CN110192342A - 太阳能面板清洗装置和太阳能面板清洗方法 - Google Patents

Abstract

提供能以少量的清洗液有效地清洗太阳能面板的太阳能面板清洗装置和太阳能面板清洗方法。本发明的太阳能面板清洗装置一边在太阳能面板的面板面上行进一边清洗面板面，其特征在于，具备：主体部；多个清洗部，其附设于主体部；以及多个移动部，其附设于主体部，清洗部具有喷射口、气体单元、液体单元、以及基座，气体单元的一端与喷射口连接，另一端与基座连接，气体单元向喷射口内喷出气体，液体单元的一端与喷射口连接，液体单元向喷射口内喷出清洗液，气体单元所喷出来的气体使液体单元所喷出来的清洗液成为水粒而朝向行进方向前方的太阳能面板的面板面射出，水粒的射出角度相对于太阳能面板的面板面呈15°以上且75°以下。

Description

太阳能面板清洗装置和太阳能面板清洗方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能面板清洗装置和使用了该太阳能面板清洗装置的太阳能面板清洗方法。

背景技术

一般而言，太阳能发电的太阳能面板被设置于屋外，易于变脏，因此，存在数量较多的用于清洗该太阳能面板的技术。特别是近年来，随着被称为百万瓦级太阳能设施的大型太阳能发电设施快速普及，研究如何高效地清洗大量的太阳能面板，开发了数量较多的面板清洗技术。

作为与太阳能面板的清洗有关的现有技术，存在例如以高压向面板面喷射清洗液而进行清洗的方法(专利文献1)、利用设置到重型设备的顶端的旋转刷子一边移动一边清洗面板面的方法、以人力使刷子搭在面板面而进行清洗的方法等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-107172号公报

发明内容

发明要解决的问题

在使用高压清洗机的方法中存在以下这样的问题点。

＜1＞面板面倾斜，除水较差，因此，在清洗后大量的清洗液残留于面板面。因此，新的粉尘附着于润湿的面板面，从而相比清洗前反而更脏(再次污染)。另外，有可能由于所残留的清洗液蒸发，而在面板面残留水垢(水印)。

＜2＞使用大量的清洗液，因此，作业成本较高。另外，需要废水的处理。

＜3＞以高压吹送清洗液，因此，有可能损伤面板面。

＜4＞以高压吹送大量的清洗液，因此，水进入玻璃与框架的间隙而成为故障的原因。

在使用旋转刷子的方法中存在以下这样的问题点。

＜1＞旋转刷子与面板面之间的接触时间较短，因此，易于产生清洗遗漏。尤其是，无法有效地去除干燥而固着到面板面的粉尘。

＜2＞用刷子直接擦拭，因此，有可能损伤面板面。若面板面损伤，则有时由面板厂商进行的输出保障中止。

＜3＞需要一边使旋转刷子与面板面平行地接触一边移动，难以进行操作。因此，有可能产生清洗遗漏、不均。另外，有可能由于重型设备的接触而使太阳能面板破损。

＜4＞需要供重型设备移动的空间，因此，无法在阵列间的间隔较宽的场所以外使用。

基于人力的方法不仅施工效率较差，而且作业成本较高，无法适用于大规模的百万瓦级太阳能设施等。

本发明的目的在于提供解决这些现有技术的问题的太阳能面板清洗装置和太阳能面板的清洗方法。

用于解决问题的方案

用于解决上述那样的问题的本发明的太阳能面板清洗装置一边在太阳能面板的面板面上行进一边清洗面板面，其特征在于，该太阳能面板清洗装置具备：主体部；多个清洗部，其附设于主体部；以及多个移动部，其附设于主体部，清洗部具有喷射口、气体单元、液体单元、以及基座，气体单元的一端与喷射口连接，另一端与基座连接，气体单元向喷射口内喷出气体，液体单元的一端与喷射口连接，液体单元向喷射口内喷出清洗液，气体单元所喷出来的气体使液体单元所喷出来的清洗液成为水粒朝向行进方向前方的太阳能面板的面板面射出，水粒的射出角度相对于太阳能面板的面板面呈15°以上且75°以下。

本发明的太阳能面板清洗装置也可以是，气体单元具备：气体喷嘴，其喷射气体；气体软管，其与气体喷嘴连接；以及摇摆杆，摇摆杆的一端被轴支承于气体喷嘴，另一端被轴支承于基座，从而使气体喷嘴构成为能够相对于行进方向向左右往复摆动。

本发明的太阳能面板清洗装置也可以是，气体喷嘴利用由于气体的喷出而产生的反作用力和弯曲的气体软管的复原力而往复摆动。

本发明的太阳能面板清洗装置也可以是，清洗液的喷出量是气体的喷出量的0.1％～1.0％。

本发明的太阳能面板清洗装置也可以是，清洗液是纯水。

本发明的太阳能面板清洗方法的特征在于，使用太阳能面板清洗装置，根据距太阳能面板清洗装置的距离，从行进方向的跟前朝向进深将太阳能面板的面板面定义为第一清洗区域、第二清洗区域、第三清洗区域、以及未清洗区域，本发明的太阳能面板清洗方法包括：从清洗部向第一清洗区域的面板面射出水粒而将第一清洗区域上的粉尘弹飞的工序；使由第一清洗区域的面板面反射后的水粒向第三清洗区域落下的工序；使粉尘进入已落下到第三清洗区域的水粒而成为含尘水滴的工序；从清洗部向第二清洗区域的面板面吹送气体而吹飞含尘水滴的工序，一边使太阳能面板清洗装置在太阳能面板的面板面上移动一边并行地进行各工序。

发明的效果

本发明的太阳能面板清洗装置和太阳能面板清洗方法具有以上的构成，因此，具备如下效果。

＜1＞粒径较大的粉尘利用水粒的喷射弹飞，粒径较小的粉尘在溶入于水滴的基础上利用气体的喷射吹飞。一边在面板面上行进，一边同时并行地进行这些作业，因此，清洗效果非常高，清洗效率良好。

＜2＞一边在面板面上移动、一边使喷嘴往复摆动而连续喷射清洗液和气体，因此，能够以少量的清洗液和气体清洗较宽的面积。

＜3＞以少量的清洗液进行清洗，利用气体吹飞清洗后的水滴，因此，在面板面难以残留水滴。因而，难以产生由残留水导致的再次污染、水垢。

＜4＞能以少量的清洗液进行清洗，因此，作业成本便宜，无需废水处理。

＜5＞由于是基于水粒和气体的喷射的非接触式的清洗，因此，难以损伤面板面。

＜6＞能够一边在面板上移动一边清洗，因此，操作容易且难以产生清洗遗漏、不均。

＜7＞以一次移动能够清洗面板面的整个面，因此，作业效率较高，作业成本便宜。

附图说明

图1是本发明的太阳能面板清洗装置的说明图。

图2是清洗部的说明图。

图3是清洗部的说明图。

图4是本发明的太阳能面板清洗方法的说明图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边详细地说明本发明的太阳能面板清洗装置和太阳能面板的清洗方法。

在本说明书中，“倾斜方向”是指从太阳能面板的倾斜后的下边朝向上边去的纵向，“水平方向”是指与倾斜方向正交的方向且是太阳能面板的连续方向。

“粉尘”包括尘埃、砂土、尘土、花粉、落灰等大致几μm～mm左右的物质且向太阳能面板的表面堆积的所有物质。

“射出角度θ”是指，在清洗液的射出方向朝向行进方向前方的状态下，由射出方向和面板面形成的角度(图4)。

实施例1

[太阳能面板清洗装置]

＜1＞整体的结构(图1)。

本发明的太阳能面板清洗装置1是如下装置：一边在太阳能面板P的面板面上沿着水平方向移动一边向面板面喷射清洗液W，从而以非接触式清洗面板面。

太阳能面板清洗装置1至少具备：主体部10；多个清洗部20，其附设于主体部10；以及多个移动部30，其附设于主体部10。

在清洗作业时，太阳能面板清洗装置1分别利用软管类与向清洗部20供给高压的气体G的送气部件2和供给清洗液W的送水部件3连接，在图1未图示这些。

＜2＞主体部。

主体部10是太阳能面板清洗装置1的主构造构件。

在本例中，主体部10具备铝制的骨架和包覆该铝制的骨架的合成树脂制的罩。

在主体部10内收容有清洗部20的各种软管类、移动部30的马达、电池等。

若使主体部10的长度方向的长度与太阳能面板P的倾斜方向的宽度相对应，则以一次通过能够清洗太阳能面板P的整个面。

＜3＞清洗部(图2)。

清洗部20是向太阳能面板P的面板面喷射清洗液W和气体G的构件。

在本例中，从主体部10的下部朝向太阳能面板P的面板面方向并列多个清洗部20。各清洗部20间的间隔设定成相邻的清洗部20的清洗范围局部重叠。

在本例中，将清洗部20设定成清洗液W相对于面板面的射出角度θ成为30°的朝向。随后论述射出角度θ。

各清洗部20具备喷射口21、气体单元22、液体单元23、以及基座24。

喷射口21是用于使清洗液W和气体G在内部合流的构件，在本例中，采用两端连通的筒状体。

气体单元22的前端与喷射口21连接，后端被轴支承于基座24。

液体单元23的顶端与喷射口21连接。

基座24是与主体部10连接的基部，包括喷射口21、气体单元22、以及液体单元23。另外，也可以包括包覆这些的壳体(图3)。

此外，清洗部20并不限于附设于主体部10的下部，也可以从主体部10的上部朝向面板面附设。

＜3.1＞气体单元。

气体单元22是从喷射口21内向外部喷射气体G的构件。

在本例中，气体单元22具备气体喷嘴22a、与气体喷嘴22a连接而加压输送气体G的气体软管22b、以及摇摆杆22c。

气体喷嘴22a与喷射口21的开口部的一端连接，从另一端向外部喷出气体G。

气体软管22b在主体部10的内部穿过而向外部延伸，与随后论述的送气部件2连接。气体软管22b采用具备挠性的合成树脂制的软管等。

摇摆杆22c利用沿着上下方向与摇摆杆22c的长度方向正交的支承轴而一端被轴支承于气体喷嘴22a，另一端被轴支承于基座24。

由此，气体喷嘴22a构成为能够相对于行进方向向左右往复摆动(图3)。

＜3.2＞液体单元。

液体单元23是向喷射口21内供给清洗液W的构件。

在本例中，液体单元23具备液体喷嘴23a和与液体喷嘴23a连接的液体软管23b。

液体喷嘴23a与喷射口21的侧壁连接，朝向喷射口21的内部喷出清洗液W。

液体软管23b在主体部10的内部穿过而向外部延伸，与随后论述的送水部件3连接。液体软管23b采用具备挠性的合成树脂制的软管等。

＜3.3＞清洗部的喷射功能。

对清洗部20的喷射功能进行说明。

本发明的太阳能面板清洗装置1的特征在于清洗部20在利用气体G使清洗液W成为水粒W1射出的同时喷射气体G这点。

在清洗时，液体单元23从液体喷嘴23a自喷射口21的侧壁朝向内部喷出清洗液W。与此同时，气体单元22从气体喷嘴22a沿着喷射口21的开口方向喷射气体G。

由于气体G的喷射，喷射口21内的清洗液W被细化成微细的水粒W1，从喷射口21向外部一边加速一边被射出。

同时，气体G也从喷射口21向外部喷射。

＜3.4＞清洗部的摆动功能(图3)。

对清洗部20的摆动功能进行说明。

本发明的太阳能面板清洗装置1的特征在于清洗部20一边使气体喷嘴22a相对于行进方向向左右往复摆动一边进行清洗这点。

在本例中，利用由于气体G的喷出而产生的反作用力和弯曲的气体软管22b的复原力使气体喷嘴22a连续地往复摆动。

从气体喷嘴22a和摇摆杆22c均朝向行进方向左侧的状态开始，对具体的动作进行说明。

(1)若气体喷嘴22a喷出气体G，则由于喷出的反作用力，气体喷嘴22a以摇摆杆22c的与基座24之间的支承轴为中心向壳体内的右侧摆动。与此相伴，气体软管22b向气体喷嘴22a的摆动方向(右侧)弯曲。

(2)由于气体软管22b的弯曲，与气体软管22b的顶端连接起来的气体喷嘴22a以与摇摆杆22c之间的支承轴为中心向顺时针方向旋转一定角度(图3的(A))。

(3)随着气体喷嘴22a的旋转，气体G的喷射方向以气体喷嘴22a的支承轴为中心向顺时针方向旋转一定角度。

(4)利用从气体喷嘴22a喷射的气体G的反作用力和挠曲的气体软管22b欲复原成直线形状的弹力，摇摆杆22c顶端的气体喷嘴22a被朝向壳体内的中央振回。

(5)由于振回的势头，气体喷嘴22a超过壳体内的中央而向左侧摆动(图3的(B))。

(6)上述(1)～(5)左右交替地被连续反复。

此外，清洗部20的往复摆动的手段并不限于上述手段，也可以例如将移动部30的驱动力向清洗部20机械地传递而使清洗部20摆动。

＜4＞移动部。

移动部30是用于使太阳能面板清洗装置1移动的构件。

在本例中，作为移动部30，采用附设到主体部10的两端和中央的下部的3条电动橡胶履带。

橡胶履带不仅移动稳定，而且在移动时难以损伤太阳能面板P的面板面。此外，并不限于此，也可以采用橡胶轮胎等。

电动橡胶履带的运转电力经由电缆从外部供给。

此外，也可以在主体部10搭载电池而利用该电池。

＜5＞送气部件。

送气部件2是向太阳能面板清洗装置1的清洗部20供给气体G的装置。送气部件2与清洗部20的气体软管22b连接。

在本例中，作为送气部件2，采用对大气进行压缩而形成高压气体并供给的压缩机和对气体压力进行调整的调节器的组合。

＜6＞送水部件。

送水部件3是向太阳能面板清洗装置1的清洗部20供给清洗液W的装置。送水部件3与清洗部20的液体软管23b连接。

在本例中，作为送水部件3，采用贮水罐和对贮水罐内的清洗液W进行加压的压缩机的组合。

＜7＞清洗液。

在本例中，清洗液W采用水。但并不限于此，也可以采用含有洗涤剂的清洗液。随后论述清洗液W使用纯水的实施例。

[太阳能面板清洗方法]

＜1＞整体的构成(图4)。

接着，对使用了本发明的太阳能面板清洗装置1的清洗方法进行说明。

本发明的太阳能面板清洗方法是如下清洗方法：一边使太阳能面板清洗装置1在太阳能面板P的面板面上沿着水平方向移动，一边向面板面射出水粒W1并且喷射气体G，而进行清洗。

图4是本发明的太阳能面板的清洗方法的说明图。在说明时，根据距太阳能面板清洗装置1的距离从跟前向进深将太阳能面板P的面板面定义为第一清洗区域A1、第二清洗区域A2、第三清洗区域A3、以及未清洗区域A4。

以下，为了便于说明，按照未清洗区域A4、第三清洗区域A3、第二清洗区域A2、第一清洗区域A1的顺序进行记载。

＜1.1＞未清洗区域。

在未清洗区域A4的面板面堆积有粉尘D。

以下，将粉尘D分成大气尘埃、黄砂等直径相对较小的小粉尘D1和沙尘、花粉等直径相对较大的大粉尘D2而进行说明。

但是，它们的划分是为了便于说明，实际上各种粒径的粉尘D混杂地存在，根据其粒径、重量、形状等，被作为小粉尘D1清洗，或被作为大粉尘D2清洗。

＜1.2＞第三清洗区域。

随着太阳能面板清洗装置1的行进，若面板面进入第三清洗区域A3，则由随后论述的第一清洗区域A1的面板面反射而飞来的水粒W1向第三清洗区域A3的面板面上落下而成为水滴W2。

水滴W2由于落下的势头和太阳能面板P的倾斜，一边使周围的小粉尘D1进入其内部一边在面板面上滚动，成为含尘水滴W3。

即使是面板面上的小粉尘D1干燥而固着于面板面的情况下，水滴W2也能够通过持续覆盖所固着的小粉尘D1，从而使所固着的小粉尘D1从面板面剥离，进入水滴W2的内部。

＜1.3＞第二清洗区域。

若面板面达到第二清洗区域A2，则气体G的喷射压提高，含尘水滴W3连同进入到内部的小粉尘D1被向面板面外吹飞。

＜1.4＞第一清洗区域。

在第一清洗区域A1中，从清洗部20射出来的水粒W1与残留到面板面上的大粉尘D2碰撞，将大粉尘D2向面板面外弹飞。

另外，将大粉尘D2弹飞了的水粒W1和未与大粉尘D2撞上的水粒W1由面板面反射而向第三清洗区域A3落下，成为水滴W2(接着转向＜1.2＞)。

通过以上步骤，太阳能面板P的面板面的粉尘D被全部去除。

此外，面板面上的清洗液W被气体G全部吹飞，因此，在清洗后的面板面上不残留清洗液W。

＜2＞本发明的清洗方法的特征。

在本发明的太阳能面板清洗方法中，在利用水粒W1的射出将粒径较大的粉尘D2弹飞、使粒径较小的粉尘D1溶入于水滴W2的基础上，利用气体G的喷射吹飞。

通过一边使太阳能面板清洗装置1行进，一边同时并行地进行这些工序，能够以少量的清洗液W发挥极高的清洗效果。

＜3＞射出角度(图4)。

本发明的太阳能面板清洗方法是如下技术：利用清洗液W的水粒W1将太阳能面板P的面板面上的粉尘D弹飞。

在此，若射出角度θ过大，则水粒W1与面板面强力碰撞而扩散，因此，无法将粉尘D弹飞到远处。另外，水粒W1不能由面板面反射而向分开的面板面上落下。

另一方面，若射出角度θ过小，则清洗液W过于向大范围扩散而清洗力变弱。

因而，需要恰当地设定清洗液W相对于面板面的射出角度θ。

根据以上内容，期望的是，射出角度θ设定在15°以上且75°以下的范围内。在本例中，将射出角度θ设定成50°。

＜4＞清洗液与气体的喷出量比。

本发明的太阳能面板清洗方法是如下技术：通过利用气体G使少量的清洗液W射出，有效地清洗太阳能面板P。

在此，若清洗液W的喷出量相对于气体G的喷出量过多，则面板面被浸于清洗液W，在清洗后，也残留清洗液W，产生再次污染、水垢。

另一方面，若清洗液W的喷出量过少，则水粒W1的射出量减少，无法将面板面上的粉尘D完全弹飞。

因而，需要恰当地设定从气体单元22供给的气体G的喷出量与从液体单元23供给的清洗液W的喷出量的比率(W/G)。

根据以上内容，期望的是，清洗液W的喷出量设定成气体G的喷出量的0.1％～1.0％左右。只要在该比率内，就能够有效地清洗面板面，且多余的清洗液W难以残留于面板面。

在本例中，相对于以0.3L/min供给清洗液W，以200L/min且0.5Mpa的压力供给气体G(W/G＝0.15％)。

实施例2

对清洗液使用纯水的其他实施例进行说明。

纯水是不含或几乎不含有机成分、无机成分、菌类等杂质的纯度较高的水。

例如，利用离子交换式、EDI(电再生)式、反渗透膜式等的纯水器精制纯水，将纯水从送水部件3向液体单元23供给而能够用作清洗液W。

纯水不含杂质，因此，物质溶解能力非常高。因此，不仅仅简单地冲洗粉尘D，也能够积极地溶解而吸收粉尘D。

另外，纯水是绝缘体，因此，易于产生静电，能够利用静电吸引周围的粉尘D，向纯水内捕捉。因此，与由通常的自来水进行的清洗相比，清洗能力非常高。

而且，纯水即使蒸发，也不会残留残留物，因此，在清洗后难以在太阳能面板P的表面产生水垢。

根据以上内容，能够更有效地清洗太阳能面板P。

附图标记说明

1、太阳能面板清洗装置；10、主体部；20、清洗部；21、喷射口；22、气体单元；22a、气体喷嘴；22b、气体软管；22c、摇摆杆；23、液体单元；23a、液体喷嘴；23b、液体软管；24、基座；30、移动部；2、送气部件；3、送水部件；P、太阳能面板；A1、第一清洗区域；A2、第二清洗区域；A3、第三清洗区域；A4、未清洗区域；D、粉尘；D1、小粉尘；D2、大粉尘；W、清洗液；W1、水粒；W2、水滴；W3、含尘水滴；G、气体；θ、射出角度。

Claims (6)

1.一种太阳能面板清洗装置，其是在一边在太阳能面板的面板面上行进一边清洗面板面的太阳能面板清洗装置，其特征在于，

该太阳能面板清洗装置具备：

主体部；

多个清洗部，其附设于所述主体部；以及

多个移动部，其附设于所述主体部，

所述清洗部具有喷射口、气体单元、液体单元、以及基座，

所述气体单元的一端与所述喷射口连接，另一端与所述基座连接，所述气体单元向所述喷射口内喷出气体，

所述液体单元的一端与所述喷射口连接，所述液体单元向所述喷射口内喷出清洗液，

所述气体单元所喷出来的气体使所述液体单元所喷出来的清洗液成为水粒朝向行进方向前方的太阳能面板的面板面射出，

所述水粒的射出角度相对于太阳能面板的面板面呈15°以上且75°以下。

2.根据权利要求1所述的太阳能面板清洗装置，其特征在于，

所述气体单元具备：气体喷嘴，其喷射气体；气体软管，其与所述气体喷嘴连接；以及摇摆杆，所述摇摆杆的一端被轴支承于所述气体喷嘴，另一端被轴支承于所述基座，从而使所述气体喷嘴构成为能够相对于行进方向向左右往复摆动。

3.根据权利要求2所述的太阳能面板清洗装置，其特征在于，

所述气体喷嘴利用由于气体的喷出而产生的反作用力和弯曲的所述气体软管的复原力而往复摆动。

4.根据权利要求1所述的太阳能面板清洗装置，其特征在于，

所述清洗液的喷出量是所述气体的喷出量的0.1％～1.0％。

5.根据权利要求1所述的太阳能面板清洗装置，其特征在于，

所述清洗液是纯水。

6.一种太阳能面板的清洗方法，其是使用了权利要求1～5的太阳能面板清洗装置的太阳能面板的清洗方法，其特征在于，

根据距所述太阳能面板清洗装置的距离，从行进方向的跟前朝向进深将太阳能面板的面板面定义为第一清洗区域、第二清洗区域、第三清洗区域、以及未清洗区域，

该太阳能面板的清洗方法包括：

从所述清洗部向所述第一清洗区域的面板面射出水粒而将所述第一清洗区域上的粉尘弹飞的工序；

使由所述第一清洗区域的面板面反射后的所述水粒向所述第三清洗区域落下的工序；

使粉尘进入已落下到所述第三清洗区域的水粒而成为含尘水滴的工序；以及

从所述清洗部向所述第二清洗区域的面板面吹送气体而将所述含尘水滴吹飞的工序，

一边使所述太阳能面板清洗装置在太阳能面板的面板面上移动一边并行地进行所述各工序。