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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kehranlage zum Abkehren und/oder
Reinigung von Solarmodulen von Solaranlagen, umfassend mindestens ein
bewegbares Kehrelement und eine Vorrichtung zum Bewegen des Kehrelements.
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Der
Wirkungsgrad von Solaranlagen wird häufig dadurch reduziert, dass
Feststoffe auf die Solarmodule der Solaranlagen gelangen und dadurch weniger
bis überhaupt
kein Sonnenlicht auf die Solarzellen der Solarmodule gelangt. In
den Wintermonaten stellt Schnee, welcher sich auf den Solarmodulen sammelt,
das Hauptproblem dar, da Schnee die Solarmodule häufig komplett
vom Sonnenlicht abschotten und somit keine Wassererwärmung bzw.
Stromerzeugung durch die Solaranlage möglich ist. Dies ist besonders
bei den Photovoltaik-Anlagen ein Nachteil, weil bei tieferen Temperaturen
der Wirkungsgrad der Module (Silizium) sehr hoch ist.
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Im
Frühjahr
und im Sommer herrscht zum Teil starker Pollenflug, wobei sich die
Pollen auf den Solarmodulen der Solaranlagen niederschlagen und den
Lichtdurchtritt zu den Solarzellen stark behindern. In Spätsommer-
und Herbstmonaten stellt der Laubfall ebenfalls ein Problem dar,
da die Blätter, welche
sich an den Solarmodulen ansammeln, das Licht ebenfalls von den
Solarzellen der Solarmodule abhalten. Schmutzpartikel aufgrund von
Umwelteinflüssen
sind das ganze Jahr über
in der Luft vorhanden und lagern sich ebenfalls auf den Modulen
ab.
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In
der bisherigen Praxis werden die oben genannten Feststoffe, die
sich auf den Solarmodulen niederschlagen, per Hand beispielsweise
mit Handbesen von den Solarmodulen gekehrt bzw. mit Hilfe von Wasserschläuchen abgespült. Dies
birgt verschiedene Nachteile, wie beispielsweise eine erhöhte Unfallgefahr
beim Besteigen von Hausdächern zum
Abkehren von Schnee oder eine Gefahr der Beschädigung der Module.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Kehranlage zum Abkehren und/oder Reinigen
von Solarmodulen von Solaranlagen umfassend mindestens ein bewegbares
Kehrelement und eine Vorrichtung zum Bewegen des Kehrelements gelöst.
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Vorzugsweise
ist das Kehrelement in mindestens zwei, vorzugsweise zwei, entgegengesetzte Richtungen
bewegbar.
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Vorzugsweise
weist die erfindungsgemäße Kehranlage
mindestens eine Vorrichtung zum Befestigen an einem festen Untergrund,
insbesondere an einem mit Solarmodulen bestückten Untergrund, vorzugsweise
einem Dach, auf. Dadurch kann die erfindungsgemäße Kehranlage dauerhaft an
beispielsweise einem mit Solarmodulen bestückten Dach angebracht werden.
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Mit
Vorteil ist das Kehrelement länglich
ausgebildet, vorzugsweise ein länglicher
Besen. Dieser Besen kann beispielsweise PVC-Haare oder tierische
Haare, wie beispielsweise Rosshaare, aufweisen. Das Kehrelement
kann auch eine Gummilippe aufweisen. Mit dieser Gummilippe kann
beispielsweise Waschwasser von den Solarmodulen abgezogen werden.
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Statt
Besenhaaren kann das Kehrelement auch einen massiven Gummi aufweisen.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kehranlage
ist die Vorrichtung zum Bewegen des Kehrelements motorbetrieben.
Vorzugsweise ist der Motor ein Rohrmotor, welcher in einem Metallrohr
eingebracht ist.
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Mit
Vorteil weist die Vorrichtung zum Bewegen des Kehrelements ein Gegenzugsystem
auf und ist mit dem Kehrelement vorzugsweise durch mindestens ein
Seil, vorzugsweise ein Stahlseil, verbunden.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kehranlage
wird die Kehranlage automatisch über
eine Sensorik gesteuert. Dies hat den großen Vorteil, dass vom Anlagenbetreiber
nicht mehr kontrolliert werden muss, ob sich bestimmte Feststoffe
auf den Solarmodulen angesammelt haben. Fängt es beispielsweise im Winter an
zu schneien, so wird der auftreffende Schnee von der Sensorik registriert
und die Kehranlage beginnt automatisch mit dem Betrieb.
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Mit
Vorteil weist die Kehranlage einen Schneesensor auf. Die Kehranlage
kann auch einen Regensensor und einen Temperaturfühler aufweisen. Auch
durch diese Anordnung kann Schneeablagerung registriert werden,
indem der auftreffende Schnee an einer bestimmten Stelle, welche
erwärmt ist,
zum Schmelzen gebracht wird und an dieser Stelle das geschmolzene
Wasser durch einen Regensensor erkannt wird. Durch den Temperaturfühler kann
gemessen werden, ob sich die Außentemperatur
oberhalb oder unterhalb des Gefrierpunkts bewegt. Bei Temperaturen
von ca. 0 Grad oder weniger wird die Kehranlage automatisch in Betrieb
gesetzt.
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Die
Sensorik kann auch ein Lichtsensor sein, welche die, auf die Module
auftreffende Lichtmenge registriert.
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Mit
Vorteil weist die Kehranlage eine Vorrichtung zum Aufbringen von
Wasser oder Reinigungslösung
auf. Diese Vorrichtung zum Aufbringen von Wasser oder Reinigungslösung kann
einen Tank zum Speichern von Wasser oder Reinigungslösung und eine
Leitung für
das Wasser oder die Reinigungslösung
aufweisen. Der Vorteil einer solchen Vorrichtung ist, dass beispielsweise
Verschmutzungen wie Blütenstaub
noch einfacher entfernt werden können, indem
zunächst
Wasser oder Reinigungslösung
auf die Solarmodule gespritzt wird und anschließend das Wasser bzw. die Reinigungslösung zusammen
mit den Verschmutzungen weg gekehrt bzw. gezogen werden.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Solaranlage, welche dadurch gekennzeichnet
ist, dass sie eine erfindungsgemäße Kehranlage
aufweist.
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
in Verbindung mit den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Hierbei
können
die jeweiligen Merkmale für
sich allein oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht
sein.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 Eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kehranlage;
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2 Einen
Querschnitt durch die Kehranlage nach 1 (Schnitt
A → A);
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3 Eine
Draufsicht auf die Kehranlage nach 1.
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kehranlage 100.
Die Kehranlage 100 ist an einem Dach befestigt. In dieser
Zeichnung sind Dachplatten 1, Dachlatten 2 sowie
Dachbalken 3 des Daches dargestellt. An den Dachbalken 3 sind Schienenbefestigungen 4 mit
Aufnahmeschienen 5 der Photovoltaikmodule 6 angebracht.
Die Kehranlage 100 wird auf den Befestigungsschienen 5 montiert.
Die Abstandhalter 7 bewirken einen gewissen Abstand zwischen
der Kehranlage 100 und den Photovoltaikmodulen 6.
Die Abstandhalter 7 bestehen aus Aluminiumguß.
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Die
Kehranlage 100 weist eine Vorrichtung 101 zum
Bewegen eines Kehrelements 25 auf. Im oberen Bereich der
Kehranlage 100 weist die Vorrichtung 101 eine
Gegenzugmechanik 102 auf (hier nicht gut zu sehen). In
diesem Bereich weist die Kehranlage 100 eine Blende 12 zur
Abdeckung der Gegenzugmechanik 102 auf, um diese vor Umwelteinflüssen, wie
beispielsweise Wasser, zu schützen.
Die Gegenzugmechanik 102 besteht im Wesentlichen aus einer
verzinkten Stahlwelle 14 mit eingebautem Rohrmotor 21 inklusive
Motorkonsole 18 und einer Aluwelle 13 mit integrierter
Federmechanik. Die Stahlwelle 14 weist einen Außendurchmesser
von 63mm und eine Wandstärke
von 1,5mm auf. Die Aluwelle weist einen Durchmesser von 120mm und
eine Wandstärke
von 3mm auf.
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An
der Stahlwelle 14 sind zwei Stück Gurtscheiben 16 angebracht.
Diese Gurtscheiben dienen jeweils als Aufnahme für ein Gurtband 17.
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Die
Kehranlage 100 weist des weiteren ein Kehrelement 25 in
Form eines Alurohrs 10 mit daran Befestigter Besenborte 19 auf.
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In
der Zeichnung ist die Bewegung des Kehrelements 25 in drei
Stationen dargestellt. In der ersten Stellung (rechts) trifft die
Besenborte gerade auf ein Photovoltaikmodul 6. Dabei ragt
die Besenborte 19 etwas über den oberen Rand des Photovoltaikmoduls 6 hinab.
Im zweiten Kehrstadium (Mitte) befindet sich die Besenborte auf
einem Photovoltaikmodul 6. Im dritten Kehrstadium (links)
hat die Besenborte das abgekehrte Photovoltaikmodul 6 verlassen.
Anschließend
setzt sich das Kehrelement 25 wieder in die entgegengesetzte
Richtung in Bewegung, bis ein Kehrzyklus abgeschlossen ist.
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Das
Gurtband 17 ist an der Gurtscheibe 16 befestigt
und in der Führungsschiene 9 in
der kompletten Länge
bis zum unteren Ende geführt.
Am unteren Ende wird es an einer Endkappe 8 mit Hilfe einer
Umlenkrolle 11 wieder bis zum Gleitschlitten 23 der
Kehrelementbefestigung zurück
geführt
und ist dort befestigt. Eine ähnliche
Rolle 11a befindet sich auch im Bereich der Gegenzugmechanik.
Befindet sich das Rohr 10 ganz oben (rechts, im Bereich
der Gegenzugmechanik), ist das Gurtband 17 komplett auf
der Gurtscheibe 16 aufgewickelt. Auf der Aluwelle 13 ist
ein Stahlseil 20 befestigt und aufgerollt, wobei ein Ende
des Stahlseils 20 am Rohr 10 befestigt ist. Bei
beginnender Drehbewegung des Rohrmotors 21 setzt sich das
Rohr 10 mit der Besenborte 19 (Kehrelement 24)
in Richtung „Bewegungsrichtung" in Bewegung. Gleichzeitig
wird die Welle 13 in Drehbewegung versetzt, wobei somit
immer eine Gegenkraft zur Bewegungsrichtung vorhanden ist. Dies
ermöglicht
einen extrem ruhigen Lauf und es wäre möglich, die Anlage 100 im
extremsten Fall waagerecht zu installieren, da die Funktion eine
rein mechanische Bewegung darstellt und somit die Schwerkraft vernachlässigt werden
kann.
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Im
Bereich der Gegenzugmechanik 102 weist die erfindungsgemäße Anlage 100 eine
Steckerkupplung 15 mit Steckerschutzrohr aus Aluminium
auf. Die Endkappe 8 besteht aus Aluminiumguss. Die Umlenkrolle 11 besteht
aus Kunststoff. Die Gurtscheibe zur Gurtbandaufnahme 16 besteht
ebenfalls aus Kunststoff. Die Besenborte besteht in diesem Ausführungsbeispiel
ebenfalls aus Kunststoff.
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2 zeigt
einen Querschnitt durch die Kehranlage 100 (Schnitt entlang
der Linie A → A). Gleiche
Bezugszeichen wie in 1 kennzeichnen gleiche Elemente
wie in 1. Gut zu erkennen ist in dieser Zeichnung der
Gleitschlitten 23 der Kehrelementbefestigung. Der Gleitschlitten 23 weist
zwei Kugellager auf. Die Besenborte 19 kehrt über das
Photovoltaikmodul 6. Der Abstandhalter 7 gewährt den richtigen
Abstand zwischen dem Rohr 10 und dem Photovoltaikmodul 6.
Die nicht über
das Photovoltaikanlage 6 streichenden Haare der Besenborte 19 ragen etwas über den
oberen Rand des Photovoltaikmoduls 6 hinaus. Dadurch werden
diejenigen Borsten der Besenborte 19, welche über das
Photovoltaikmodul 6 streichen, stärker an dieses angedrückt und
es entsteht ein höherer
Kehrdruck.
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3 zeigt
eine Draufsicht auf die Kehranlage nach 1. Auch
hier entsprechen gleiche Bezugszeichen gleichen Elementen. Bei der
Montage der Anlage 100 wird die Aluwelle 13 gegen
die Federkraft gespannt und es entsteht eine Zugkraft gegen die
eigentliche Bewegungsrichtung des Kehrelements 24. In dieser
Darstellung ist der Verlauf der Stahlseile 20 gut zu erkennen.
Diese sind auf der Aluwelle 13 befestigt und aufgerollt.
Jeweils ein Ende ist an dem Rohr 10, welches der Aufnahme
der Besenborte 19 dient, befestigt. Bei beginnender Drehbewegung
des Rohrmotors 21 setzt sich das Kehrelement 25 in
Richtung „Bewegungsrichtung" in Bewegung. Es
wird gleichzeitig die Welle 13 in Drehbewegung versetzt.
Somit ist immer eine Gegenkraft zur Bewegungsrichtung vorhanden.
Dies ermöglicht
einen extrem ruhigen Lauf der Anlage.
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Die
Ansteuerung des Rohrmotors erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel
in Abhängigkeit
eines Schneesensors 24 und eines Temperaturfühlers. Dieser
Schneesensor 24 ist direkt auf einem Photovoltaikmodul 6 angeordnet
und wird bei jedem Kehrzyklus abgekehrt. Dies wird durch den seitlichen Überstand
des Kehrelements 25 (wie in 2 gezeigt)
gewährleistet.