de rotação é paralelo ao normal da superfície dos painéis solares da fileira solar 111.

[0039] Rodas 137, 138 são conectadas por meio de rolamentos (não mostrados) ao quadro secundário 136 e o rolo contra a superfície dos perfis que compõem o quadro principal 114. Rodas 137 e 138, portanto, possibilitam o quadro secundário 136 mover para cima e para baixo ao longo do quadro principal 114. Este movimento do quadro secundário 136 relativo para o quadro principal 114 e a fileira solar 111 é independente do movimento do quadro principal 114 ao longo do comprimento da fileira solar 111.

[0040] Na situação mostrada na FIG. 2, o RCAs 124 rotacionam na mesma direção, no sentido anti-horário, conforme indicado pela seta 141. Esta direção de rotação ocorre preferencialmente como o quadro secundário 136 se move para baixo ao longo do quadro principal 114. Os RCAs 124 são acionados pelo sistema de acionamento 125 através da polia 128 e dos cintos de 127. Os cintos 127 acionam os dois RCAs 124 através das duas polias adicionais (não mostradas) que estão anexadas para cada RCA 124.

[0041] Cada RCA 124 na FIG. 2 inclui quatro aletas 140 que, através de um esquema de controle originado no sistema de acionamento 125, rotacionam a aproximadamente 170 rpm, embora outras velocidades de rotações são viáveis. Enquanto as barbatanas 140 giram e o quadro secundário 136 se move para baixo, uma parte externa das aletas 140 toca, varre e limpa a superfície dos painéis solares da fileira solar 111. Rotação das aletas 140 cria um efeito de assopro o qual ajuda a empurrar a sujeira, detritos e pó sobre a superfície dos painéis solares para baixo como um resultado da inclinação da fileira solar 111.

[0042] A FIG. 2 também mostra uma conexão entre o cabo 131 que enrola e desenrola cerca do eixo acoplado no cilindro de guincho 130 (Ver FIG. 1) e uma borda superior do quadro secundário 136, perto de uma região central de um perfil superior que faz parte do quadro secundário 136. Cada cabo 131 pode ser conectado da mesma forma para o eixo e o quadro secundário 136. Quando o cilindro de guincho 130 rotaciona em uma direção, o comprimento dos cabos 131 entre o eixo do cilindro de guincho 130 e o quadro secundário 136 torna-se mais curto e o quadro secundário 136 é movido para cima. Quando o cilindro de guincho 130 rotaciona na direção oposta, o comprimento dos cabos 131 entre o eixo do cilindro de guincho 130 e a estrutura secundária 136 se torna maior e a estrutura secundária 136 se move para baixo. Uma condição angular deve ser definida entre um longo eixo do cilindro de guincho 130 os cabos 131, cujo ângulo irá garantir uma disposição de enrolamento ordenado dos cabos 131 no cilindro de guincho 130.

[0043] Como uma alternativa, os cabos 131 podem ser ligados ao centro do cilindro de guincho 130 e aos dois lados opostos do perfil superior da estrutura secundária. Preferencialmente, os cabos 131 nesta configuração também criariam um ângulo entre eles que permite rolamento ordenado dos cabos 131 dentro e fora do cilindro de guincho 130.

[0044] Em vez da estrutura antecedente que dá movimento ao quadro secundário 136 em relação ao quadro principal 114, outros sistemas de movimento que permitem que a armação secundária 136 mover ao longo do quadro principal 114 são contempladas para estar dentro do escopo da invenção. Por exemplo, uma tal alternativa inclui um sistema com um caminho de correia de sincronismo e uma polia de sincronismo que é acionada por um motor de engrenagem.

[0045] A FIG. 3 mostra o trilho superior 112 e o elemento de apoio 115, cada um tendo uma seção transversal substancialmente quadrada, embora sejam possíveis outros formatos. Roda 126 é montada sobre o elemento de suporte 115 para rotacionar contra uma superfície superior do trilho 112. O eixo de rotação de roda 126 é perpendicular à normal à superfície dos painéis solares da fileira solar 111. Roda 133 também é montada sobre o elemento de suporte 115 para girar contra uma superfície lateral do trilho 112. O eixo de rotação da roda 126 é paralelo à normal à superfície dos painéis solares da fileira solar 111. Um conjunto é formado pelo elemento de suporte 115, as rodas 126 montadas no mesmo e a roda 133 montada no mesmo. Existem três tais montagens, como mostrado na FIG. 1.

[0046] Uma outra montagem inclui um dos elementos de suporte 115, dentre as rodas 132 e o sistema de acionamento 117. Estas quatro montagens permitem mobilidade da montagem de limpeza ao longo da fileira solar 111 em duas direções.

[0047] A FIG. 4 mostra o RCA 124 e as aletas 140 conectadas aos mesmos. Conforme mostrado na FIG. 4, o RCA 124 preferencialmente tem uma forma octogonal com oito cavidades 143, embora, como mencionado antes, outras formas poligonais, formas planas e cilíndricas podem ser providas para o RCA 124.

[0048] Numa modalidade preferida da invenção, as aletas 140 dobram-se em torno de elementos de centro sólido 142. Os elementos centrais 142 também podem ser conectados às aletas 140 ou como elementos separados. Cada aleta 140, após ser dobrada em torno de um respectivo dos elementos centrais 142, desliza em uma cavidade respectiva 143 no RCA 124 e são bloqueadas nas cavidades 143 por um mecanismo de travamento apropriado. Por exemplo, o mecanismo de travamento pode incluir pelo menos um lado flexível O-ring (não mostrado).

[0049] Quando o RCA 124 rotaciona, as aletas 140, com seus elementos de travamento 142 são empurradas em direção a projeções das cavidades 143 pela força centrífuga e são bloqueadas e giram junto com o RCA 124. Apesar da FIG. 4 mostra quatro aletas para o RCA 124, qualquer outro número de aletas pode ser usado, a partir de um a oito quando o RCA 124 de forma octogonal tem oito cavidades 143.

[0050] Em um sistema e método de limpeza a seco preferencial e, as aletas 140 podem ser feitas de tecido. Um tecido preferencial é tecido de microfibra, o qual é conhecido por profissionais por suas qualidades de limpeza e durabilidade. Tecidos de microfibra também são muito suaves e eles não irão prejudicar a superfície dos painéis solares. Outros tecidos e/ou materiais também são viáveis. Para um método e sistema de limpeza úmida, as aletas 140 devem ser feitas a partir de diferentes materiais e/ou tecidos.

[0051] Independentemente do tipo de sistema de limpeza, os tecidos podem ser revestidos com silicone, neoprene ou outros materiais do tipo borracha. Em algumas condições, combinações de diferentes tipos de aletas podem ser usadas. A capacidade de conexão rápida entre as aletas 140 e RCA 124, descrita acima, facilita a substituição fácil e rápida das aletas 140 para poderem ser lavadas periodicamente. A conexão preferencial rápida descrita acima é apenas uma maneira para conectar as aletas 140 para o RCA 124 e outros tipos de conexão rápida entre as aletas 140 e o RCA 124 também são consideradas parte da invenção, tais como tiras de Velcro, zíperes e afins.

[0052] Um comprimento do RCA 124 e o comprimento das aletas 140 pode variar. Tamanhos preferenciais das aletas 140 entre cerca de 400 mm e um comprimento preferencial do RCA 124 é de cerca de 1400 mm.

[0053] A FIG. 5 mostra uma montagem 80 do guincho que inclui o cilindro de guincho 130 e as cordas ou cabos 131 que enrolam sobre o cilindro de guincho 130 e conectam o cilindro de guincho 130 ao quadro secundário 136. Como explicado acima, cada cabo 131 tem núcleo condutor interno e KEVLAR ® como uma manga externa, com outras construções e materiais para cabos 131 sendo contemplado pelos inventores.

[0054] Sistema de acionamento 118 aciona e rotaciona o cilindro de guincho 130 através de uma polia 160 que recebe a saída motriz do sistema de acionamento 118, um cinto 161 que passa ao redor da polia 160 e outra polia 162 que é conectada ao cilindro de guincho 130. Sistema de acionamento 118 pode incluir um motor DC que pode rotacionar em duas direções, ou seja, causa rotação em sentido horário e anti-horário da polia 160. Força rotacional, assim, pode ser transferida a partir do sistema de acionamento 118 no cilindro de guincho 130 através de um cinto ou engrenagem de redução. A velocidade de rotação da montagem de guincho 80 pode ser cerca de 100 rpm, embora outras velocidades de rotação possam ser usadas.

[0055] A montagem de guincho 80 também inclui dois eixos condutores 163 montados sobre rolamentos respectivos 164, os quais por sua vez estão alojados em parte e suportados pelos dois alojamentos de rolamentos respectivos 165. Alojamentos de rolamento 165 estão conectados ao quadro principal 114 e mais especificamente a um perfil superior cujo quadro principal 114 é formado (Ver FIG. 1). Um eixo condutor 163 em uma extremidade do cilindro de guincho 130 passa através da polia 162 e outro eixo condutor na extremidade oposta do cilindro de guincho 130 passa através de um disco de extremidade 168.

[0056] Escovas condutoras eletricamente 166 estão situadas em cada um dos alojamentos de rolamento 165 e transmite eletricidade para os dois cabos 131 através de conectores 167 enquanto o cilindro de guincho 130 estiver rotacionando. Dois fios elétricos 169 conectam as escovas condutoras eletricamente 166 para uma alimentação de energia elétrica através da unidade de controle 120 (Ver FIG. 1).

[0057] Em uma modalidade, dois sistemas de acionamento 118 são providos. Neste caso, o disco de extremidade 168 é substituído por outra polia, polia semelhante a 162.

[0058] Um mecanismo de travamento 170 opcionalmente é provido para bloquear o quadro secundário em posição. Mecanismo de travamento 170 utiliza um solenoide o qual, quando energizado, trava o quadro secundário 136 em, por exemplo, a posição superior, enquanto o sistema de limpeza está no modo de repouso.

[0059] Quando a unidade de acionamento 120 dá um comando que conecta o sistema de acionamento 118 da montagem de guincho 80 para a alimentação de força elétrica a uma certa polaridade, o cilindro de guincho 130 rotaciona em uma direção predeterminada, os cabos 131 tornam-se mais curtos e o quadro secundário 136 se move para cima na direção de largura da fileira solar. Uma vez que o quadro secundário 136 atinge a extremidade superior do quadro principal 114, o sensor 116 provê um sinal para a unidade de controle 120. Nesta fase, unidade de controle 120 provê o sistema de acionamento 118 com sinais ou condições elétricas que fazem com que o quadro secundário 136 se mova para baixo, preferencialmente a uma velocidade predeterminada, na direção de largura da fileira solar. Estas condições elétricas dependem, por exemplo, de um ou mais dos seguintes: uma posição angular da fileira do painel solar 111, o peso da estrutura secundária 136 e as especificações do RCA 124. As condições elétricas podem ser uma ou mais das seguintes: a tensão e a polaridade de alimentação para o sistema de acionamento 118, a operação de um motor do sistema de acionamento 118 como um gerador de frenagem sob condição de curto-circuito e a operação do motor do sistema de acionamento 118 como um gerador de frenagem em cargas específicas tais como resistor de força ou diodos em qualquer configuração possível. Enquanto outras disposições são possíveis, duas configurações possíveis incluem diodos do tipo Zener ou diodos em conexão serial.

[0060] Uma outra disposição de carga importante que pode controlar a velocidade descendente do quadro secundário 136 é a conexão do sistema de acionamento 118, enquanto ele opera como um gerador para um circuito eletrônico especial que converte a força de geração do sistema de acionamento 118 em uma tensão suficientemente alta que pode carregar as baterias na fonte de força 119, ao qual está conectado em um circuito elétrico. Esta disposição pode reduzir a energia necessária para operar o sistema de limpeza. Todas estas condições elétricas são designadas para controlar a velocidade descendente do quadro secundário 136 e fazem parte da presente invenção.

[0061] Quando o quadro secundário 136 começa seu movimento descendente, a unidade de controle 120 conecta os cabos 131 à alimentação de força em uma certa polaridade que faz com que os RCAs 124 rotacionem a uma velocidade pré-determinada e em uma direção desejada e desse modo, limpem a superfície dos painéis solares da fileira solar 111.

[0062] No que diz respeito a detalhes mais específicos sobre uma operação exemplar e controle do sistema de limpeza, em qualquer uma das modalidades descritas acima, durante a grande maioria das vezes, o sistema permanece na posição estacionária com fonte de força 191 conectada a e carregadas pelos painéis solares 171 (esta posição é referida como "a estação doméstica"). A unidade de controle 120 pode acionar um comando que vai iniciar o processo de limpeza do sistema. Este comando pode vir de um cronograma previamente programado ou de um comando iniciado por um centro de controle da instalação de painel solar. A instalação de painel solar pode incluir várias fileiras solares e, portanto, um sistema de limpeza para cada fileira solar. A instalação solar terá, portanto, vários sistemas de limpeza. Opcionalmente, cada sistema de limpeza tem seu próprio código de endereço e localização.

[0063] O comando de desencadeamento é independente do sistema e cada sistema pode ser autônomo. O centro de controle da instalação de painel solar pode opcionalmente continuamente monitorar a força de saída da(s) fileira solar(es) 111 na instalação, a localização de cada sistema de limpeza e, opcionalmente, pode detectar problemas técnicos de qualquer sistema.

[0064] Opcionalmente, o processo de limpeza pode ser controlado por uma unidade de controle que recebe e fatores em informação dinâmica, tais como condições climáticas locais (presentes e previsão), tempestades de areia e outros fatores que impactam negativamente a força de saída dos painéis solares na fileira solar 111. Estes fatores podem levar em consideração a fim de desencadear o processo de limpeza, ou uma agenda para a limpeza dos painéis solares. Normalmente, essas informações são providas por fornecimento adequado de vários servidores conectados à unidade de controle, os quais são omitidos da descrição por causa de simplicidade. Um versado na técnica prontamente entenderia a partir da divulgação neste documento como a unidade de controle receberia e processaria informações de valor na determinação de um regime de limpeza para os painéis solares na instalação solar e como implementar este regime usando o sistema de limpeza descrito neste documento.

[0065] Desde que o processo de monitoramento pode calcular a força de saída para qualquer fileira solar determinada 111, a unidade de controle pode ser configurada através de técnicas de análise adequadas para detectar qualquer painel solar quebrado ou roubado.

[0066] Quando o sistema de limpeza está em sua estação doméstica, o quadro secundário 136 está preferencialmente na extremidade superior do quadro principal 114, o quadro principal 114 na posição mais à direita em relação à fileira solar 111, e o mecanismo de travamento 170 está em uma posição de trava a qual não requer força. Nenhum dos sistemas de acionamento 117, 118, 125, ou motores operam.

[0067] Uma vez que o sistema de limpeza recebe um comando de iniciação ou de início, o sistema de acionamento 118 ativa o cilindro de guincho 130, o mecanismo de travamento 170 libera o sistema de acionamento 118 e quadro secundário 136 começa a se mover para baixo. A velocidade descendente do quadro secundário 136 é controlada como explicado acima. O sistema de acionamento 125 também começa a rotacionar e causa rotação de quaisquer RCAs 124 acoplados aos mesmos, por exemplo, dois na modalidade ilustrada. Rotação dos RCAs 124 faz com que as aletas 140 rotacionem para limpar a superfície dos painéis solares na fileira solar 111, empurrando a poeira, detritos e a sujeira para baixo. Rotação das aletas 140 também cria um efeito de assopro o qual ajuda a empurrar e limpar a sujeira, detritos e pó para baixo ao longo da inclinação dos painéis solares.

[0068] Quando o quadro secundário 136 atinge a borda inferior do quadro principal 114, o sensor 134 transmite um sinal para a unidade de controle 120 a qual é configurada para direcionar, em resposta ao sinal do sensor 134, o sistema de acionamento 117 começa a rotacionar o movimento inicial do quadro principal 114 ao longo do comprimento da fileira solar em uma direção para a esquerda (na modalidade da FIG. 6). O codificador de um motor em sistema de acionamento 117 gera pulsos durante a operação do motor. Após um número predefinido de pulsos, o motor para pelo comando a partir da unidade de controle 120. O número de pulsos de codificador pode ser correlacionado com uma distância predefinida ao longo do comprimento da fileira solar 111. Esta distância predefinida pode ser igual à largura dos RCAs 124 menos alguns centímetros para garantir a sobreposição mínima entre os ciclos de limpeza.

[0069] Durante a operação do sistema de acionamento 117 e o movimento do frame principal 114 ao longo da fileira solar 111, o sistema de acionamento preferencialmente continua sua operação e RCAs 124 com as aletas 140 rotacionam e executam limpeza automática. Quando o quadro principal 114 atinge a distância de viagem predefinida, sistemas de acionamento 117 e 125 param, e sistema de acionamento 118 começa a rotacionar o cilindro de guincho 130 em um modo de movimento ascendente e o sistema inicia um novo ciclo de limpeza.

[0070] Uma vez que o sistema atinge a extremidade do comprimento da fileira solar, sensor 129 provê um sinal e sistemas de acionamento 117 e 125 para e o último ciclo nesta direção começa. Uma vez que o último ciclo está completo, o sistema, opcionalmente, inicia uma repetição de processo de limpeza na direção oposta até que o sistema atinja sua estação doméstica. Esta repetição de processo de limpeza é opcional.

[0071] Unidade de controle 120 pode ser configurada para prover qualquer número diferentes ciclos de limpeza, com diferentes direções de movimento do quadro secundário 136 e do quadro principal 114. É possível implementar um esquema de controle na unidade de controle 120 em que há apenas um processo de limpeza unidirecional tal que na extremidade deste processo, o sistema vai viajar continuamente para a estação doméstica. Outro esquema de controle é que o ciclo de limpeza irá repetir mais de uma vez.

[0072] Em alguns casos, a unidade de controle 120 pode causar um movimento descendente do quadro secundário 136 durante movimento do frame principal 114 ao longo da direção de comprimento da fileira solar, criando assim um caminho de limpeza diagonal para os RCAs 124 os quais são montados no quadro secundário 136. Este movimento diagonal é especialmente vantajoso no último estágio do movimento descendente do quadro secundário 136 durante um processo de limpeza.

[0073] Há também operações de limpeza onde a extremidade do processo de limpeza é iniciado pelas distâncias acumuladas a partir da estação doméstica e não pelo sensor 129. Outra operação de limpeza possível é ter dois sistemas de limpeza em cada extremidade da fileira solar 111 e um sensor em uma região média da fileira solar 111. Cada sistema de limpeza pode limpar parte da fileira solar 111 e, portanto, reduzir a duração de limpeza de uma fileira solar 111 (no meio).

[0074] Controle do sistema pela unidade de controle 120, os sensores e o codificador são muito bem conhecidos por profissionais da indústria eletrônica e, portanto, sua descrição é omitida por razões de simplicidade.

[0075] A FIG. 6 é uma visão transversal, parcial lateral de uma outra m de um sistema de limpeza em conformidade com a invenção. Nesta modalidade, o quadro secundário 136 descrito acima não está presente e em vez disso, o sistema de limpeza inclui uma correia transportadora 224 que tem uma pluralidade de aletas 240 na sua superfície exterior. A correia transportadora 224 é instalada ao longo do quadro principal 114 e conduzida por um cilindro de acionamento motorizado 228 dispostos em um laço da correia transportadora 224 e em uma seção inferior do quadro principal 114.

[0076] Um cilindro de tensão 230 também é disposto no laço da correia transportadora 224 e em uma seção superior do quadro principal 114. Cilindro de tensão 230 provê a tensão necessária para a correia transportadora 224 para permitir o seu movimento. Correia transportadora 224 é acionada para que sua parte superior se mova para cima sobre a fileira de painel solar 111 na direção de largura da fileira solar sem tocar a superfície dos painéis solares da fileira solar 111, enquanto a seção inferior da correia transportadora 224 se move para baixo sobre a fileira de painel solar 111 e as aletas 240 ao longo desta seção inferior tocam, varrem, esfregam e limpar a superfície do painel solar na fileira solar 111.

[0077] Cilindros de suporte 229 dispostos em laço da correia transportadora 224 para suportar o movimento da correia transportadora 224 e a seção superior da correia transportadora 22, ou seja, prevenir que a seção superior entre em contato com a seção inferior e afete negativamente a operação das aletas 240 ao longo da seção inferior.

[0078] A largura da correia transportadora 224 e o comprimento das suas aletas 240 podem variar. Um comprimento preferido de cada aleta 240 é cerca de 400 mm. Uma largura preferida da correia transportadora é de cerca de 1.200 mm. O tecido e/ou o material das aletas 240 é/são idêntico(s) aos das aletas 140 descritos acima. As aletas 240 estão conectadas preferencialmente à correia transportadora 224 em uma conexão de liberação rápida, semelhante àquela usada acima para conectar aletas 140 aos RCAs 124.

[0079] Operação do sistema de limpeza, em conformidade com esta modalidade é semelhante à descrita com referência à modalidade mostrada nas FIGS. 1 -5. Assim, para a grande maioria das vezes, o sistema de limpeza está em sua estação doméstica. Quando um comando de início é desencadeado, o cilindro de acionamento 228 é rotacionado e por sua vez, começa fazendo com que a correia transportadora 224 se mova. As aletas 240 na seção inferior da correia transportadora 224 tocam, varrem, esfregam e limpam a superfície dos painéis solares da fileira solar 111. Depois de uma distância de viagem predefinida da correia transportadora 224, cuja distância de viagem predefinida 224 pode ser determinada por dados a partir de um codificador anexado ao cilindro de acionamento 228, o cilindro de acionamento 228 para de rotacionar e o quadro principal 114 viaja ao longo do comprimento da fileira solar para uma distância predefinida. Em seguida, começa um novo ciclo de limpeza. Em todos os outros aspectos, a operação e o controle desta modalidade do sistema são substancialmente idênticos à descrição provida acima com relação à modalidade ilustrada nas FIGS. 1 -5.

[0080] Em relação à alimentação de força para qualquer uma das modalidades do sistema de limpeza descrito acima, o sistema inclui pelo menos uma bateria recarregável, preferencialmente uma bateria do tipo selada, de chumbo embora possam ser utilizados outros tipos de baterias. Independentemente de qual bateria é usada, a bateria provê a alimentação de força necessária para os sistemas de acionamento do sistema 117, 181, 125, motores respectivos e unidade de controle 120 e elemento eletrônico.

[0081] Durante o dia enquanto o sistema está em posição estacionária, a bateria pode ser recarregada pelos painéis solares 171. Estes painéis 171 podem ser localizados em vários locais ao longo do sistema e podem ser lavados através do sistema de limpeza em si, ou seja, RCAs 124 ou manualmente. É essencial enfatizar que existem outras maneiras de prover o sistema de limpeza com alimentação de força necessária. Por exemplo, a bateria pode ser carregada a partir de uma fonte externa, como uma grade de força existente ou a saída da fazenda solar ou instalação solar na qual o sistema de limpeza é usado.

[0082] Eletricidade também pode ser alimentada sem a bateria. Em tal modalidade, eletricidade pode ser transferida para o sistema de limpeza através de trilhos condutores e conectores móveis semelhantes aos utilizados na indústria de trilho (trem). Todas tais disposições de alimentação de força fazem parte da invenção.

[0083] A FIG. 7 é uma vista lateral de uma modalidade da presente invenção para limpar várias fileiras de painel solar em um determinado Parque solar e duas vistas laterais parciais de fileira solar A e fileira solar B do Parque solar. Fileiras solares A e B são cada uma substancialmente igual ou semelhante à fileira solar 111 da FIG. 1. Cada fileira solar inclui trilhos 112, 113 (referidos como trilhos ou perfis 112a e 112b na FIG. 7). Apenas o trilho ou perfil 112a e 112b são mostrados na FIG. 7. Os trilhos ou perfis 113a e 113b, correspondentes ao trilho 113 na FIG. 1, não são mostrados na FIG. 7.

[0084] A FIG. 7 ilustra detalhadamente um aparato para limpar várias fileiras de painel solar, combinadas com elementos que já foram descritos com referência às FIGS. 1-6. Portanto, nem todos os elementos do sistema básico das FIGS. 1-6 serão descritos ou mencionados.

[0085] A estrutura principal 311 do sistema da FIG. 7 é montada sobre quatro rodas 312 (vários números de rodas podem ser usados) as quais rolam em dois trilhos 313 (apenas um trilho é mostrado na FIG. 7) que são direcionados perpendicularmente às fileiras solares do parque solar. Dois trilhos 313 são o número preferencial de trilhos, mas qualquer número de trilhos pode ser usado, ou outros tipos de caminhos como caminhos de concretos ou similares podem ser usados. Estrutura principal 311 carrega um aparato de limpeza conforme descrito nas FIGS. 1-6. Um mecanismo de acionamento 320 aciona o quadro principal 311 em duas direções ao longo dos trilhos 313. Quadros de suporte 314, 315 são montados no quadro principal 311 e um pistão elétrico 316 é conectado aos quadros de suporte 314 e 315. Mudar a posição (ou seja, extensão) de pistão 316 vai mudar a altura do ponto de eixo 322. Pistão 316 pode ser um pistão hidráulico ou um guincho de cabo. O quadro superior 318 é conectado através de um eixo 322 aos quadros de suporte 314 e 315. O ponto de eixo 322 permite que o quadro superior 318 mude seu ângulo em relação ao quadro principal 311. Outro pistão elétrico 317 muda a posição angular do quadro superior 318 em relação ao quadro principal 311. Pistão 317 pode ser um pistão hidráulico ou um guincho de cabo. Perfis 2112 e 2113 podem ser alinhados com os perfis 112 e 113 das fileiras solares, respectivamente.

[0086] Uma unidade de controle 319 controla a posição do sistema em três dimensões em relação às fileiras solares A e B. Os dados de entrada para unidade de controle 319 podem ser providos por sensores e codificadores que são bem conhecidos na indústria e não estão descritos aqui. Uma alimentação de força elétrica, tais como baterias ou uma alimentação de força externa de eletricidade não é descrita aqui. Os elementos 111a, 112a e 111b, 112b são perfis ou trilhos das fileiras solares A e B, respectivamente, do parque solar e correspondem respectivamente aos trilhos 112, 113 da FIG. 1.

[0087] Na posição inicial, o sistema de limpeza da presente invenção é estacionado sobre os perfis 2112 e 2113 do sistema da FIG. 7. Os perfis 2112 e 2113 estão em linha com os perfis 112a e 113a (ou seja, os trilhos 112, 113 da FIG. 1) da fileira solar A. Ao receber um comando de limpeza inicial, o sistema de limpeza se move a partir de perfis 2112 e 2113 em direção a perfis 112a e 113a, respectivamente, para envolver os perfis (trilhos) 112a e 113a (trilhos 112 e 113), e inicia o ciclo de limpeza da fileira solar A. Este ciclo de limpeza foi descrito com referência às FIGS. 1-6. Uma vez que o ciclo de limpeza for concluído, o sistema das FIGS. 1 -6 se move para trás de perfis 112a e 113a em direção a perfis 2112 e 2113 do sistema da FIG. 7, até que todo aparato de limpeza é estacionado de volta em perfis 2112 e 2113.

[0088] Nesta fase, a unidade de controle 319 fornece um comando para o mecanismo de acionamento 320 e o sistema da FIG. 7 se move sobre os trilhos 313 de fileira solar A na direção da fileira B. Quando o sistema da FIG. 7 chega perto da fileira B, os sensores e os codificadores da FIG. 7 transferem-se do sistema para a unidade de controle 319 de dados precisos sobre a posição relativa entre o sistema da FIG. 7 e a fileira solar B. A unidade de controle 319 processa os dados e provê comandos de operação para mecanismo de acionamento 320 e pistões 316 e 317. O sistema na FIG. 7 altera suas posições horizontais, de altura e angulares até que os perfis 2112 e 2113 estejam alinhados com 112b e 113b, respectivamente (ou seja, trilhos 1 12 e 113 da fileira solar B). O comando de limpeza de início é dado e o sistema de limpeza se move a partir de perfis 2112 e 2113 para perfis 112b e 113b e o ciclo de limpeza da fileira solar B começa, conforme descrito neste documento com referência a FIGS. 1-6. O processo acima descrito pode ser repetido por qualquer número de fileiras solares.

[0089] Uma vantagem importante, principal, do sistema da FIG. 7, é que um único sistema de limpeza pode limpar várias fileiras solares e, por sua vez, reduzir significativamente o custo de limpeza por fileira. Além disso, como o sistema não é estacionário em um determinado local, pode prover mais flexibilidade contanto que o espaço imobiliário próximo às fileiras seja levado em consideração.

[0090] As modalidades da invenção descrita acima proveem várias vantagens. Entre outros, uma ou mais das modalidades proveem um sistema e um método que vai fazer a limpeza do painel solar simples, eficiente, e o qual poderia, opcionalmente, não usar água. Além disso, um sistema e método são divulgados que farão do processo de limpeza do painel solar automático e econômico. Ainda adicionalmente, um sistema para limpeza de painéis solares é provido que requer manutenção mínima e supervisão com construção de baixo custo.

[0091] A invenção também provê um sistema e método de limpeza de painel solar que poderia alcançar alta qualidade de limpeza juntamente com um alto nível de confiabilidade em todos os climas e condições topográficas. O sistema é ainda adaptável a existentes bem como parques solares e instalações solares recém-construídos.

[0092] Referindo-se agora à FIG. 8, mostra-se um sistema elétrico da presente invenção, que opera o(s) sistema(s) de núcleo mostrado(s) nas FIGS. 1-7, descritos acima. Para este sistema elétrico, as unidades de acionamento 118 aciona o guincho 130, e os cabos 131, que estão em enrolamento no guincho 130 que, por sua vez, permite que a estrutura secundária, referida agora como uma seção de limpeza móvel 136, se mova para cima. Quando a seção de limpeza móvel 136 move-se para baixo pela força da gravidade, os cabos 131 descontraem do guincho 130 e a rotação do desenrolamento do guincho 130 faz com que o motor DC 118 gire em conformidade. O sistema de acionamento 118 inclui ou um motor DC ou vários motores DC em ligação elétrica paralela. O sistema de acionamento DC 118 funciona como um motor quando a seção de limpeza móvel 136 se move para cima e funciona como um gerador DC quando a seção de limpeza móvel 136 desce.

[0093] Elementos 1002, 1003 e 1004, são dispositivos de comutação eletrônicos (doravante "ESD") que pode ser um relé de estado sólido, um relé eletro-mecânico, um transistor de potência, um MOSFET, e outros dispositivos de comutação eletrônicos; todos esses dispositivos mencionados são muito bem conhecidos na indústria e, portanto, eles não serão descritos. ESD 1002 é um ESD normalmente aberto (doravante "N.O."). ESD 1003 é um N.O. ESD. ESD 1004 é normalmente um ESD fechado (doravante "N.C."). Elemento 1001 é um transformador, em que 1005 é uma bobina primária do transformador 1001 e 1006 é uma bobina secundária do transformador 1001. Transformador 1001 é construído como um transformador aumentador de tensão (isto é, {tensão de saída/tensão de entrada} > 1). Elemento 1007 é um retificador de ponte convencional que converte a saída de tensão de AC da bobina secundária 1006 a uma tensão de DC que é mais elevada do que a tensão de DC de bateria. Elemento 1008 é a bateria do sistema elétrico, de preferência uma bateria de 12 ou 24 volts (qualquer outra bateria pode ser usada). Elemento 1009 é a linha condutora de eletricidade positiva. Elemento 1010 é a linha condutora negativa. Elemento 1011 é um Controlador de Lógica Programável (doravante denominada "PLC").

[0094] O PLC 1011 recebe entradas e produz saídas nas formas de "ligada" - "desligada", ou sob a forma de Modulação por Largura de Pulso. A Modulação por Largura de Pulso (doravante "PWM"), que é conhecida na indústria como a saída de PWM significa que a saída é sob a forma de ondas quadradas, onde a frequência e a proporção entre a largura dos impulsos e o ciclo completo da onda podem ser predeterminadas e moduladas. O PLC 1011 é um dispositivo bem conhecido na indústria e, portanto, não será descrito em detalhe. Os ESDs 1012, 1013 e 1014 são as linhas que estão transmitindo os sinais do PLC aos ESDs 1002, 1003 e 1004, respectivamente.

[0095] A operação do sistema elétrico mostrado na FIG. 8 é a seguinte:

[0096] Fase de movimento para cima: nesta fase, o ESD do N.C. 1004 recebe um sinal "ligado" do PLC 1011 e abre, ou seja, desconecta os seus contatos; o ESD 1003 não recebe nenhum sinal e permanece aberto, ou seja, com os seus contatos desconectados; e o ESD 1002 recebe um sinal "ligado" do PLC, ou seja, faz com que os seus contatos entrem em contato com um a outro. O sistema de acionamento de DC 118 está agora ligado à fonte de alimentação da bateria que faz com que o(s) motor(es) do sistema de acionamento de DC 118 girem e puxem a seção de limpeza móvel 136 para cima. A tensão de CC eficaz sobre o motor 118 pode ser controlada por modulação por largura de pulsos (PWM) para o ESD 1002 do PLC (o controle da tensão sobre o(s) motor(es) do sistema de acionamento 118, é controlar a velocidade do motor).

[0097] O movimento descendente com a fase de carregamento da bateria: nesta fase, o ESD 1004 ainda está em aberto; o ESD 1002 não recebe nenhum sinal e os respectivos contatos estão desconectados; o motor do sistema de acionamento de DC 118 é acionado pela força da gravidade que puxa a seção de limpeza móvel 136 para baixo, e funciona como um gerador de DC; o ESD 1003 recebe um PWM pré-determinado a partir do PLC 1011. Os pulsos dados pelo PLC 1011 para o ESD 1003 fazem com que o circuito que inclui o sistema de acionamento 118, o ESD 1003, e a bobina primária 1005 do transformador 1001, sejam desligados e ligados na frequência e duração do PWM.

[0098] O resultado da comutação descrito é um tipo de onda quadrada distorcida através do sistema de acionamento 118 e da bobina primária 1005. A corrente através da bobina primária 1005 induz tensão alternada através da bobina secundária 1006. A tensão induzida na bobina 1006 passa para o retificador de ponte 1007. A saída do retificador de ponte 1007 é uma tensão de DC que é maior do que a tensão da bateria e, por conseguinte, pode carregar a bateria 1008.

[0099] A velocidade de descida da seção de limpeza móvel 136 é controlada pela força de rotura do sistema de acionamento 118. A força de ruptura do sistema de acionamento 118 é proporcional à carga de impedância que está ligada ao sistema de acionamento 118; a impedância depende do PWM, sobre as características elétricas do transformador 1001 e da tensão da bateria 1008. Parâmetros experimentais: PWM = 5/20; significando que o ciclo = 20 milissegundos, e, portanto, a freqüência = 50 Hz, e a largura de pulso = 5 milissegundos. Estes parâmetros são apenas exemplos e outras características podem ser utilizadas.

[0100] É para ser entendido que a presente invenção não está limitada às modalidades divulgadas e as características acima descritas, mas inclui todas e quaisquer modalidades que utilizam quaisquer tipos de dispositivos de comutação elétricos acionados por pulsos, em combinação com uma saída de gerador/motor de DC que é transferida para um transformador, de modo a controlar a velocidade de descida de um aparelho de limpeza e/ou o carregamento da bateria, utilizando a saída do transformador.

[0101] Divulgação adicional sobre os sistemas de limpeza de painel solar que podem ser utilizados em combinação com a presente invenção encontra-se no pedido de patente US de Série N° 13/917.285 depositado em 13 de junho de 2013, pedido de patente US N° 13/751.903, depositado em 28 de janeiro de 2013, agora Pat. US N° 8.500.918 e pedido provisório de patente US de Série N° 61/647.010 depositado em 15 de maio de 2012, já vencido, 61/663,827 depositado em 25 de junho de 2012, e 61/725,280 depositado em 12 de novembro de 2012, 61/819,107 depositado em 03 de maio de 2013. Todo o conteúdo destes pedidos é incorporado neste documento por referência.

[0102] Deve ser entendido que a presente invenção não é limitada às modalidades descritas acima, mas inclui quaisquer modalidades no escopo das seguintes reivindicações. Enquanto a invenção foi descrita acima em relação ao aparato específico e implementações específicas, deve ficar claro que várias modificações e alterações podem ser feitas, e várias características de uma modalidade podem ser incluídas em outras modalidades, no escopo da presente invenção. Deve ser entendido que a presente invenção não é limitada ás modalidades.

Claims

1. Sistema de limpeza de fileira de painéis solares com controle de descida eletrônico e sistema de recuperação de energia potencial, as fileiras de painéis solares (111) sendo inclinadas e cada uma tendo uma extremidade superior e uma extremidade inferior numa direção da fileira de painel solar, o sistema de limpeza compreendendo: uma estrutura móvel (114) na direção do comprimento da fileira solar; pelo menos um dispositivo de limpeza (124) montado na referida estrutura e móvel na direção da largura da fileira de painel solar; pelo menos um motor de DC/gerador (118) para deslocar o referido pelo menos um dispositivo de limpeza (124) para cima, na direção da largura, e configurado para ser acionado pela força da gravidade quando o referido pelo menos um dispositivo de limpeza se move para baixo, assim fazendo com que o referido pelo menos um motor de DC/gerador funcione como gerador de DC e gere a saída de DC; caracterizado pelo fato de que mesmo sistema de limpeza compreende, ainda: um dispositivo de comutação eletrônico (1002, 1003, 1004) para comutar a saída do referido pelo menos um motor de DC/gerador quando funcionando como um gerador ligado e desligado para criar uma corrente alternada; uma bateria (1008); um transformador (1001) e um retificador (1007) através do qual passa a corrente alternada para carregar a bateria enquanto o referido dispositivo de limpeza se move para baixo, o referido dispositivo de comutação eletrônico, o referido transformador, o referido retificador e a referida bateria criando uma carga de impedância sobre o referido pelo menos um motor de DC/gerador quando funcionando como um gerador, para gerar assim uma força de travagem que controla a velocidade descendente do referido pelo menos um dispositivo de limpeza, em que a mesma velocidade descendente é predeterminada.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido dispositivo de comutação eletrônico compreende um relé de estado sólido.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido dispositivo de comutação eletrônico compreende um transistor de potência.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido dispositivo de comutação eletrônico compreende um MOSFET.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido dispositivo de comutação eletrônico compreende um interruptor eletrônico configurado para ser comutado para as posições de ligado e desligado por um sinal a partir de uma fonte externa.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, um controlador de lógica programável (1011) como a fonte externa que proporciona o sinal para ligar e desligar o dispositivo de comutação eletrônico.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, um controlador de lógica programável (1011) como a fonte externa que proporciona um sinal de modulação por largura de pulso para ligar e desligar o dispositivo de comutação eletrônico.