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Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für Solarmodule einer Photovoltaik- oder Solaranlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In Solarparks oder Photovoltaik-Freiflächenanlagen sind die Solarmodule üblicherweise in mehreren voneinander beanstandeten Reihen angeordnet. Um Ertragsverluste zu vermeiden, müssen die Solarmodule von Zeit zu Zeit gereinigt werden. Zur Reinigung der Solarmodule sind bereits an einem Fahrzeug montierbare Reinigungsvorrichtungen bekannt, die eine an einem Träger drehbar gelagerte und durch einen Antrieb um ihre Längsachse drehbaren Reinigungsbürste und eine Tragkonstruktion mit einem schwenkbaren Tragarm zur Positionierung und Halterung der Reinigungsbürste aufweisen. Eine derartige Reinigungsvorrichtung ist aus der
DE 20 2011 105 493 U1 bekannt. Sie wird üblicherweise eingesetzt, um Schmutz, Staub, Vogelkot, Blütenpollen, Sand oder andere Verunreinigungen von den Oberflächen der Solarmodule zu entfernen. Allerdings kann durch eine solche Reinigungsvorrichtung im Winter auch der Schnee von den Solarmodulen entfernt werden. Dabei ergibt sich allerdings das Problem, dass sich der von den Solarmodulen entfernte Schnee in den als Fahrspuren für die Reinigung dienenden Zwischenräumen zwischen den Solarmodulreihen ansammelt und dort zu Behinderungen führen kann.
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Aus der
CN 105107772 A ist eine gattungsgemäße Reinigungsvorrichtung für Solarmodule einer Photovoltaik- oder Solaranlage mit einer Reinigungseinheit bekannt, die ein über eine Trag- oder Positioniereinrichtung an einem Fahrzeug montierbares Reinigungsaggregat zur Beseitigung von Ablagerungen auf den Solarmodulen enthält. An dem Fahrzeug ist außerdem ein Räumschild angebracht.
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In der
WO 2020/113105 A1 ist ebenfalls eine Solar-Reinigungsvorrichtung mit einem oder mehreren an einem Fahrzeug über jeweils einen Tragarm verstellbar angeordneten Reinigungsaggregaten offenbart.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine problemlose Beseitigung des Schnees ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Reinigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung weist ein über eine Trag- und Positioniereinrichtung an einem Fahrzeug montierbares Reinigungsaggregat zur Beseitigung von Ablagerungen auf den Solarmodulen auf. Über die Trag- und Positioniereinrichtung kann das Reinigungsaggregat über den Solarmodulen zur Beseitigung der Ablagerungen während einer Vorbeifahrt positioniert werden. Während der Wintermonate können durch das Reinigungsaggregat von den Solarmodulen auch Schnee-Ablagerungen entfernt werden, die ansonsten zu Ertragsminderungen führen. Der Reinigungseinheit ist eine als Schneefräse mit einer quer zur Fahrtrichtung drehbar angeordneten und rotatorisch angetriebenen Frästrommel ausgebildete Schneeräumeinrichtung zum Abtransport der durch das Reinigungsaggregat von den Solarmodulen entfernten Schnee-Ablagerungen zugeordnet. Durch die Schneeräumeinrichtung kann der von dem Reinigungsaggregat auf den Boden beförderte Schnee aufgenommen und zur Seite abtransportiert werden. Dadurch kann verhindert werden, dass sich der von den Solarmodulen entfernte Schnee in dem Zwischenraum zwischen den Solarmodulreihen sammelt und beim Überfahren verdichtet wird. Der sich dadurch auftürmende Schnee kann zu Behinderungen bei darauffolgenden Durchfahrten führen. Durch die zusätzliche Schneeräumeinrichtung kann der zwischen den Solarmodulreihen befindliche und als Fahrspur dienende Zwischenraum vom Schnee befreit und freigehalten werden.
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Zweckmäßigerweise ist die Schneeräumeinrichtung mit der Trag- und Positioniereinrichtung der Reinigungseinheit verbunden und kann somit zusammen mit dieser an der Front eines Fahrzeugs montiert werden. Die Trag- und Positioniereinrichtung kann aber auch als getrennte oder abnehmbare Einheit ausgeführt sein, so dass die Reinigungseinheit auch ohne Schneeräumeinrichtung getrennt an dem Fahrzeug angekoppelt werden kann, um auch im Sommer eine Reinigung durchführen zu können.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausführung kann die Trag- und Positioniereinrichtung der Reinigungseinheit auf einem Gehäuse der Schneeräumeinrichtung montiert sein.
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Vorzugsweise weist die Schneeräumeinrichtung einen Auswurfkanal mit mindestens einer seitlichen Auswurföffnung für den seitlichen Abtransport des Schnees auf. Dadurch kann der von den Solarmodulen einer Solarmodulreihe abgenommene Schnee unter die Solarmodule der daneben angeordneten Solarmodulreihe geschleudert werden. Die zwischen den Solarmodulreihen angeordnete Fahrspur bleibt somit weitestgehend schneefrei und kann somit ungehindert für einen weiteren Reinigungsvorgang genutzt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weise kann der Auswurfkanal der Schneeräumeinrichtung zwei gegenüberliegende seitliche Auswurföffnungen enthalten. Durch geeignete Auswahl der Auswurföffnung kann so die Auswurfrichtung von der rechten zur linken Seite umgestellt werden. Werden z.B. die Solarmodule einer in Fahrrichtung gesehen rechten Solarmodulreihe vom Schnee befreit, kann so der Schnee über die linke Auswurföffnung unter die Solarmodule der linken Solarmodulreihe geschleudert werden. Werden dagegen die Solarmodule einer in Fahrrichtung gesehen linken Solarmodulreihe vom Schnee gereinigt, kann die rechte Auswurföffnung gewählt und somit der Schnee über die rechte Auswurföffnung unter die Solarmodule der rechten Solarmodulreihe geschleudert werden.
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Die Schneeräumeinrichtung weist zweckmäßigerweise eine Umschalteinrichtung für die Auswahl der Auswurföffnungen und die Führung des Schnees zu einer der beiden gegenüberliegenden seitlichen Auswurföffnungen auf. Die Umschalteinrichtung kann durch Leit- oder Führungsbleche gebildet sein.
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An dem Reinigungsaggregat kann außerdem eine z.B. durch Schneeleitbleche gebildete Schneeleiteinrichtung zur Ableitung und Führung des Schnees angeordnet sein. Durch diese kann die Abführung der Schnee-Ablagerungen verbessert werden.
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Das Reinigungsaggregat ist vorzugsweise als Bürstenaggregat mit einer an einem Träger drehbar gelagerten und mittels eines Antriebsmotors drehbaren Reinigungsbürste ausgebildet. Auch andere Reinigungsaggregate sind möglich.
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Die Trag- und Positioniereinrichtung kann eine mittels eines Antriebs um eine Vertikalachse drehbare Tragsäule und einen an der Tragsäule schwenkbar angelenkten Tragarm mit einem um eine horizontale Achse schwenkbaren ersten Armteil und einem mit diesem über eine Gelenkanordnung gelenkig verbundenen zweiten Armteil enthalten. Das Reinigungsaggregat kann an dem vorderen Ende des zweiten Armteils gelenkig angeordnet sein.
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An der Trag- und Positioniereinrichtung kann vorzugsweise eine Lastausgleichseinrichtung zur Regulierung des von dem Reinigungsaggregat auf das Solarmodul ausgeübten Drucks angeordnet sein. Durch die Lastausgleichseinrichtung kann der Anpressdruck nicht nur auf einen gewünschten Wert eingestellt, sondern auch beibehalten werden kann, wenn ein die Reinigungsvorrichtung transportierendes Fahrzeug während der Reinigung über Bodenunebenheiten fährt.
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Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
- 1 eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Solarmoduls einer Photovoltaikanlage in einer Perspektive;
- 2 die Reinigungsvorrichtung von 1 in einer Vorderansicht;
- 3 die Reinigungsvorrichtung von 1 in einer Seitenansicht;
- 4 eine vergrößerte Darstellung des Details A von 3;
- 5 die in 1 gezeigte Reinigungsvorrichtung in einer ersten Reinigungsstellung und
- 6 die in 1 gezeigte Reinigungsvorrichtung in einer zweiten Reinigungsstellung.
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In 1 ist eine zur Entfernung von Schnee auf Solarmodulen einer Photovoltaik- oder Solaranlage konzipierte Reinigungsvorrichtung zur Montage an einem Traktor, Bagger, Teleskoplader oder einem anderen geeigneten Fahrzeug 2 gezeigt. Die Reinigungsvorrichtung weist eine Reinigungseinheit 1 mit einem über eine Trag- und Positioniereinrichtung 3 an dem Fahrzeug 2 montierbaren Reinigungsaggregat 4 zur Entfernung des Schnees von einem Solarmodul 5 und eine Schneeräumeinrichtung 6 zum Abtransport des von dem Reinigungsaggregat 4 auf den Boden beförderten Schnees auf. Über die Trag- und Positioniereinrichtung 3 ist das hier als Bürstenaggregat ausgebildete Reinigungsaggregat 4 über der zu reinigenden Oberfläche des Solurmoduls 5 positionierbar. Das Solarmodul 5 ist in an sich bekannter Weise auf einem Traggestell 7 angeordnet. In Solarparks sind üblicherweise mehrere voneinander beabstandete Solarmodulreihen mit mehreren, auf einem Traggestell 7 nebeneinander angeordneten und elektrisch miteinander verbundenen Solarmodulen 5 vorgesehen. Die Traggestelle 7 können derart ausgeführt sein, dass die Neigung der Solarmodule 5 verändert werden kann. Die Neigung des Solarmodule 5 kann so an den Sonnenstand angepasst oder zur Durchführung einer Reinigung verändert werden.
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Die Trag- und Positioniereinrichtung 3 zur Halterung und exakten Positionierung des Reinigungsaggregats 4 weist eine mittels eines Antriebs 8 um eine Vertikalachse drehbare Tragsäule 9 und einen an der Tragsäule 9 schwenkbar angelenkten Tragarm mit einem um eine horizontale Achse schwenkbaren ersten Armteil 10 und einem mit diesem über eine Gelenkanordnung 11 gelenkig verbundenen zweiten Armteil 12 auf. Das Reinigungsaggregat 4 ist am vorderen Ende des zweiten Armteils 12 befestigt. Durch einen Stellantrieb, der hier aus einem zwischen der Gelenkanordnung 11 und dem zweiten Armteil 12 angeordneten Stellzylinder 13 besteht, kann der zweite Armteil 12 mit dem daran befestigten Reinigungsaggregat 4 zwischen einer eingeklappten Transportstellung und einer ausgeklappten Reinigungsstellung geschwenkt werden.
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Wie aus 2 hervorgeht, ist der erste Armteil 10 des Tragarms an einem oberen Anschlussteil 14 der Tragsäule 9 um eine Querachse 15 schwenkbar angelenkt. Der erste Armteil 10 des Tragarms wird über einen zwischen einem unteren Anschlussteil 16 am unteren Ende der Tragsäule 9 und dem ersten Armteil 9 angeordneten Aushubzylinder 17 abgestützt. An der Trag- und Positioniereinrichtung 3 ist ferner eine Lastausgleichseinrichtung angeordnet, durch welche der von dem Reinigungsaggregat 4 auf die zu reinigende Oberfläche ausgeübte Druck nicht nur auf einen gewünschten Wert eingestellt, sondern auch beibehalten werden kann, wenn ein die Reinigungsvorrichtung transportierendes Fahrzeug während der Reinigung über Bodenunebenheiten fährt. Der das Reinigungsaggregat 4 haltende Tragarm reguliert sich über die Lastausgleichseinrichtung automatisch nach, so dass ein Niveauausgleich erfolgen und der Auflagedruck oder Anpressdruck des Reinigungsaggregats 4 unabhängig von evtl. auftretenden Bodenunebenheiten konstant gehalten werden kann. Dadurch können Beschädigungen an den zu reinigenden Flächen vermieden werden.
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Die Lastausgleichseinrichtung wird durch einen zwischen dem ersten Armteil 10 und dem unteren Anschlussteil 16 angeordneten Niveauzylinder 18 und einen zugehörigen Druckspeicher 19 gebildet. Der Druckspeicher 19 ist als Druckbehälter ausgeführt, der teilweise mit Hydraulikflüssigkeit und teilweise mit Luft oder einem anderen gasförmigen Medium beaufschlagt wird. Mittels einer Handpumpe kann der Anpressdruck eingestellt werden. Durch die Verbindung des Druckspeichers 19 mit dem Niveauzylinder 18 kann ein Lastausgleich erfolgen und eine Niveauregulierung durchgeführt werden. Die Verstellung des Tragarms mit Lastausgleich kann aber auch durch entsprechende hydraulische Ansteuerung eines einzelnen Stellzylinders erfolgen. So kann z.B. der Steuerdruck während des Reinigungsvorgangs durch einen Drucksensor überwacht und geregelt werden. Wenn das Fahrzeug z.B. über Bodenunebenheiten fährt und sich dadurch der Steuerdruck verändert, kann eine Nachregelung erfolgen, so dass der vom Reinigungsaggregat 4 auf die zu reinigende Fläche ausgeübte Auflage- oder Anpressdruck konstant gehalten werden kann.
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Das Reinigungsaggregat 4 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel als Bürstenaggregat mit einer an einem langen Träger 20 drehbar gelagerten und mittels eines Antriebsmotors 21 drehbaren Reinigungsbürste 22 ausgebildet. Durch die um ihre Längsachse drehbare Reinigungsbürste 22 kann ein sich auf dem Solarmodul 3 befindlicher Schnee von dem Solarmodul 3 abgekehrt und nach unten zum Boden transportiert werden. Die Reinigungsbürste 22 ist an dem in 3 erkennbaren Träger 20 derart gelagert, dass die Längsachse der Reinigungsbürste 22 parallel zur Längsachse des Trägers 20 verläuft. An dem Träger 20 ist eine bei der gezeigten Ausführung durch Schneeleitbleche gebildete Schneeleiteinrichtung 23 zur Führung des Schnees montiert. Durch diese kann der Schnee zu der Reinigungsbürste 22 geleitet und damit die Abführung der Schnee-Ablagerungen verbessert werden.
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Die in der Höhe verstellbar an der Front des Fahrzeugs 2 montierbare Schneeräumeinrichtung 6 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel als Schneefräse mit einer innerhalb eines Gehäuses 24 quer zur Fahrtrichtung drehbar angeordneten und rotatorisch angetriebenen Frästrommel 25 ausgeführt. Die zwischen zwei Seitenteilen 26 des Gehäuses 24 drehbar angeordnete Frästrommel 25 weist wendelförmige Rippen 27 zur Abnahme des Schnees vom Boden und zum Transport des Schnees zu einer in 2 erkennbaren zentralen Öffnung 28 auf. Die Frästrommel 25 ist zur Hälfte rechts- und linksgängig gewendelt, so dass der Schnee durch entsprechende Drehung der Frästrommel 25 von beiden Seiten zur zentralen Öffnung 28 transportiert werden kann. Durch eine innerhalb des Gehäuses 24 im Bereich der Öffnung angeordnetes - hier nicht erkennbares - Schleuderrad, das sich um eine zur Drehachse der Frästrommel 25 rechtwinklige Drehachse dreht, kann der Schnee über einen Auswurfkanal 29 zur Seite ausgeschleudert werden. Der Antrieb der Frästrommel 25 und des nicht gezeigten Schleuderrads kann durch das Fahrzeug 2 über eine Zapfwelle erfolgen.
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Das Gehäuse 24 der gezeigten Schneeräumeinrichtung 6 weist einen Auswurfkanal 29 mit zwei zur Seite hin offenen gegenüberliegenden Auswurföffnungen 30 auf. Innerhalb des Auswurfkanals 29 ist eine z.B. durch Leit- oder Führungsbleche gebildete Umschalteinrichtung 31 für die Auswahl der Auswurföffnungen 30 und Führung des Schnees zu einer der beiden gegenüberliegenden Auswurföffnungen 30 vorgesehen. Es kann sich hier z.B. um ein umschaltbares Leitblech oder dgl. handeln, durch das der Schnee entweder zu der einen oder der gegenüberliegenden anderen Auswurföffnung 30 geleitet werden kann.
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Die beiden seitlichen Auswurföffnungen 30 sind derart ausgerichtet, dass der durch die Frästrommel 25 vom Boden entfernte und über das Schleuderrad zum Auswurfkanal 29 weitertransportierte Schnee seitlich ausgeworfen und unter die Solarpaneele einer daneben angeordneten Solarmodulreihe geschleudert werden kann, wie dies in den 5 und 6 gezeigt ist. Dadurch kann die zwischen den Solarmodulreihen befindliche Fahrspur vom Schnee befreit und freigehalten werden. Durch entsprechende Umstellung der Umschalteinrichtung 31 kann die Auswurfrichtung von der rechten zur linken Seite umgestellt werden. Werden z.B. gemäß 5 die Solarmodule 5 einer in Fahrrichtung gesehen rechten Solarmodulreihe vom Schnee befreit, kann der Schnee über die linke Auswurföffnung 30 unter die Solarmodule 5 der linken Solarmodulreihe geschleudert werden. Werden dagegen gemäß 6 die Solarmodule 5 einer in Fahrrichtung gesehen linken Solarmodulreihe vom Schnee gereinigt, kann durch entsprechende Umstellung der Umschalteinrichtung 31 die rechte Auswurföffnung 30 gewählt und somit der Schnee über die rechte Auswurföffnung 30 unter die Solarmodule 5 der rechten Solarmodulreihe geschleudert werden.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, kann das Reinigungsaggregat 4 durch entsprechende Drehung der Tragsäule 8 und Schrägstellung des Tragarms der Trag- und Positioniereinrichtung 3 in Fahrrichtung gesehen so vor der Schneeräumeinrichtung 6 positioniert werden, dass der durch das Reinigungsaggregat 4 von dem Solarmodul 5 entfernte Schnee vor die Schneeräumeinrichtung 6 fällt und durch diese zur Seite weggeblasen werden kann.
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In den 3 und 4 ist erkennbar, dass die Trag- und Positioniereinrichtung 3 beim gezeigten Ausführungsbeispiel zusammen mit dem Druckspeicher 19 und einem Ventilblock 32 zur Positionierung und Steuerung des Reinigungsaggregats 4 auf dem Gehäuse 24 der Schneeräumeinrichtung 6 befestigt ist und mit diesem zusammen in der Höhe verstellbar an dem Fahrzeug 2 montiert ist. Die Trag- und Positioniereinrichtung 3 kann aber auch ohne Schneeräumeinrichtung 6 getrennt an dem Fahrzeug angekoppelt werden, so dass auch eine Reinigung im Sommer erfolgen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reinigungsvorrichtung
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Trag- und Positioniereinrichtung
- 4
- Reinigungsaggregat
- 5
- Solarmodul
- 6
- Schneeräumeinrichtung
- 7
- Traggestell
- 8
- Antrieb
- 9
- Tragsäule
- 10
- Erster Armteil
- 11
- Gelenkanordnung
- 12
- Zweiter Armteil
- 13
- Stellzylinder
- 14
- Oberes Anschlussteil
- 15
- Querachse
- 16
- Unteres Anschlussteil
- 17
- Aushubzylinder
- 18
- Niveauzylinder
- 19
- Druckspeicher
- 20
- Träger
- 21
- Antriebsmotor
- 22
- Reinigungsbürste
- 23
- Leiteinrichtung
- 24
- Gehäuse
- 25
- Frästrommel
- 26
- Seitenteil
- 27
- Rippen
- 28
- Öffnung
- 29
- Auswurfkanal
- 30
- Auswurföffnung
- 31
- Umschalteinrichtung
- 32
- Ventilblock
