DE102018001958A1

DE102018001958A1 - Automatische Druckluftreinigungsvorrichtung für ebene und gebogene Flächen

Info

Publication number: DE102018001958A1
Application number: DE102018001958.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2018-09-20

Abstract

Voraussetzung einer effizienten Energieerzeugung durch eine Photovoltaik- oder andere Solaranlage ist, dass die Glas- oder Spiegelflächen frei von Staub und anderen Verunreinigungen sind.Im Bereich des Sonnengürtels der Erde sind wenige Solarkraftwerke erstellt worden. Ein maßgeblicher Grund ist die schnelle Bedeckung der Oberflächen mit Staub. Eine Änderung dieser Situation mit dem gegenwärtigen Stand der Technik ist nicht in Sicht.Mit der erfindungsgemäßen Druckluftreinigungsvorrichtung bietet sich eine neue Möglichkeit, die Oberflächen der Solarkraftwerke kostengünstig sauber zu halten und hierdurch den Ertrag von derartigen Anlagen zu steigern.Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Druckluftreinigungsvorrichtung (100) ist der Betrieb von Solarkraftwerken auch im Bereich des Sonnengürtels der Erde wirtschaftlich sinnvoll.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckluftreinigungsvorrichtung zum Reinigen von ebenen und gebogenen Flächen mittels von Bewegungsenergie der komprimierten Luft. Die Druckluftreinigungsvorrichtung ist für Glasfassaden bei Gebäuden als auch insbesondere für die photovoltaischen und solarthermischen Kraftwerke gedacht.
Stand der Technik
Weltweit wurde derzeit mehr als 250 GW an Solar- und Photovoltaikleistung installiert; die Verunreinigung durch Ablagerung von Sand, Feinstaub und anderen Schmutzpartikeln an der Oberfläche von derartigen Anlagen verursacht einen sehr hohen materiellen Schaden. Es wurde berechnet, dass ein Solarkraftwerk in einem trockenen oder wüstenähnlichen Gebiet bis zur 40 % Ertragsverlust erzielt, wenn dieses ca. 30 Tage nicht gereinigt wird.
Bisher wurden Solar- oder Photovoltaikanlagen überwiegend manuell oder mit automatischen Reinigungsvorrichtungen gereinigt. Nachteil: sehr hoher Wasserverbrauch und hohe Personalkosten. Es sind auch wasserfreie Reinigungsmethoden bekannt - beispielsweise US 8500918 -, welche für die Reinigung der Solarmodule rotierende flexible Lamellen nutzt. Diese über die Glasoberfläche der Solarmodule rotierenden Lamellen erzeugen zusammen mit dem Sand und Feinstaub Kratzer an der Oberfläche der Module, was wiederum zur Leistungsminderung führt.
Eine aus dem Jahr 1926 stammende Anlage - US 1728113 - nutzt Druckluft zur Beseitigung von Verunreinigungen.
Eine weitere Vorrichtung zur berührungslosen und vollautomatischen Reinigung von Solarmodulen in Solarkraftwerken, welche Solarmodule mit Druckluft reinigt, ist aus DE 20 2014 007 315 bekannt. Die Anschaffungs- und Betriebskosten dieser Vorrichtung sind jedoch wegen ihrer Dimension sehr hoch und damit unwirtschaftlich.
Es ist daher wünschenswert, eine einfache und kostengünstigere Reinigungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welcher der Reinigungsprozess automatisch -ohne erhöhten Personalaufwand- ausgeführt wird, um die Schmutzablagerungen von Glasfassaden sowie Solar- und Photovoltaikanlagen schnell und unkompliziert zu entfernen, welche sowohl günstig in der Herstellung, Anschaffung und Betrieb ist.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Druckluftreinigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereit, die dadurch gekennzeichnet ist, dass
Verunreinigungen wie Sand, Feinstaub, andere Schmutzablagerungen sowie Schnee werden mittels von Bewegungsenergie der komprimierten Luft von ebenen und gebogenen Flächen entfernt.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Darstellung der Druckluftreinigungsvorrichtung (100).
2 ist die linke Seite und Vorderansicht der Druckluftreinigungsvorrichtung (100).
2a ist die rechte Seite und Vorderansicht der Druckluftreinigungsvorrichtung (100).
3 ist ein Ausschnitt aus der Multidüsenanordnung (1).
4 zeigt zwei weitere Abbildungen der Ausschnitte der Multidüsenanordnung (1) mit zwei Düsentypen.
5 ist eine perspektivische Darstellung der Druckluftreinigungsvorrichtung (100) über die PV-Module (50).
6 ist eine Druckluftreinigungsvorrichtung (101) mit gebogener Multidüsenanordnung (1.4).
7 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der Druckluftreinigungsvorrichtung (105), mit Luftverdichter (12). In wird die gesamte Druckluftreinigungsvorrichtung (105) auf einem PV-Modul (50) dargestellt.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Die Druckluftreinigungsvorrichtung (100) 1 umfasst eine Multidüsenanordnung (1) mit einer Vielzahl von schräg entlang der Längsachse ausgebildeten Druckluftaustrittsöffnungen (1.1) 3 auf der Unterseite, aus welchen mit geeignetem Winkel und Druck komprimierte Luft (1.3) austritt, um von den Oberflächen der Glasfassaden, Solar-oder Photovoltaikkraftwerken Verunreinigungen verschiedener Art wie Sand, Feinstaub, andere Schmutzablagerungen sowie Schnee weg zu blasen; ein Fahrwerk (2) mit Rädern (3), welche vorn mittels einer Antriebsachse (4) sowie Kegelradgetriebe (5) und einer Antriebseinheit (6) angetrieben werden, wobei die Antriebseinheit ein Elektromotor oder eine Zweiwegedruckluftturbine sein kann. Die gesamte Multidüsenanordnung (1) wird beidseitig parallel zu der Modulfläche/Solaranlage auf gespalteten Längsschienen (7) aus rostfreiem Stahlblech entlang der gesamten Breite in Längsrichtung der Modulfläche/Solaranlage auf Rädern (3) fortbewegt. Die Druckluftzufuhr erfolgt durch einen Schlauch (8), der an einer Röhrenverbindung (9), (10) angebracht ist und zusätzlich mit einer Halterung (11) befestigt wird. Der Druckluftschlauch wird automatisch aus einer Schlauchtrommel (20) während des Reinigungsvorgangs aus- und wieder aufgewickelt und auf zusätzlichen Rollenschienen (7.1) transportiert. Die andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckluftreinigungsvorrichtung (101) 6 weist eine gebogene Form der Multidüsenanordnung (1.4) auf, wobei die Krümmung dieser Multidüsenanordnung an die Oberfläche der zu reinigenden Glasfassade/Solaranlage angepasst wird.
Eine Weiterbildung der Druckluftreinigungsvorrichtung (105) 7 wird mit einem Luftverdichter (12), welcher mit Multidüsenanordnung mittels von Druckluftleitung (8a) verbunden ist und sich auf Schienen (7) fortbewegt, ausgestattet.
Die Energieversorgung der Druckluftreinigungsvorrichtung kann direkt über die Schienen (7) oder mittels eines Elektrokabels erfolgen. Die Zweiwegedruckluftturbine wird mit Druckluft aus dem Schlauch oder Druckluftbehälter versorgt. Um den gleichmäßigen Halt der Multidüsenanordnung (1) auf den Schienen (7) zu gewährleisten, wurden bei den Rädern (3) Magnetstreifen (3a) integriert. Diese Magnetstreifen können aus Neodym Magnet bestehen.
Mit Reinigungsvorgang ist gemeint, wenn die Multidüsenanordnung (1) über die gesamte Oberfläche eines PV-Moduls, einer Paraborinne oder Solarspiegels bewegt und sodann wieder in Ruheposition gebracht wird. Auf dem Rückweg erfolgt ein nächster Reinigungsvorgang.
2 zeigt die linke Vorderansicht der Druckluftreinigungsvorrichtung (100); hieraus wird verdeutlicht die genaue Lage der Räder (3) und der Spaltschienen (7), (7.1) welche am Trägerrahmen eines PV-Moduls, einer Paraborinne oder Solarspiegels - parallel angeordnetbefestigt werden. Die Sprossen wurden mit (7.a) und die Rollen (7.1a) markiert. Mit (1a) wurde U-Profil und mit (1b) wurde ein rechteckiges geschlossenes Profil gekennzeichnet, welches mittels eines Zusatzwerkstoffs an dem U-Profil befestigt wurde. Mit (20) wurde Schlauchtrommel und mit (21) wurde die Schlauchtrommelhalterung gekennzeichnet.
In 2a wird die rechte Seite der Druckluftreinigungsvorrichtung (100) mit der genauen Lage der Räder (3) auf Spaltschienen (7) und der Sprossen (7a) dargestellt. Mit (3a) wurden die integrierten Magnetstreifen markiert.
3 zeigt einen Ausschnitt aus der Multidüsenanordnung (1) mit dem U-Profil (1a), darauf befestigtem rechteckigen Profil (1b) und den dort ausgebildeten Druckluftaustrittsöffnungen (1.1). Mit (1.3) wurde die Strömungsrichtung der Druckluft gekennzeichnet, wobei sich die austretenden Druckluftstrahlen bei jeweils nachfolgenden Austrittsöffnungen verschneiden.
In 4 wurden im Schnitt zwei weitere Ausführungsbeispiele der Multidüsenanordnung (1) mit der genauen Lage der Druckluftaustrittsöffnungen (1.1) und (1.2) präsentiert. In wurde eine sich verjüngend ausgebildete Düse dargestellt. In weiteren Ausführungsvarianten können die Druckluftaustrittsöffnungen beispielsweise durch schräg ausgebildete außenstehenden Düsen ersetzt werden.
5 zeigt ein PV-Modul (50) mit der darauf fahrenden Druckluftreinigungsvorrichtung (100) und der Schlauchtrommel (20), die mit einem Luftverdichter verbunden ist.
In 6 wurde eine andere Ausführungsvariante der Druckluftreinigungsvorrichtung (101) mit gebogener Multidüsenanordnung (1.4) abgebildet, wobei die Krümmung sowohl nach innen oder auch nach außen weisen kann.
7 stellt eine Weiterbildung der Druckluftreinigungsvorrichtung (105) dar, welche zusätzlich über einen separaten Luftverdichter (12) mit integrierten Steuerungselektronik und an die Vorderräder befestigten elektrischen Antriebseinheit (6b) verfügt, der sich entlang der Schienen (7) bewegt. Die Steuerung der Anlage ermöglicht eine Reinigung in festgelegten Zeitabständen.
Die Druckluftreinigungsvorrichtung (105) kann auch senkrecht auf Führungsschienen an einer Glasfassade eines Gebäudes befestigt werden. In diesem Fall werden die Räder beidseitig der Führungsschienen montiert.
Bezugszeichenliste

1.: Multidüsenanordnung
1a.: U-Profil
1b.: Geschlossener Profil/Rohr
1.1.: Druckluftaustrittsöffnungen
1.2: Druckluftaustrittsöffnung
1.3: Druckluftströmungsrichtung
1.4: Gebogene Multidüsenanordnung
2.: Fahrgestell
3.: Rad
3a.: Magnetstreifen
4.: Antriebsachse
5.: Kegelradgetriebe
6.: Elektrische Antriebseinheit
6a.: Verbindungselement/Halterung für Motor
6b.: Elektrische Antriebseinheit
7.: Spaltschienen mit Sprossen
7a.: Sprossen
7.1: Schienen mit Rollen
7.1a: Rollen
7.2: Trägerelement
8.: Druckluftschlauch
8a.: Druckluftleitung
9.: Rohrverbindung
10.: Rohrverbindung
11.: Rohrhalterung
11a.: Halterung/Verbindung
12.: Luftverdichter mit Steuerungselektronik für die Anlage
13.: Einlassventil
20.: Schlauchtrommel
21.: Halterung
50. PV-: Modul
100.: Druckluftreinigungsvorrichtung
101.: Druckluftreinigungsvorrichtung
105.: Druckluftreinigungsvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8500918 [0003]
US 1728113 [0004]
DE 202014007315 [0005]

Claims

Automatische Druckluftreinigungsvorrichtung für ebene und gebogene Flächen damit gekennzeichnet, dass Verunreinigungen wie Sand, Feinstaub, andere Schmutzablagerungen sowie Schnee werden mittels von Bewegungsenergie der komprimierten Luft von ebenen und gebogenen Flächen entfernt.
Über ein Fahrwerk (2) mit Rädern (3), welche mittels einer Antriebsachse (4) sowie Kegelradgetriebe (5) und einer Antriebseinheit (6) verfügt, wobei
Die Antriebseinheit ein Elektromotor oder Druckluftturbine ist.
Die gesamte Multidüsenanordnung (1) wird beidseitig parallel zu der Modulfläche/Solaranlage auf gespalteten Längsschienen aus rostfreien Stahlblech (7) entlang der Gesamten Breite in Längsrichtung der Modulfläche/Solaranlage auf Rädern (3) fortbewegt.
Die Multidüsenanordnung (1) ist mit schräg zu deren Längsachse ausgebildeten Düsen ausgestattet.
Druckluft zu der Multidüsenanordnung (1) über einen Druckluftschlauch oder aus einem Druckluftbehälter zugeführt wird.
Automatische Druckluftreinigungsvorrichtung (105) über einen separaten Luftverdichter mit integrierten Druckluftbehälter verfügt (12) welcher sich unterhalb der Solaranlage entlang der Schienen (7) fortbewegt.