DE10013989A1

DE10013989A1 - Reinigungsanlage für Solarkollektoren und Photovoltaikmodule

Info

Publication number: DE10013989A1
Application number: DE10013989A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-09-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsanlage für Solarkollektoren und Photovoltaik module, um diese von ertragsmindernden Verschmutzungen und Schneeablagerungen zu befreien.

Durch eine durch übliche Umwelteinflüsse hervorgerufene Verschmutzung der Solarkollektoren und Photovoltaikmodule tritt eine Verminderung des Strahlungseinfalls und somit eine Verschlechterung der Energieausbeute ein. Im Winter wird eine durch Schneefall verursachte Komplettabdunkelung der Kollektoren und Photovoltaikmodule die Energieausbeute auf Null reduzieren. Die durchschnittliche Jahresausbeute an Energie wird dadurch deutlich vermindert. Oft wird versucht, durch eine händische Reinigung den Wirkungsgrad der Anlage nach Verschmutzung oder Schneefall wieder zu erhöhen, dies kann aber nur als kurzfristige Maßnahme gesehen werden und ist speziell bei auf üblicherweise auf Dächern montierten Anlagen mit einem hohen Gefahren- und Unfallpotential für Personen versehen. Bei starkem Dauerschneefall kann eine händische Entfernung des Schnees nicht kontinuierlich erfolgen. Auch bei Abwesenheit des Anlagenbetreibers ist die Entfernung des Schnees nicht gewährleistet.

Das Ziel der Erfindung ist es, durch eine mechanische Vorrichtung die für den Strahlungseinfall relevanten Glasflächen von Solarkollektoren und Photovoltaikmodulen jederzeit zuverlässig reinigen und von Schneeauflagen befreien zu können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch einen mit Gummilippen oder ähnlichem Abstreifern versehenen Ausleger, welcher durch Motorkraft an einer Führungsschiene entlang in der Art über die Glasflächen bewegt wird, daß die Gummilippen Verunreinigungen und Schneebelag über die ganze Breite der zu reinigenden Fläche beiseite schieben können

Der Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß eine ertragsmindernde Verschmutzung durch regelmäßige Reinigung der für den Strahlungseinfall relevanten Glasflächen von Solarkollektoren und Photovoltaikmodule auch an schlecht zugänglich montierten Anlagen auf Knopfdruck entfernt werden kann, ohne daß sich jemand einer Gefahr für Leib und Leben aussetzen muß. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine durch Schneefall bedingte Komplettabdeckung der Module durch permanenten Betrieb der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung schon während des Schneefalls verhindert werden kann. Somit kann die Solarnutzungsanlage auch während eines Schneefalls und, falls der Schnee längere Zeit liegen bleiben würde, auch danach die sonnenreichen Wintertage zur Energiegewinnung nutzen und somit den Jahresertrag der Anlage spürbar erhöhen.

Die Erfindung wird erläutert durch die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen, welche schematisch diese erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Ausleger (1) wird durch Federvorspannung oder durch Gewichte eingeleitete Kräfte auf die zu reinigende Fläche (2) gedrückt und dabei mittels einer Umlaufkette (3) oder ähnlicher Vorrichtung wie zum Beispiel einem Zahnriemen oder einer Gewindespindel an der Führungsschiene (4) über die zu reinigende Fläche (2) in der Art bewegt, daß die Gummilippen (7) Verunreinigungen und Schneebelag beiseite schieben. Der Rücktransport des Auslegers nach Beendigung der Fahrtstrecke in einer Richtung wird durch die Umlenkung (5) der Kette oder des Zahnriemens gewährleistet, an der der Ausleger mittels eines Schubstange (6) in der Art eines Pleuels befestigt ist und durch die der Ausleger transportiert wird. Bei der Version mit der Gewindespindel wird der Rücktransport durch Änderung der Drehrichtung der Spindel erzielt.

Durch gelenkige Lagerung der Gummilippen (7) am Ausleger können Unebenheiten der Module ausgeglichen werden und eine flächige Reinigung der gesamten Scheibe gewährleistet werden.

Der Ausleger wird mittels Rollen (8) in einem entsprechenden Führungskanal (9) oder ähnlicher Aufnahme an der Führungsschiene (4) geführt. Die vorzugsweise Gestaltung des Auslegers mit den Führungsrollen als Dreieck gewährleistet eine sichere und verzugsfreie Bewegung auch bei hohen Schneelasten.

Die Vorrichtung ist bei Schneefall in permanenten Betrieb und reinigt somit die Modulflächen kontinuierlich und gewährleistet somit einen hohen Energieertrag auch bei Schneefall. Um normale Verunreinigungen durch Umwelteinflüße zu entfernen ist der Intervallbetrieb in Zyklen von Stunden bis Tagen individuell nach Verschmutzungsgrad einzustellen. Um die Modulflächen von Schlieren und rußigem Belag zu befreien, reicht eine mechanische Reinigung oft nicht aus. Für diesen Fall ist in der Führungschiene ein Kanal (10) eingearbeitet, durch den ein unter Druck stehendes Reinigungsmedium mittels mehrerer Spritzdüsen (11), die der Länge nach an der Führungsschiene mittels Bohrung in diesen Kanal eingeschraubt sind, auf die zu reinigende Fläche gesprüht werden kann. Diese Spritzdüsen lassen sich mittels Kugelgelenk in eine exakten Sprührichtung auf die zu reinigende Fläche ausrichten und sind im Abstand zueinander so ausgerichtet, daß eine ganzflächige Besprühung mit Reinigungslösung möglich ist. Die Reinigungslösung wird so die Verunreinigung auflösen und eine restlose Entfernung dieser durch das Abstreifen mit den Gummilippen ermöglichen.

Um das Anfrieren der Gummilippen an den zu reinigenden Scheiben zu verhindern, wird der Ausleger nach jedem Reinigungsvorgang in eine Ruheposition gefahren, an der die Gummilippen an einen heizbaren Anschlag (12) anliegen. Dieser Anschlag wird bei Frost vor jedem Reinigungszyklus aufgeheizt und somit vorhandene Vereisungen und Anfrierungen aufgetaut. Somit werden Beschädigungen der Gummilippen durch Abreißen der angefrorenen Bereiche verhindert.

Die Führungsschiene ist vorzugsweise aus Aluminium extrudiert oder als Rollprofil aus Stahl gefertigt und kann mit einem Abdeckblech (13) gegen Witterungseinflüsse geschützt werden.

Die Länge der Reinigungsanlage kann durch beliebige Länge der Führungsschiene an die Länge der Modulreihen angepaßt werden. Um jede beliebige Breite der Modulreihen reinigen zu können, wird die Länge der Ausleger und die Breite der Gummilippen an die Breite der Module angepaßt. Auch mehrere Reihen von Modulen sind mit einer Reinigungsanlage mit nur einer Führungsschiene und einem Ausleger zu reinigen. Auch ist die Anbringung einer Führungsschiene mit zwei gegenüberliegenden Auslegern zwischen einzelnen Modulreihen möglich. Dabei kann je ein Ausleger je nach Anordnung der Führungsschiene die obere oder rechte Modulreihe und der zweite Ausleger die untere oder linke Modulreihe bearbeiten.

Die Anordnung der Führungsschiene kann sowohl horizontal wie auch vertikal zu den Modulen erfolgen. Bei vertikaler Anordnung der Führungsschiene bewegt sich der Ausleger vertikal und ist die Reinigungsrichtung zwangsläufig nach unten gerichtet. Bei horizontaler Anordnung der Führungsschiene bewegt sich der Ausleger horizontal. Bei dieser Anordnung ist es vorteilhaft, die Gummilippen in einem Winkel zur Bewegungsrichtung anzuordnen, der den Abtransport der Verunreinigungen erleichtert.

Auch die Stoßstellen zwischen den einzelnen Modulen können bei einer Schrägstellung der Gummilippen leichter überfahren werden. Zur Befestigung wird die Führungsschiene entweder an das für die Modulbefestigung bereits auf dem Dach vorhandene Befestigungssystem angebracht oder mittels spezieller Haltewinkel separat auf dem Dach montiert. Auch der Einbau unter der Dachhaut ist durch spezielle Adapter möglich.

Die Steuerung wird über eine Schaltbox innerhalb des Hauses oder mittels Zeitschaltuhr oder beidem realisiert.

Zeichnung

Abb. 1 zeigt die Reinigungsvorrichtung schematisch in der Draufsicht. Bezugskennzeichnungen siehe Beschreibung.

Abb. 2 zeigt einen Schnitt durch eine beispielhaftes Führungsschiene (4) mit Transportkette (3) im Vor- und Rücklauf und Ausleger (1).

Claims

1. Vorrichtung zum Reinigen der für den Strahlungseinfall relevanten Flächen von Photovoltaikmodulen und Solarkollektoren und jeder Art von Glasflächen, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen mit Gummilippen oder ähnlichem Abstreifern versehener Ausleger an einer mittels Motorkraft angetriebenen Transportkette an einer Führungsschiene entlang in der Art über die Glasflächen bewegt wird, daß die Gummilippen Verunreinigungen und Schneebelag auf den Photovoltaikmodulen und Solarkollektoren von diesen herunterschieben können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücktransport des Auslegers durch die Umlenkung der Kette am Ende des Tranportweges und einer mit der Kette und dem Ausleger mittels Drehgelenken in Verbindung stehender Schubstange realisiert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Führungsschiene mehrere Spritzdüsen zum Aufsprühen von Reinigungsflüssigkeit integriert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger einseitig und auch zweiseitig an der Führungsschiene entlang geführt weden kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene Kanäle für die Kette und deren Führung sowie Führungskanäle für die Rollenböcke des Auslegers aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger eine Dreiecksform aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene mittels T-Nut an Haltern, welche auf das Dach montiert sind, befestigt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene aus Aluminium extrudiert oder als Rollprofil aus Stahl gefertigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummilippen eine so hohe Verformbarkeit aufweisen, daß sie über umlaufend um die zu reinigende Fläche überstehende Rahmen bewegt werden können, ohne sich selbst oder den Rahmen zu beschädigen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummilippen in einem schrägen Winkel zur Bewegungsrichtung angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruheposition der Gummilippen mit einem heizbaren Kontaktbereich zur Gummilippe versehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger und mit ihm die Gummilippen mittels Federkraft oder Gewichtsbelastet auf die zu reinigenden Flächen gedrückt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummilippen bei dem Rücktransport des Auslegers von der zu reinigenden Fläche abgehoben werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen für die Transportkette in Ausnehmungen der Führungsschiene integriert sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Auslegers über eine sich drehende Gewindespindel oder einen Zahnriemen erfolgt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungschiene mit einen Abdeckblech gegen Witterungseinflüsse geschützt wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen der Förderkette mittels Federkraft die Förderkette spannen.