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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen einer Moduloberfläche der Module einer Fotovoltaikanlage, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zum Reinigen einer Solaranlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 24.
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Zur Erzeugung von Strom werden Fotovoltaikanlagen mit Solarmodulen eingesetzt, die zum Beispiel aus einer Glasscheibe mit darunter angebrachter Siliziumschicht bestehen, wobei das Silizium das eintreffende Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandelt. Es versteht sich, dass der Stromertrag um so höher ist, je mehr Sonnenlicht das Silizium erreicht. Analoges gilt auch beispielsweise für sogenannte Dünnschichtmodule. Aus diesem Grunde werden große Fotovoltaikanlagen gerne an sonnenreichen Standorten aufgestellt, wie zum Beispiel in der Wüste Afrikas. Dort wird häufig Wüstensand auf die Solarmodule geweht, was den Lichteintrag verringert. Auch kann es vorkommen, dass sich der auf den Modulen befindliche Sand mit dem Morgentau verbindet und so eine feste Konsistenz annimmt, so dass der Sand nicht mehr vom Wind weggeweht werden kann und den Lichteintritt dauerhaft verhindert.
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Zum Reinigen der Solarmodule ist aus der
DE 100 28 093 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Moduloberfläche über eine Wassersprühanlage gereinigt wird, wobei so viel Wasser auf die Moduloberfläche gesprüht wird, das der Schmutz weggeschwemmt wird. Dabei wird das verwendete Wasser über eine an der Unterseite der Solaranlage vorgesehene Wasserauffangrinne gesammelt und zumindest teilweise wiederverwendet, um den Wasserverbrauch zu reduzieren. Weil in der Wüste nicht genügend Wasser zur Verfügung steht, kann ein solches Verfahren dort nicht wirtschaftlich betrieben werden. Auch ist es mit einer solchen Sprühvorrichtung nicht möglich, hartnäckigen Schmutz zu entfernen.
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Bei großen Solaranlagen werden die Solarmodule nicht auf Dächern, sondern auf Ständerkonstruktionen auf dem Boden errichtet. Hier wäre es zwar denkbar, die Reinigung manuell vorzunehmen, dies ist jedoch nicht wirtschaftlich darstellbar. Auch eine Sprühvorrichtung, wie sie aus der
DE 100 28 093 A1 bekannt ist, wäre sehr teuer in der Anschaffung, da eine große Anzahl von Sprüheinheiten installiert werden müsste und sehr teuer im Betrieb, da der Wasserverbrauch nicht unerheblich ist. Bei solchen bodenstehenden Solaranlagen haben sich mobile Reinigungsanlagen bewährt, wie sie beispielsweise von der Firma Inter Clean Sol GmbH (siehe www.intercleansol.com) eingesetzt werden.
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Bei mobilen Reinigungsanlagen ist an einem Fahrzeug eine bewegliche Tragvorrichtung angebracht, die eine rotierbare Textilwalze hält. An der Tragvorrichtung sind eine Anzahl von Sprühdüsen verteilt, die über einen auf dem Fahrzeug befindlichen Wassertank gespeist werden. Mittels dieser Sprühdüsen wird die Textilwalze permanent mit Wasser besprüht.
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Diese mit Wasser besprühte Textilwalze wird so auf die Moduloberfläche aufgesetzt, dass die an ihr befindlichen Textilien beim Rotieren der Textilwalze über die Moduloberfläche streichen und diese reinigen. Dabei löst die Textilwalze den Schmutz und das Wasser spült den Schmutz weg.
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Auch diese Art der Reinigung der Moduloberfläche ist nicht wirtschaftlich darstellbar, da der Wasserverbrauch erheblich ist. Selbst wenn man das Schmutzwasser sammeln und wiederverwenden würde, wäre zumindest bei Wüstenstandorten diese Art der Reinigung nicht wirtschaftlich, da das benötige Wasser nicht in ausreichender Menge zur Verfügung steht und da zu viel Wasser verdunsten würde.
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Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Oberfläche, insbesondere die Moduloberfläche, nur mit einer sehr geringen Menge Wassers reinigt werden kann und bei der das Verdunsten des Wasser auf ein Minimum reduziert wird, wobei die Reinigung die Oberfläche nicht beschädigen darf.
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Als erste technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Eine nach dieser technischen Lehre ausgebildete Vorrichtung hat den Vorteil, dass die der Textilwalze nachgeschaltete Schmutzwasserabsaugung das auf die Moduloberfläche und die Textilwalze verteilte Wasser wieder abgesaugt wird, um es einer Wiederverwendung zuzuführen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird durch die Sprühdüsen Wasserdampf auf die Moduloberfläche gegeben. Der Einsatz von Wasserdampf gegenüber Wasser hat den Vorteil, dass der Wasserdampf sich gleichmäßiger über die Fläche verteilt und diese benetzt. Hierzu wird sehr viel weniger Wasser benötigt, als wenn die Benetzung der Oberfläche direkt mit Wasser erfolgt.
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Beim Auftreffen des Wasserdampfes auf die Moduloberfläche kondensiert das Wasser aus und löst dabei den Sand oder andere Schmutzpartikel. Dieses Gemisch aus gelöstem Schmutz und Wasser wird dann von der Textilwalze erfasst und abtransportiert.
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Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Wasserdampf über die Sprühdüsen mit einem vergleichsweise geringen Überdruck von 0,3 Bar bis 0,9 Bar, vorzugsweise 0,6 Bar auf die Moduloberfläche zu sprühen. Bei diesem niedrigen Druck wird der Sand bzw. der Schmutz lediglich von dem Wasserdampf benetzt, nicht aber weggespült, denn beim Wegspülen droht eine Beschädigung der gläsernen Moduloberfläche (Sandstrahleffekt).
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In noch einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Nassreinigungseinheit eine Abdeckung, innerhalb der die Textilwalze untergebracht ist. Diese Abdeckung reicht bis fast an die Moduloberfläche heran, ohne diese jedoch zu berühren. Die Schmutzabsaugung reicht ebenfalls in das innere der Abdeckung herein. Eine solche Abdeckung hat den Vorteil, dass hierdurch der vorhandene Wasserdampf und/oder das durch die Textilwalze aufgewirbelte Wasser aufgefangen wird, sodass auch dieses durch die Schmutzabsaugung aufgenommen und einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann.
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Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Sprühdüsen derart nahe an der Abdeckung anzuordnen, dass das von den Sprühdüsen verteilte Wasser oder der Wasserdampf nahe der Moduloberfläche in das Innere der Abdeckung gelangt. Auch hierdurch wird vermieden, dass Spritzwasser oder ein Teil des Wasserdampfes verloren geht.
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In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform, umfasst die Nassreinigungseinheit zusätzlich eine Auspressvorrichtung, die an der Textilwalze anhaftende Schmutzflüssigkeit auspresst, sodass diese von der Schmutzwasserabsaugung abtransportiert und einer weiteren Nutzung zugeführt werden kann. Auch hierdurch wird das eingesetzte Wasser einer weiteren Nutzung zugeführt, sodass insgesamt der Wasserverbrauch auf ein Minimum reduziert wird.
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Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Auspressvorrichtung mit zwei gegenläufig rotierenden Walzen auszustatten, die Textilien der Textilwalze auspressen.
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In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform sprühen die Sprühdüsen das Wasser oder den Wasserdampf zumindest überwiegend direkt auf die Moduloberfläche. Dabei sind die Sprühdüsen vorzugsweise gewinkelt angeordnet, sodass das Wasser oder der Wasserdampf in einem Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise in einem Winkel von 45°, auf die Moduloberfläche auftreffen. Hierdurch wird ein großflächiges Benetzen der Moduloberfläche erreicht, ohne dass der Schmutz bzw. der Sand auf der Moduloberfläche bewegt wird. Letzteres würde zu einem Verkratzen der Moduloberfläche führen.
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In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform rotiert die Textilwalze entgegen der Bewegungsrichtung der Tragvorrichtung, sodass die Textilien der Textilwalze entgegen der Bewegungsrichtung der Tragvorrichtung über der Moduloberfläche bewegt werden. Dies hat den Vorteil, dass durch diese gegenläufige Bewegung der Textilwalze der mit Wasser versetzte Schmutz zuverlässig und vollständig aufgenommen wird. Dabei nehmen die ersten Textilien der Textilwalze bereits einen Großteil dieser Schmutz-Wasserlösung auf, während nachfolgende Textilien der Textilwalze verbleibende Reste aufnehmen, sodass eine gründliche Reinigung der Moduloberfläche erreicht wird.
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In einer ganz anderen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist der Nassreinigungseinheit eine Trockenabsaugung vorgeschaltet. Diese Trockenabsaugung umfasst eine auf die Moduloberfläche gerichtete, trichterähnliche Haube, die mit Unterdruck beaufschlagt wird. Der Abstand der Haube zur Moduloberfläche soll so klein wie möglich gehalten werden um den Unterdruck unter der Haube mit geringem Aufwand zu erreichen.
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Mit dieser Trockenabsaugung werden lose Schmutz- und Sandpartikel von der Moduloberfläche abgesaugt, sodass hierdurch bereits eine erste, grobe Reinigung erfolgt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Nassreinigungseinheit entsprechend weniger Sand bzw. Schmutz zu entfernen hat.
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In noch einer, ganz besonders bevorzugten Ausführungsform, ist der Nassreinigungseinheit eine Trockenreinigungseinheit vorgeschaltet, wobei die Trockenreinigungseinheit ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse angeordnetes Fördermittel und einen Schmutzpartikelauswurf aufweist. Dies hat den Vorteil, dass das Fördermittel lose auf der Moduloberfläche liegenden Schmutz oder Sand aufwirbelt und über das Gehäuse in den Schmutzpartikelauswurf leitet. Somit können bereits große Mengen des Sandes bzw. des Schmutzes ohne den Einsatz von Wasser und dennoch schonend für die Moduloberfläche abtransportiert werden.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass Gehäuse, zumindest im Bereich zwischen dem Fördermittel und der Moduloberfläche, um das Fördermittel herum auszubilden, sodass das Gehäuse bis nahe an die Moduloberfläche heranreicht, wenn das Fördermittel von der Moduloberfläche beabstandet ist. Dies hat den Vorteil, dass die durch das Fördermittel hervorgerufenen und auf den Sand wirkenden Kräfte zwar den Sand anheben, dieser dann von dem Gehäuse bis in den Schmutzpartikelauswurf geleitet wird. Hierdurch können große Mengen Sandes in kurzer Zeit aufgenommen werden, ohne dass die Moduloberfläche zerkratzt oder anderweitig beschädigt wird.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass Fördermittel als Förderschnecke oder als Fräse auszubilden, weil beide kostengünstig herstellbar und zuverlässig einsetzbar sind.
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In noch einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Nassreinigungseinheit eine Nachreinigungseinheit nachgeschaltet, wobei die Nachreinigungseinheit eine Einhausung und eine Anzahl unter der Einhausung vorgesehene Druckdüsen, sowie eine Fluidabsaugung aufweist.
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Nachdem die Nassreinigungseinheit den Sand und andere Verschmutzungen entfernt hat, verbleibt gelegentlich ein Schmutzfilm oder Schlieren auf der Moduloberfläche, welche mit der Nachreinigungseinheit entfernt werden sollen. Weil sich in diesem Stadium kein oder nur noch wenig Sand auf der Moduloberfläche befindet, kann der Wasserdampf auch mit einem höheren Druck appliziert werden, ohne dass größere Beschädigungen an der Moduloberfläche zu befürchten sind. Dies hat den Vorteil, dass durch den mit Druck applizierten Wasserdampf der Schmutzfilm, die Schlieren oder andere Verunreinigungen entfernt werden können.
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Die Druckdüsen sprühen Wasserdampf mit einem Überdruck von 1,0 Bar bis 2,5 Bar, vorzugsweise mit 1,5 Bar, auf die Moduloberfläche und lösen damit letzte Reste des Sandes bzw. Schmutzes, vor allem aber den Schmutzfilm, während die Fluidabsaugung das auskondensierte Wasser mit dem gelösten Schmutz absaugt, um so das verwendete Wasser einer weiteren Nutzung zuzuführen.
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Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Druckdüsen in einem Winkel von 30° bis 60°, vorzugsweise 45° anzuordnen, um den verbleibenden Restsand oder Schmutz wegzuspülen ohne Kratzer oder andere Beschädigungen an der Moduloberfläche zu verursachen.
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Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zumindest an der Rückseite der Nachreinigungseinheit eine Dichtlippe, vorzugsweise aus Gummi oder einem Kunststoff, vorzusehen, die bis auf die Moduloberfläche reicht. Dies hat den Vorteil, dass der in die Nachreinigungseinheit eingesprühte Wasserdampf nicht entweichen kann und somit nahezu vollständig von der Fluidabsaugung wieder aufgenommen wird.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Dichtlippe nicht nur an der Rückseite der Nachreinigungseinheit, sondern auch an dessen unteren und oberen Wandseite anzubringen.
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In einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform, ist rechts und/oder links außerhalb der Textilwalze ein Führungsrad vorgesehen, welches in eine rechts und/oder links neben den Modulen angeordneten Führungsschiene einsetzbar ist. Über diese Führungsräder wird erreicht, dass die Textilwalze und andere Bauteile der Reinigungsvorrichtung einen definierten Abstand zur Moduloberfläche einhalten, sodass eine gründliche Reinigung möglich wird. Noch ein Vorteil besteht darin, dass über die Führungsräder zuverlässig verhindert wird, dass Teile der Reinigungsvorrichtung die Moduloberfläche berühren, was zu Beschädigungen führen könnte.
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Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, an der Führungsschiene trichterförmige Einlässe auszubilden, sodass ein Einsetzen der Tragvorrichtung über die Führungsräder erleichtert wird.
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Außerdem ist es vorteilhaft, in der Führungsschiene in gewissen Abständen Löcher vorzusehen. Diese Löcher sind derart gestaltet, dass etwaiger in der Führungsschiene ankommender Sand sofort aus der Führungsschiene herausfällt, sodass sich in der Führungsschiene keine Verschmutzung anhäufen kann.
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Als zweite technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 24 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Eine nach dieser technischen Lehre ausgebildete Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Moduloberfläche berührungslos gereinigt wird, was auch die Gefahr der Beschädigung der Moduloberfläche reduziert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die gesamte Vorrichtung durch den Verzicht auf die Textilwalze sehr viel leichter wird, so dass eine präzisere Führung möglich ist. Auch die Anforderungen und Belastungen an das Fahrzeug geringer, was im Ergebnis zu einer sicheren und kostengünstigeren Betriebsführung führt.
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Betreffend die weiteren Ausführungsformen gelten die oben genannten Vorteile in analoger Weise auch für diese zweite technische Lösung der oben genannten Aufgabe.
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Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung und den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Fotovoltaikanlage und einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen derselben, als Vertikalschnitt dargestellt;
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2 eine schematische Darstellung der ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1, als Querschnitt dargestellt;
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3 eine Draufsicht auf die Fotovoltaikanlage und die erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen derselben gemäß 1;
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4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, als Querschnitt dargestellt;
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5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, als Querschnitt dargestellt;
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6 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, als Querschnitt dargestellt.
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7 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, als Querschnitt dargestellt;
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8 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, als Querschnitt dargestellt.
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In 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsmäßigen Vorrichtung zum Reinigen einer Moduloberfläche der fotovoltaischen Module einer Fotovoltaikanlage schematisch dargestellt. Dabei zeigt 1 eine Fotovoltaikanlage 10 bei der auf einem Ständerwerk 12 eine Anzahl von fotovoltaischen Modulen 14 angebracht sind. Rechts und links neben den Modulen 14 ist eine Führungsschiene 18 angebracht.
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An der Fotovoltaikanlage 10 ist eine Tragvorrichtung einer Vorrichtung zum Reinigen einer Moduloberfläche 16 dargestellt, die eine Nassreinigungseinheit 22 aufweist. Rechts und links neben der Nassreinigungseinheit 22 sind an der Tragvorrichtung Führungsräder 24 angebracht, die in die Führungsschienen 18 eingreifen. Mittels den in den Führungsschienen 18 geführten Führungsrädern 24 wird die gesamt Tragvorrichtung 20 und somit auch die Nassreinigungseinheit 22 in einem definierten Abstand zur Moduloberfläche 16 gehalten, sodass ein Berühren und somit eine Beschädigung der Moduloberfläche 16 zuverlässig verhindert wird.
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In der Führungsschiene 18 ist eine Anzahl von Löchern (nicht dargestellt) vorgesehen, damit etwaiger auftretender Sand oder andere Verschmutzungen nicht in der Führungsschiene 18 verbleiben, sodass die Führungsschiene 18 nicht ernsthaft verschmutzt. Am Anfang und am Ende der Führungsschiene 18 besitzt dieser einen trichterförmigen Einlass (nicht dargestellt), sodass ein Einführen der Tragvorrichtung 20 mit den Führungsrädern 24 in einfacher Weise möglich ist.
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Die Nassreinigungseinheit 22 umfasst eine Textilwalze 26, eine Anzahl von Sprühdüsen 28, eine Auspressvorrichtung 30, eine Schmutzwasserabsaugung 32 sowie eine Abdeckung 34. Die Textilwalze 26 ist mit einem Mantel aus einem textilartigen Gewebe, Filz, Vlies oder folienartigen Kunststoff umgeben. Teile dieses Mantels berühren die Module 14 und streichen über die Moduloberfläche 16 um dem Schmutz und/oder das Wasser ab zu transportieren. Die Abdeckung 34 umspannt die Teile der Nassreinigungseinheit 22 und reicht bis nahe an die Moduloberfläche 16 heran, ohne diese jedoch zu berühren. Die Schmutzwasserabsaugung 32 reicht durch die Abdeckung 34 hindurch bis an die Auspressvorrichtung 30, um Schmutzwasser abzusaugen und in einen externen Tank zu leiten.
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In Bewegungsrichtung 36 gesehen sind vorne an der Abdeckung 34 über die gesamte Breite der Nassreinigungseinheit 22 verteilt eine Reihe von Sprühdüsen 28 angebracht. Diese Sprühdüsen 28 sind am unteren Rand der Abdeckung 34 vorgesehen und sprühen Wasserdampf direkt auf die Moduloberfläche 16. Dabei sind die Sprühdüsen in einem Winkel von 45° angeordnet, sodass der Wasserdampf in diesem Winkel von 45° auf die Moduloberfläche 16 auftrifft.
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In einer anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsform sind die Sprühdüsen in einem anderen Winkel zwischen 30° und 60° angeordnet.
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Die Textilwalze 26 rotiert um ihre Längsachse in Richtung des Drehpfeiles 38, sodass der die Moduloberfläche 16 berührende Mantel der Textilwalze 26 entgegen der Bewegungsrichtung 36 auf der Moduloberfläche 16 bewegt wird. Auf der Rückseite der Textilwalze 26 wird der Mantel zwischen zwei Walzen 40 der Auspressvorrichtung 30 ausgepresst und somit wird das Schmutzwasser der Textilwalze 26 entzogen. In diesem Bereich ist die Schmutzwasserabsaugung 32 angeordnet, und saugt das Schmutzwasser aus der Nassreinigungseinheit heraus und führt dieses einem Tank zu.
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Über einen Schwenkarm 42 ist die Tragvorrichtung 20 und somit auch die Nassreinigungseinheit 22 an einem Fahrzeug 44 gehalten. Das Fahrzeug 44 trägt auch einen Tank 46 für Frischwasser und einen Tank 48 für Schmutzwasser.
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Derartige Fotovoltaikanlagen 10 werden häufig in sonnenreichen Gebieten, wie z. B. Wüsten oder Steppen aufgestellt, weil dort eine hohe Sonneneinstrahlung vorherrscht. Gleichzeitig ist in diesen Gebieten aber ein hohes Staub- oder Sandaufkommen, sodass die einzelnen Module 14 der Fotovoltaikanalgen 10 schnell und entsprechend stark verschmutzen. Dabei kommt es vor, dass auf Grund des nächtlichen Taus Tauwasser aufgenommen wird, sodass diese Kombination von Sand und Tauwasser nach dem Trocknen durch die Sonne zu einer klebrigen und teilweise harten Masse wird, die schwer zu reinigen ist. Damit die Fotovoltaikanlage 10 einen guten Stromertrag liefert, müssen die Module 14 in regelmäßigen Abständen gereinigt werden. Hierzu wird eine an einem Fahrzeug 44 über einen Schwenkarm 42 gehaltene Nassreinigungseinheit 22 mit ihren Führungsrädern 24 in entsprechende Führungsschienen an der Fotovoltaikanlage 10 eingeführt. Diese Führungsräder 24 gewährleisten einen konstanten Abstand der Nassreinigungseinheit 22 von der Moduloberfläche 16, sodass eine zuverlässige Reinigung erfolgen kann, ohne dass die Moduloberflächen 16 beschädigt werden.
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Beim Reinigen der Moduloberfläche 16 wird Wasserdampf mit einem Überdruck von 0,6 Bar über eine Anzahl von Sprühdüsen 28 in einem Winkel von 45° auf die Moduloberfläche 16 gesprüht. Dabei sind die Sprühdüsen 28 unmittelbar vor der Trägerwalze 26 angeordnet. Der aus den Sprühdüsen 28 kommende Wasserdampf kondensiert beim Auftreffen auf den Schmutz bzw. die Moduloberfläche 16 aus und löst somit den Sand an. Die entgegen der Bewegungsrichtung 36 des Fahrzeugs 44 rotierende Textilwalze 26 nimmt dann mit ihren Mantel den gelösten Schmutz und das Schmutzwasser auf und befördert beides zur Auspressvorrichtung 30, wo der Mantel derart ausgepresst werden, dass das Schmutzwasser abgeführt wird. Die Schmutzwasserabsaugung 32 arbeitet mit einem starken Unterdruck und saugt sämtlichen Schmutz, sämtliches Schmutzwasser und an der Partikel aus der Abdeckung 34 heraus und führt alles in einen Schmutzwassertank 48 auf dem Fahrzeug 44.
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Auf dem Fahrzeug 44 wird in einer hier nicht näher dargestellten Anlage das noch brauchbare Wasser aus dem Schmutzwasser herausgearbeitet und kann zur weiteren Reinigung der Moduloberfläche 16 verwendet werden.
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In 4 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsmäßigen Vorrichtung zur Reinigung einer Moduloberfläche dargestellt, die sich von den 1 bis 3 gezeigten ersten Ausführungsform lediglich dadurch unterscheidet, dass der Nassreinigungseinheit 22 eine Trockenabsaugung 50 vorgeschaltet ist. Wie auch die Nassreinigungseinheit 22, so ist auch die Trockenabsaugung 50 an der Tragvorrichtung 20 gehalten.
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Die Trockenabsaugung 50 saugt auf der Moduloberfläche 16 befindlichen Schmutz oder Sand ähnlich wie ein Staubsauger auf. Dies hat den Vorteil, dass ein Teil des Sandes bzw. Schmutzes bereits entfernt ist, wenn die Nassreinigungsvorrichtung die Moduloberfläche 16 reinigt.
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In 5 ist eine dritte Ausführungsform dargestellt, die sich von der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsform lediglich dadurch unterscheidet, dass der Nassreinigungseinheit 22 und der Trockenabsaugung 50 eine Trockenreinigungseinheit 52 vorgeschaltet ist. Auch diese Trockenreinigungseinheit 52 ist an der Tragvorrichtung 20 gehalten.
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Die Trockenreinigungseinheit 52 umfasst ein Gehäuse 54, ein Fördermittel 56 und einen Schmutzpartikelauswurf 58. Das Fördermittel 56 kann eine Förderschnecke oder eine Fräse sein. Das Gehäuse 54 ist bis auf eine Schmutzaufnahme 60 um das Fördermittel 56 herum angeordnet und reicht bis nahe an die Moduloberfläche 16 heran, ohne diese jedoch zu berühren. Dabei ist das Gehäuse 54 derart korrespondierend zum Fördermittel 56 ausgebildet, dass von dem Fördermittel 56 aufgewirbelte Schmutz- oder Sandpartikel zuverlässig in dem Schmutzpartikelauswurf 58 geleitet werden. Zusätzlich ist der Schmutzpartikelauswurf 58 mit Unterdruck beaufschlagt, sodass der durch die Fördermittel 56 gelöste Sand zuverlässig abgesaugt wird.
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Falls die Moduloberfläche 16 mit größeren Mengen Sandes verschmutzt ist, folgt eine rein mechanische Aufnahme des Sandes durch die Trockenreinigungseinheit 52. Hierbei wird der Sand durch das Gehäuse 54 mit seiner unter dem Fördermittel 56 befindlichen Spitze 62 erfasst und über das Fördermittel 56 nach oben zum Schmutzpartikelauswurf 58 befördert. Dieser mit Unterdruck beaufschlagte Schmutzpartikelauswurf 58 saugt dann die gelösten Partikel und transportiert diese in einen hier nicht näher dargestellten Aufbewahungsbehälter.
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Die in 6 dargestellte vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen der Moduloberfläche unterscheidet sich von der 5 dargestellten Ausführungsform lediglich dadurch, dass der Nassreinigungseinheit 22 eine Nachreinigungseinheit 64 nachgeschaltet ist.
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Diese Nachreinigungseinheit 64 umfasst eine Einhausung 66, eine Anzahl unter der Einhausung vorgesehenen Druckdüsen 68 und eine Fluidabsaugung 70.
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Über die Druckdüsen 68 wird mit einem Überdruck von 1,0 Bar bis 2,5 Bar, vorzugsweise mit 1,5 Bar, Wasserdampf auf die Moduloberfläche 16 aufgesprüht, um letzte Schmutzpartikel zu lösen. Das hierbei auskondensierende Wasser wird dann zusammen mit dem Schmutz bzw. dem Sand von der Fluidabsaugung 70 gesaugt und in einem Fahrzeug 44 befindlichen Tank 48 transportiert. Die Einhausung 66 reicht bis nahe an die Moduloberfläche 16 ohne sie jedoch zu berühren. Den verbleibenden Spalt dichtet eine Dichtlippe 72 ab, sodass kein Wasserdampf bzw. kein Wasser oder kein Schmutz weichen kann sondern dass dieses Schmutz- und Wassergemisch durch die Fluidabsaugung 72 aufgenommen werden kann. Die Dichtlippe 72 ist nicht nur an der hinteren Kante der Einhausung 66, sondern auch an dessen rechter und linker Seite angebracht.
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Wie bereits die Sprühdüsen 28, sind auch die Druckdüsen 68 in einem Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise 45° zur Moduloberfläche 16 angeordnet, um beim Aufsprühen des Wasserdampfes den Sand oder Schmutz wegzuspülen ohne Kratzer auf der Moduloberfläche zu hinterlassen.
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In einer hier nicht dargestellten Ausführungsform kann die Nassreinigungseinheit 22 auch nur mit der Trockenreinigungseinheit 52 oder nur mit der Nachreinigungseinheit 64 oder mit beiden kombiniert werden. Bei Bedarf kann die Trockenabsaugung 50 noch hinzugenommen werden.
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Eine besondere Verwendung der Erfindung sieht vor, die hier beschrieben Vorrichtung zum Reinigen der Moduloberfläche auch zur Reinigung von Moduloberflächen von thermosolaren Modulen einzusetzen.
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In 7 ist eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen der Oberfläche einer Solaranlage dargestellt, die sich von den in den vorherigen Figuren dargestellten Ausführungsformen dadurch unterscheidet, dass auf die Nassreinigungseinheit 22 verzichtet wird und lediglich die zuvor bereits beschriebene Trockenabsaugung 50 und die zuvor ebenfalls beschriebene Nachreinigungseinheit 64 zum Einsatz kommen.
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Bei vielen Anwendungen, insbesondere wenn die Nachreinigungseinheit mit Wasserdampf betreiben wird, ist es vollkommen ausreichend, den vorhandenen (losen) Schmutz ab zu saugen und ansonsten die Oberfläche mit Wasserdampf zu besprühen und zu reinigen. Bei Fotovoltaikanlagen ist eine Vorrichtung zum Reinigen der Moduloberfläche ohne Textilwalze vorteilhaft, weil hierdurch das Gesamtgewicht der Vorrichtung reduziert ist, was zu einer einfacheren Handhabung, insbesondere auf dem Begleitfahrzeug, und zu reduzierten Kosten führt.
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Insbesondere bei Solaranlagen mit gekrümmten Oberflächen, wie beispielsweise bei Parabolspiegeln, ist diese Anwendung ausreichend und vorteilhaft, weil die Ausgestaltung der Haube und die Anordnung der Düsen in einfacher Weise an die Krümmung der Oberfläche angepasst werden kann.
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Die in 8 dargestellte sechste Ausführungsform e unterscheidet sich von der 7 dargestellten Ausführungsform lediglich dadurch, dass eine Trockenreinigungseinheit 52 vorgeschaltet wurde, wie sie zu anderen Ausführungsformen bereits beschrieben wurde.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10028093 A1 [0003, 0004]
