FR3066930A1 - METHOD FOR CLEANING REFLECTIVE SURFACES OF MIRRORS OF A SOLAR INSTALLATION - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne procédé et un dispositif de nettoyage de surface réfléchissantes de miroirs d'une installation solaire. Le procédé comprend une première séquence de nettoyage (E1) par brossage rotatif des surfaces réfléchissantes des miroirs suivant un sens déterminé le long de la rangée de miroirs, et une étape de détection (T1) de la présence d'une tempête de sable déclenchant, suite à cette première séquence de nettoyage (E1), une seconde séquence de nettoyage (E2) en sens inverse des surfaces réfléchissantes le long de la rangée de miroirs par brossage rotatif des surfaces réfléchissantes. L'invention trouve son application dans le domaine de l'énergie solaire.The invention relates to a reflective surface cleaning method and device for mirrors of a solar installation. The method comprises a first cleaning sequence (E1) by rotating brushing the reflective surfaces of the mirrors along a predetermined direction along the row of mirrors, and a step of detecting (T1) the presence of a triggering sandstorm, following this first cleaning sequence (E1), a second cleaning sequence (E2) in the opposite direction of the reflecting surfaces along the row of mirrors by rotating brushing of the reflecting surfaces. The invention finds its application in the field of solar energy.
Description
[001] L’invention concerne un procédé de nettoyage de surfaces réfléchissantes de miroirs plans ou légèrement incurvés d’une installation solaire. L’invention s’applique particulièrement à une installation solaire comprenant des lignes parallèles de miroirs.The invention relates to a method of cleaning reflective surfaces of flat or slightly curved mirrors of a solar installation. The invention is particularly applicable to a solar installation comprising parallel lines of mirrors.
[002] Le rendement et l’efficacité des installations solaires sont directement liés à la capacité des miroirs solaires à réfléchir correctement la lumière solaire. La propreté des surfaces réfléchissantes de ces miroirs est donc primordiale, et un nettoyage régulier des surfaces réfléchissantes s’impose donc. Compte tenu des tailles souvent très importantes des installations solaires, un nettoyage automatisé est prévu pour des questions de coûts et de temps.The efficiency and effectiveness of solar installations are directly linked to the ability of solar mirrors to correctly reflect sunlight. The cleanliness of the reflective surfaces of these mirrors is therefore essential, and regular cleaning of the reflective surfaces is therefore essential. Given the often very large sizes of solar installations, automatic cleaning is planned for reasons of cost and time.
[003] Le document FR 2 997 875 au nom de la demanderesse décrit un dispositif de nettoyage de miroirs composant une ligne de réflecteurs d’une installation solaire et utilisant un robot motorisé pouvant se déplacer le long de cette ligne en sens aller et en sens retour pour effectuer le nettoyage des miroirs de cette ligne sans intervention humaine.Document FR 2 997 875 in the name of the applicant describes a device for cleaning mirrors composing a line of reflectors of a solar installation and using a motorized robot which can move along this line back and forth. return to clean the mirrors of this line without human intervention.
[004] Ce robot comprend un châssis mobile à déplacement guidé en translation le long de la ligne de miroirs, une brosse cylindrique rotative de nettoyage des surfaces réfléchissantes des miroirs pendant le déplacement en translation en sens aller et retour du châssis le long de la ligne de miroirs, une buse de pulvérisation d'eau de lavage solidaire du châssis et pouvant être commandée pour humidifier toute la largeur des miroirs en aval de la brosse cylindrique de nettoyage lorsque le châssis se déplace en translation en sens retour le long de la ligne de miroirs et un racleur supporté par le châssis et pouvant être commandé pour occuper une position relevée inactive lors du déplacement en translation du châssis en sens aller le long de la ligne de miroirs et une position abaissée en amont de la brosse pour nettoyer les surfaces réfléchissantes humidifiées des miroirs de la ligne lors du déplacement en translation du châssis en sens retour le long de cette ligne.This robot comprises a movable chassis with movement guided in translation along the line of mirrors, a rotary cylindrical brush for cleaning the reflective surfaces of the mirrors during the movement in translation in the forward and return direction of the chassis along the line. of mirrors, a washing water spray nozzle integral with the frame and which can be controlled to moisten the entire width of the mirrors downstream of the cylindrical cleaning brush when the frame moves in translation in reverse direction along the line of mirrors and a scraper supported by the frame and able to be controlled to occupy a raised inactive position when the frame moves in translation in the forward direction along the line of mirrors and a lowered position upstream of the brush to clean the humidified reflective surfaces line mirrors during the translational movement of the chassis in the reverse direction along this l igneous.
[005] Cependant, ce robot doit être enlevé manuellement ou par des moyens de levage à la fin du nettoyage de l’installation. Pour pallier cet inconvénient, le document FR 3 022 360 au nom de la demanderesse propose un dispositif permettant de transporter et de positionner un robot de nettoyage en regard successivement de lignes parallèles de miroirs horizontaux d'une installation solaire montées sur une structure de support au sol pour lancer une séquence de nettoyage des miroirs horizontaux de chaque ligne par le robot apte à se déplacer en sens aller et retour le long de la ligne de miroirs et qui est caractérisé en ce qu'il comprend un chariot portant le robot de nettoyage et des moyens permettant de commander le déplacement en translation du chariot relativement à la structure de support des lignes miroirs suivant un chemin de guidage transversal aux lignes de miroirs, de positionner automatiquement le chariot en alignement et successivement avec les lignes de miroirs et de commander le transfert du robot à partir du chariot sur chaque ligne de miroirs alignée avec le chariot pour effectuer une séquence de nettoyage des miroirs horizontaux de la ligne et à la fin de laquelle le robot est récupéré par le chariot.However, this robot must be removed manually or by lifting means at the end of the cleaning of the installation. To overcome this drawback, document FR 3 022 360 in the name of the applicant proposes a device making it possible to transport and position a cleaning robot successively opposite parallel lines of horizontal mirrors of a solar installation mounted on a support structure at floor to start a cleaning sequence of the horizontal mirrors of each line by the robot able to move back and forth along the line of mirrors and which is characterized in that it comprises a carriage carrying the cleaning robot and means for controlling the translational movement of the carriage relative to the support structure of the mirror lines along a guide path transverse to the mirror lines, of automatically positioning the carriage in alignment and successively with the mirror lines and of controlling the transfer robot from the cart on each line of mirrors aligned with the cart to perform u no cleaning sequence for the line's horizontal mirrors and at the end of which the robot is picked up by the cart.
[006] Cependant, le robot de nettoyage propose une unique routine de nettoyage qui ne tient pas compte des conditions environnementales qui s’appliquent lors du nettoyage des miroirs. Par exemple, les besoins de nettoyage des surfaces réfléchissantes des miroirs ne sont pas les mêmes après une tempête de sable que lors d’une averse de pluie. En outre, le nettoyage des surfaces réfléchissantes par le robot n’est réalisé que pendant la nuit, rendant impossible la détection de certains paramètres environnementaux nécessaires à la détection d’évènements climatiques particuliers comme les tempêtes de sable.However, the cleaning robot offers a single cleaning routine that does not take into account the environmental conditions that apply when cleaning the mirrors. For example, the cleaning needs of mirrored reflective surfaces are not the same after a sandstorm as they are during a rain shower. In addition, cleaning of the reflective surfaces by the robot is only carried out at night, making it impossible to detect certain environmental parameters necessary for the detection of particular climatic events such as sandstorms.
[007] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l’art antérieur.The present invention aims to overcome the above drawbacks of the prior art.
[008] Pour atteindre ce but, l’invention concerne un procédé de nettoyage de surfaces réfléchissantes de miroirs plans ou légèrement incurvés d’une installation solaire et disposés suivant au moins une rangée de miroirs, comprenant une première séquence de nettoyage par brossage rotatif des surfaces réfléchissantes des miroirs suivant un sens déterminé le long de la rangée de miroirs, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de détection de la présence d’une tempête de sable déclenchant, suite à la première séquence de nettoyage, une seconde séquence de nettoyage en sens inverse des surfaces réfléchissantes le long de la rangée de miroirs par brossage rotatif des surfaces réfléchissantes.To achieve this object, the invention relates to a method of cleaning reflective surfaces of flat or slightly curved mirrors of a solar installation and arranged in at least one row of mirrors, comprising a first cleaning sequence by rotary brushing of reflecting surfaces of the mirrors in a determined direction along the row of mirrors, characterized in that the method comprises a step of detecting the presence of a sandstorm triggering, following the first cleaning sequence, a second sequence of cleaning in the opposite direction of the reflective surfaces along the row of mirrors by rotary brushing of the reflective surfaces.
[009] Selon une autre particularité, l’étape de détection de la présence d’une tempête de sable est réalisée à partir de la mesure de la vitesse du vent, du rayonnement diffus et du rayonnement direct de la lumière solaire.In another feature, the step of detecting the presence of a sandstorm is carried out from the measurement of wind speed, diffuse radiation and direct radiation from sunlight.
[0010] Selon une autre particularité, le procédé comprend, préalablement à la première séquence de nettoyage et lorsqu’aucune tempête de sable n’est détectée, une étape de vérification de la présence d’eau sur les surfaces réfléchissantes des miroirs.In another feature, the method comprises, prior to the first cleaning sequence and when no sandstorm is detected, a step of checking the presence of water on the reflecting surfaces of the mirrors.
[0011] Selon une autre particularité, lorsqu’aucune présence d’eau n’est détectée sur les surfaces réfléchissantes, la première séquence de nettoyage est suivie d’une seconde séquence de nettoyage en sens inverse des surfaces réfléchissantes le long de la rangée de miroirs et comprenant successivement une phase de pulvérisation d’eau de lavage sous forme de jets coniques plats sur les surfaces réfléchissantes, une phase de brossage rotatif des surfaces réfléchissantes et une phase de raclage de ces surfaces réfléchissantes.According to another particular feature, when no presence of water is detected on the reflecting surfaces, the first cleaning sequence is followed by a second cleaning sequence in the opposite direction of the reflecting surfaces along the row of mirrors and successively comprising a washing water spraying phase in the form of flat conical jets on the reflecting surfaces, a rotary brushing phase of the reflecting surfaces and a scraping phase of these reflecting surfaces.
[0012] Selon une autre particularité, lorsque la présence d’eau est détectée sur les surfaces réfléchissantes, la première séquence de nettoyage est suivie d’une seconde séquence de nettoyage en sens inverse des surfaces réfléchissantes le long de la rangée de miroirs et comprenant successivement une phase de brossage rotatif des surfaces réfléchissantes et une phase de raclage des surfaces réfléchissantes.In another feature, when the presence of water is detected on the reflecting surfaces, the first cleaning sequence is followed by a second cleaning sequence in the opposite direction of the reflecting surfaces along the row of mirrors and comprising successively a phase of rotary brushing of the reflecting surfaces and a phase of scraping of the reflecting surfaces.
[0013] Selon une autre particularité, l’étape de vérification de la présence d’eau sur les surfaces réfléchissantes comprend la mesure de la température de l’air ambiant et de l’humidité relative pour déterminer le point de rosée, ainsi que la mesure de la pluviométrie et de la température des surfaces réfléchissantes pour déterminer s’il y a présence d’eau sur celles-ci.In another feature, the step of verifying the presence of water on the reflective surfaces includes measuring the temperature of the ambient air and the relative humidity to determine the dew point, as well as the measurement of rainfall and temperature of reflective surfaces to determine if there is water on them.
[0014] Selon une autre particularité, le procédé comprend une étape préliminaire de mesure de la température de l’air ambiant et/ou de la température des surfaces réfléchissantes, et en ce que les étapes et séquences suivant cette étape préliminaire ne sont mises en œuvre que si la température mesurée est supérieure à zéro degré celsius.In another feature, the method comprises a preliminary step of measuring the temperature of the ambient air and / or the temperature of the reflective surfaces, and in that the steps and sequences following this preliminary step are not implemented. work only if the measured temperature is above zero degrees celsius.
[0015] L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d’exemple illustrant un mode de réalisation de l’invention et dans lesquels :The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly in the explanatory description which follows, made with reference to the appended drawings given solely by way of example illustrating a embodiment of the invention and in which:
- La figure 1 représente un diagramme illustrant les différentes étapes du procédé ;- Figure 1 shows a diagram illustrating the different stages of the process;
- La figure 2 représente une vue partielle en perspective représentant le robot de nettoyage en train de nettoyer une ligne de miroirs de l’installation solaire.- Figure 2 shows a partial perspective view showing the cleaning robot cleaning a line of mirrors in the solar installation.
[0016] En référence aux figures et selon l’invention, un procédé de nettoyage de surfaces réfléchissantes de miroirs plans ou légèrement incurvés d’une installation solaire va maintenant être décrit.Referring to the figures and according to the invention, a method of cleaning reflective surfaces of flat or slightly curved mirrors of a solar installation will now be described.
[0017] A titre d’exemple, l’installation solaire est basée sur la technologie des miroirs de Fresnel et comprend un ensemble de modules de miroirs, constituant des réflecteurs primaires montés sur une structure de support au sol, suivant plusieurs lignes ou rangées parallèles, chaque rangée de miroirs comprenant une série de plusieurs miroirs alignés les unes relativement aux autres. La structure de support comprend une charpente métallique constituée de deux traverses, supportant les extrémités opposées des lignes de miroirs en s'étendant transversalement à la direction longitudinale de ces lignes de miroirs. Les deux traverses sont supportées par des pieds verticaux de support ancrés au sol. Cette installation comprend en outre un récepteur linéaire horizontal supporté par une série de mâts verticaux de manière que le récepteur linéaire s'étende longitudinalement au-dessus des miroirs qui sont orientés pour réfléchir et concentrer le rayonnement solaire vers le récepteur. Ce dernier reçoit l'énergie du rayonnement solaire sous forme radiative et la convertit en énergie thermique, qui peut être utilisée sous forme de chaleur ou pour produire de l'électricité à partir d'un ensemble turbo-alternateur.For example, the solar installation is based on Fresnel mirror technology and includes a set of mirror modules, constituting primary reflectors mounted on a support structure on the ground, along several parallel lines or rows , each row of mirrors comprising a series of several mirrors aligned with each other. The support structure comprises a metal frame consisting of two crosspieces, supporting the opposite ends of the mirror lines by extending transversely to the longitudinal direction of these mirror lines. The two crosspieces are supported by vertical support legs anchored to the ground. This installation further includes a horizontal linear receiver supported by a series of vertical masts so that the linear receiver extends longitudinally above the mirrors which are oriented to reflect and concentrate the solar radiation towards the receiver. The latter receives energy from solar radiation in radiative form and converts it into thermal energy, which can be used in the form of heat or to produce electricity from a turbo-alternator assembly.
[0018] Les miroirs sont montés à pivotement limité sur la structure de support et peuvent pivoter simultanément suivant un même angle de pivotement par au moins un système d'entrainement, pour occuper à une certaine période de la journée une position horizontal.The mirrors are mounted with limited pivoting on the support structure and can pivot simultaneously at the same pivoting angle by at least one drive system, to occupy a certain period of the day in a horizontal position.
[0019] Un tel système d’entrainement est connu en soi et n’a pas à être davantage détaillé.Such a drive system is known per se and need not be further detailed.
[0020] Chaque miroir peut être du type miroir plan ou du type miroir plan légèrement incurvé lorsque utilisé pour la technologie de concentration linéaire à miroirs de Fresnel. Le module de l'installation solaire comprend en outre un robot permettant de nettoyer les surfaces réfléchissantes des miroirs qui sont disposés en alignement suivant une même rangée.Each mirror can be of the plane mirror type or of the slightly curved plane mirror type when used for the linear concentration technology with Fresnel mirrors. The module of the solar installation also includes a robot for cleaning the reflective surfaces of the mirrors which are arranged in alignment in the same row.
[0021] Le robot de nettoyage a déjà été décrit en détails dans le document FR 2 997 875 au nom de la demanderesse et seules ses parties essentielles vont être reprises cidessous.The cleaning robot has already been described in detail in document FR 2 997 875 in the name of the applicant and only its essential parts will be repeated below.
[0022] Ce robot comprend un châssis 7 réalisé à partir de profilés en alliage léger, par exemple en alliage d'aluminium, et qui peut être monté à déplacement guidé en translation le long de chacune des lignes de miroirs 2 pour effectuer au moins un déplacement en sens aller et en sens retour le long d'une rangée de miroirs 2 pour effectuer un nettoyage de ces miroirs.This robot comprises a frame 7 made from light alloy profiles, for example aluminum alloy, and which can be mounted in guided displacement in translation along each of the lines of mirrors 2 to perform at least one movement in the forward direction and in the reverse direction along a row of mirrors 2 to perform a cleaning of these mirrors.
[0023] Le châssis mobile 7 est propulsé par un moteur électrique 8 embarqué au robot 6 qui est monté guidé directement sur les miroirs 2 d'une rangée. Le moteur électrique 8, qui est alimenté par une batterie rechargeable 9, est relié par un mécanisme d'entrainement à au moins un essieu moteur portant deux roues motrices 10 pouvant rouler sur les miroirs 2 d'une ligne respectivement des deux côtés de ces miroirs, le châssis 7 comportant d'autres essieux à roues libres 11 pouvant également rouler sur les deux côtés des miroirs 2 d'une même ligne, les roues motrices et libres 10, 11 s'étendant perpendiculairement au plan horizontal des miroirs 2.The mobile chassis 7 is powered by an electric motor 8 on board the robot 6 which is mounted guided directly on the mirrors 2 in a row. The electric motor 8, which is powered by a rechargeable battery 9, is connected by a drive mechanism to at least one driving axle carrying two driving wheels 10 which can roll on the mirrors 2 of a line respectively on the two sides of these mirrors , the chassis 7 comprising other freewheeling axles 11 which can also roll on the two sides of the mirrors 2 of the same line, the driving and freewheels 10, 11 extending perpendicular to the horizontal plane of the mirrors 2.
[0024] Le châssis mobile 7 est bilatéralement guidé le long des miroirs 2 d'une rangée par l'intermédiaire d'une pluralité de galets 12 solidaires de deux longerons 7a du châssis mobile 7 parallèles à la ligne de miroirs 2, lesquels galets 12 s'étendent perpendiculairement sous les longerons 7a et aux surfaces réfléchissantes des miroirs 2. Les galets de guidage 12 sont montés à contact roulant respectivement sur les bords latéraux ou tranches latérales des réflecteurs alignés 2 de façon que le châssis mobile 7 puisse se déplacer longitudinalement le long de la ligne de miroirs 2 sans pratiquement aucun jeu transversal.The movable frame 7 is bilaterally guided along the mirrors 2 of a row by means of a plurality of rollers 12 secured to two longitudinal members 7a of the movable frame 7 parallel to the line of mirrors 2, which rollers 12 extend perpendicularly under the longitudinal members 7a and to the reflecting surfaces of the mirrors 2. The guide rollers 12 are mounted with rolling contact respectively on the lateral edges or lateral edges of the aligned reflectors 2 so that the movable frame 7 can move longitudinally the along the line of mirrors 2 with practically no transverse play.
[0025] Le châssis mobile 7 comprend en outre une brosse cylindrique rotative 13 permettant de nettoyer les surfaces réfléchissantes des miroirs 2 d'une même rangée pendant le déplacement en translation en sens aller et en sens retour de ce châssis le long de la rangée de miroirs 2.The movable frame 7 further comprises a rotary cylindrical brush 13 for cleaning the reflecting surfaces of the mirrors 2 of the same row during the translational movement in the forward direction and in the reverse direction of this frame along the row of mirrors 2.
[0026] La brosse cylindrique 13 est solidaire du châssis 7 en étant supportée en rotation par ses extrémités entre les deux longerons 7a du châssis 7 transversalement à ceux-ci et est entraînée en rotation par le moteur électrique 8 en sens inverse du sens de déplacement en translation du châssis 7 le long de la rangée de miroirs 2.The cylindrical brush 13 is integral with the chassis 7 while being supported in rotation by its ends between the two side members 7a of the chassis 7 transversely to the latter and is driven in rotation by the electric motor 8 in the opposite direction to the direction of movement in translation of the chassis 7 along the row of mirrors 2.
[0027] Le châssis mobile 7 comprend également une buse, non représentée, solidaire de ce châssis et qui peut être commandée pour pulvériser un liquide de lavage, tel que de l'eau, afin d'humidifier sur toute leur largeur les surfaces réfléchissantes des miroirs 2 lors du déplacement du châssis 7 dans le sens retour de ce dernier. Le châssis mobile 7 du robot 6 est également pourvu d'un racleur, non représenté, supporté par le châssis 7 suivant une direction sensiblement transversale aux deux longerons 7a du châssis 7.The movable frame 7 also includes a nozzle, not shown, integral with this frame and which can be controlled to spray a washing liquid, such as water, in order to humidify over their entire width the reflective surfaces of mirrors 2 during movement of the chassis 7 in the return direction of the latter. The mobile chassis 7 of the robot 6 is also provided with a scraper, not shown, supported by the chassis 7 in a direction substantially transverse to the two longitudinal members 7a of the chassis 7.
[0028] Le châssis mobile 7 supporte un réservoir 14 contenant du liquide de lavage, tel que de l'eau, raccordé par une tuyauterie, non représentée, à une pompe électrique, également non représentée, solidaire du châssis 7, laquelle pompe est raccordée par une tuyauterie, non représentée, à la buse pour lui fournir du liquide de lavage sous pression à pulvériser sur les surfaces réfléchissantes des miroirs 2 lors du déplacement du châssis mobile 7.The movable frame 7 supports a reservoir 14 containing washing liquid, such as water, connected by a pipe, not shown, to an electric pump, also not shown, secured to the frame 7, which pump is connected by a pipe, not shown, to the nozzle to supply it with pressurized washing liquid to be sprayed on the reflecting surfaces of the mirrors 2 during the movement of the movable frame 7.
[0029] Le châssis mobile 7 comprend en outre un capteur de fin de course fixé à l'extrémité du châssis 7 située en aval par rapport au sens aller SA de ce chariot et qui est apte à coopérer avec une butée fixe, non représentée, située au voisinage du bord libre transversal du dernier miroir d'une rangée situé en aval par rapport au sens aller SA du châssis 7 de manière qu'en contactant la butée fixe, le capteur de fin de course 15 envoie un signal de commande du moteur électrique 8 pour déplacer le châssis mobile 7 dans le sens opposé de retour SR le long de la ligne de miroirs 2.The movable chassis 7 further comprises an end-of-stroke sensor fixed to the end of the chassis 7 located downstream relative to the forward direction SA of this carriage and which is able to cooperate with a fixed stop, not shown, located in the vicinity of the transverse free edge of the last mirror of a row situated downstream with respect to the forward direction SA of the chassis 7 so that, by contacting the fixed stop, the limit switch 15 sends a motor control signal electric 8 to move the movable chassis 7 in the opposite direction of return SR along the line of mirrors 2.
[0030] Le châssis mobile 7 supporte enfin une centrale électronique de commande, non représentée, apte à commander le moteur électrique 8 de déplacement en translation du châssis mobile 7, la rotation de la brosse cylindrique de nettoyage 13, la pompe électrique alimentant en eau sous pression la buse de nettoyage et à recevoir le signal électrique provenant du capteur de fin de course, la centrale électronique de commande étant alimentée par la batterie rechargeable 9. Le châssis mobile 7 du robot 6 est recouvert d'un capot de protection 6a.The movable frame 7 finally supports an electronic control unit, not shown, capable of controlling the electric motor 8 for translational movement of the movable frame 7, the rotation of the cylindrical cleaning brush 13, the electric pump supplying water pressurize the cleaning nozzle and receive the electrical signal from the limit switch, the electronic control unit being powered by the rechargeable battery 9. The mobile chassis 7 of the robot 6 is covered with a protective cover 6a.
[0031] Le dispositif permettant de transporter et de positionner le robot de nettoyage en regard successivement de lignes parallèles de miroirs horizontaux de l’installation solaire a déjà été décrit en détails dans le document FR 3 022 360 au nom de la demanderesse et seules ses parties essentielles vont être reprises ci-dessous.The device for transporting and positioning the cleaning robot successively opposite parallel lines of horizontal mirrors of the solar installation has already been described in detail in the document FR 3 022 360 in the name of the applicant and only its essential parts will be repeated below.
[0032] L’installation solaire 1 comprend également un dispositif permettant de transporter et de positionner le robot de nettoyage 6 en regard successivement des lignes parallèles L1, L2, ... Ln de miroirs horizontaux 2, montées sur la structure du support 3 pour lancer une séquence de nettoyage des miroirs horizontaux de chaque ligne par le robot 6 pouvant se déplacer en sens aller et retour le long de la ligne de miroirs 2.The solar installation 1 also includes a device for transporting and positioning the cleaning robot 6 successively opposite parallel lines L1, L2, ... Ln of horizontal mirrors 2, mounted on the structure of the support 3 for start a cleaning sequence of the horizontal mirrors of each line by the robot 6 which can move back and forth along the line of mirrors 2.
[0033] Ce dispositif comprend un chariot mobile 16 pouvant porter le robot 6 et des moyens, qui seront définis ci-dessous, permettant de commander le déplacement en translation du chariot 16 relativement à la structure de support fixe 3 des lignes miroirs 2 suivant un chemin de guidage transversal aux lignes de miroirs 2, de positionner automatiquement le chariot en alignement et successivement avec les lignes de miroirs 2 et de commander le transfert du robot 6 à partir du chariot 16 sur chaque ligne de miroirs 2 alignée avec le chariot 16 pour effectuer une séquence de nettoyage des miroirs horizontaux 2 de la ligne, lequel robot de nettoyage 6 est récupéré par le chariot 16 à la fin de cette séquence de nettoyage.This device comprises a mobile carriage 16 which can carry the robot 6 and means, which will be defined below, making it possible to control the movement in translation of the carriage 16 relative to the fixed support structure 3 of the mirror lines 2 along a guide path transverse to the mirror lines 2, to automatically position the carriage in alignment and successively with the mirror lines 2 and to control the transfer of the robot 6 from the carriage 16 to each line of mirrors 2 aligned with the carriage 16 for perform a cleaning sequence of the horizontal mirrors 2 of the line, which cleaning robot 6 is recovered by the carriage 16 at the end of this cleaning sequence.
[0034] De préférence, les moyens de commande du déplacement en translation du chariot 16 et de son positionnement automatique en alignement avec chaque ligne de miroirs 2 comprennent un ensemble à servomoteur 17 et codeur intégré 17a embarqué sur le chariot 16 en partie supérieure de celui-ci, un mécanisme interposé entre le servomoteur 17 et la structure de support 3 de la ligne de miroirs 2 pour entraîner en translation le chariot 16 relativement à la structure de support 3 suivant le chemin de guidage transversal, une électronique de commande EC du servomoteur 17 fixée au sol au voisinage du milieu de la course du chariot 16 entre la première ligne L1 et la dernière ligne Ln de miroirs 2 en un emplacement ne gênant pas le déplacement en translation de ce chariot. Le servomoteur peut être du type électrique. L'électronique de commande EC peut être logée dans un coffret, non représenté, fixé au sol.Preferably, the means for controlling the translational movement of the carriage 16 and of its automatic positioning in alignment with each line of mirrors 2 comprise a servomotor assembly 17 and integrated encoder 17a on board the carriage 16 in the upper part of that -this, a mechanism interposed between the servomotor 17 and the support structure 3 of the line of mirrors 2 to drive in translation the carriage 16 relative to the support structure 3 along the transverse guide path, an EC control electronics of the servomotor 17 fixed to the ground in the vicinity of the middle of the stroke of the carriage 16 between the first line L1 and the last line Ln of mirrors 2 in a location which does not hinder the translational movement of this carriage. The actuator can be of the electric type. The EC control electronics can be housed in a box, not shown, fixed to the ground.
[0035] Le mécanisme d'entrainement en translation du chariot 16 comprend une roue dentée verticale solidaire de l'arbre moteur du servomoteur 17 et une crémaillère horizontale solidaire de la traverse 4 de la structure de support 3 le long de celle-ci, c'està-dire suivant une direction transversale aux lignes de miroirs 2, laquelle crémaillère est en engrènement avec la roue dentée.The translational drive mechanism of the carriage 16 comprises a vertical toothed wheel secured to the motor shaft of the booster 17 and a horizontal rack secured to the cross member 4 of the support structure 3 along the latter, c that is to say in a direction transverse to the lines of mirrors 2, which rack is in mesh with the toothed wheel.
[0036] Les moyens de commande du déplacement en translation du chariot 16 et de son positionnement automatique en alignement avec chaque ligne de miroirs 2 comprennent en outre un capteur solidaire du chariot 16 et qui coopère avec une partie fixe solidaire de la traverse 4 de la structure de support 3 en un emplacement définissant la position de référence de départ du chariot 16 vers les lignes successives de miroirs 2. Le capteur 31 est relié à l’électronique de commande EC et peut fournir à celle-ci un signal électrique relatif à la position de référence de départ du chariot 16 vers les lignes successives de miroirs 2.The means for controlling the translational movement of the carriage 16 and of its automatic positioning in alignment with each line of mirrors 2 further comprise a sensor secured to the carriage 16 and which cooperates with a fixed part secured to the cross member 4 of the support structure 3 at a location defining the starting reference position of the carriage 16 towards the successive lines of mirrors 2. The sensor 31 is connected to the control electronics EC and can provide the latter with an electrical signal relating to the starting reference position of the carriage 16 towards the successive lines of mirrors 2.
[0037] Le chariot mobile comprend un deuxième capteur 50, qui est relié à l’électronique de commande EC, et apte à fournir à celle-ci un signal de détection de la présence du robot 6 sur le chariot 16 à une position de départ du robot pour son transfert vers une ligne de miroirs 2 à nettoyer lorsque le chariot est en alignement avec cette ligne.The mobile carriage comprises a second sensor 50, which is connected to the EC control electronics, and capable of providing the latter with a signal for detecting the presence of the robot 6 on the carriage 16 at a starting position of the robot for its transfer to a line of mirrors 2 to be cleaned when the carriage is in alignment with this line.
[0038] Les moyens de commande du transfert du robot de nettoyage 6 du chariot 16 sur une ligne de miroirs 2 alignée avec le chariot 16 comprennent un circuit émetteur 60 faisant partie de l'électronique de commande EC et un circuit récepteur 61 embarqué au robot de nettoyage 6 et pouvant recevoir du circuit émetteur 60, par voie hertzienne, un signal de commande du déplacement du robot 6 vers et sur la ligne de miroirs 2.The control means of the transfer of the cleaning robot 6 from the carriage 16 on a line of mirrors 2 aligned with the carriage 16 comprise a transmitter circuit 60 forming part of the control electronics EC and a receiver circuit 61 on board the robot cleaning 6 and able to receive from the transmitter circuit 60, by radio, a signal for controlling the movement of the robot 6 towards and on the line of mirrors 2.
[0039] Ainsi, lorsque la présence du robot 6 sur le chariot 16 est détectée par le deuxième capteur 50, le circuit émetteur 60, sous la commande de l'électronique de commande EC, peut émettre un signal radio au circuit émetteur du robot 6, dont le moteur de propulsion 8 est activé pour déplacer le robot 6 du chariot 16 vers la ligne de miroirs 2 alignée avec ce chariot 6 pour effectuer une séquence de nettoyage des miroirs 2 de cette ligne.Thus, when the presence of the robot 6 on the carriage 16 is detected by the second sensor 50, the transmitter circuit 60, under the control of the EC control electronics, can transmit a radio signal to the transmitter circuit of the robot 6 , whose propulsion motor 8 is activated to move the robot 6 from the carriage 16 to the line of mirrors 2 aligned with this carriage 6 to perform a sequence of cleaning the mirrors 2 of this line.
[0040] L'électronique de commande EC est également adaptée pour piloter une électrovanne EV permettant de remplir le réservoir 14 du robot 6 en liquide de lavage lorsque ce robot 6 est présent en fin de course sur le chariot 16, des connecteurs électriques 65, 66 sont raccordés électriquement et hydrauliquement l'un à l'autre et un capteur de détection de niveau de remplissage 68 fournit un signal électrique relatif à un faible niveau de liquide de lavage dans le réservoir 14. En variante, dans les mêmes conditions, l'électronique de commande EC, au lieu d'une électrovanne, peut commander une pompe puisant du liquide de nettoyage de la source au sol ou d'un bac fixe au sol pour remplir le réservoir 14 du robot 6 en liquide de lavage.The EC control electronics are also suitable for controlling an EV solenoid valve making it possible to fill the reservoir 14 of the robot 6 with washing liquid when this robot 6 is present at the end of travel on the carriage 16, electrical connectors 65, 66 are electrically and hydraulically connected to each other and a filling level detection sensor 68 provides an electrical signal relating to a low level of washing liquid in the reservoir 14. As a variant, under the same conditions, the EC control electronics, instead of a solenoid valve, can control a pump drawing cleaning liquid from the ground source or from a fixed tank on the ground to fill the tank 14 of the robot 6 with washing liquid.
[0041] Le robot de nettoyage 6 et le chariot mobile 16 comprennent en outre des organes de centrage permettant un alignement axial précis des connecteurs électriques et hydrauliques 76, 78, 79 lorsque le robot 6 est présent sur le chariot 16.The cleaning robot 6 and the movable carriage 16 further include centering members allowing precise axial alignment of the electrical and hydraulic connectors 76, 78, 79 when the robot 6 is present on the carriage 16.
[0042] Le fonctionnement du dispositif de l’invention ressort de la description qui précède et va être brièvement expliqué ci-après.The operation of the device of the invention is apparent from the above description and will be briefly explained below.
[0043] Le robot est programmé pour réaliser un nettoyage périodique des surfaces réfléchissantes, et de manière avantageuse, un tel nettoyage est réalisé une fois par jour.The robot is programmed to perform periodic cleaning of the reflective surfaces, and advantageously, such cleaning is carried out once a day.
[0044] On se place dans les conditions de départ, le robot 6 étant sur le chariot 16 et la position de ce dernier correspond à celle où le chariot 16 est en alignement avec la première ligne de miroirs 2. Le robot 6 se déplace ensuite le long de la première ligne de miroirs 2 en sens aller SA pour effectuer une première séquence de nettoyage E1 des surfaces réfléchissantes des miroirs 2 de la première ligne, puis en sens retour SR pour effectuer une seconde séquence de nettoyage E2, E3, E4 des surfaces réfléchissantes des miroirs de la première ligne. La première séquence E1 est un nettoyage par brossage rotatif des surfaces réfléchissantes des miroirs suivant le sens aller le long de la rangée de miroirs de chaque ligne de l’installation solaire.We place ourselves in the starting conditions, the robot 6 being on the carriage 16 and the position of the latter corresponds to that where the carriage 16 is in alignment with the first line of mirrors 2. The robot 6 then moves along the first line of mirrors 2 in the forward direction SA to perform a first cleaning sequence E1 of the reflecting surfaces of the mirrors 2 of the first line, then in the reverse direction SR to carry out a second cleaning sequence E2, E3, E4 of the reflective surfaces of first line mirrors. The first sequence E1 is a cleaning by rotary brushing of the reflecting surfaces of the mirrors in the forward direction along the row of mirrors of each line of the solar installation.
[0045] Le robot retourne alors sur le chariot, ce dernier se déplaçant alors de sorte que la position du chariot corresponde à celle où le chariot est en alignement avec la deuxième ligne de miroirs. Le robot se déplace ensuite le long de la deuxième ligne de miroirs en sens aller pour effectuer la première séquence de nettoyage E1 des surfaces réfléchissantes des miroirs de la deuxième ligne, puis en sens retour pour effectuer une seconde séquence de nettoyage E2, E3, E4 des surfaces réfléchissantes des miroirs de la deuxième ligne.The robot then returns to the carriage, the latter then moving so that the position of the carriage corresponds to that where the carriage is in alignment with the second line of mirrors. The robot then moves along the second line of mirrors in the forward direction to perform the first cleaning sequence E1 of the reflecting surfaces of the mirrors in the second line, then in the reverse direction to perform a second cleaning sequence E2, E3, E4 reflective surfaces of the second line mirrors.
[0046] Le processus de déplacement du chariot et les séquences de nettoyage E1, E2, E3, E4 réalisées par le robot, décrits pour les première et deuxième lignes de miroirs, se répètent alors pour toutes les lignes de miroirs de l’installation.The process of moving the carriage and the cleaning sequences E1, E2, E3, E4 carried out by the robot, described for the first and second lines of mirrors, are then repeated for all the lines of mirrors in the installation.
[0047] Selon l’invention, le procédé de nettoyage des surfaces réfléchissantes des miroirs plans ou légèrement incurvés de l’installation solaire, lorsque le robot réalise les première E1 et seconde E2, E3, E4 séquences de nettoyage, va maintenant être décrit.According to the invention, the method of cleaning the reflective surfaces of flat or slightly curved mirrors of the solar installation, when the robot performs the first E1 and second E2, E3, E4 cleaning sequences, will now be described.
[0048] Préalablement à la première séquence de nettoyage E1, le procédé comprend une étape T1 de détection de l’occurrence d’une tempête de sable intervenue après le dernier nettoyage réalisé. Il est crucial de détecter un tel évènement climatique, car l'occurrence d'une telle tempête provoque un important dépôt de poussière sur les surfaces réfléchissantes des miroirs. Or, si de la poussière est présente en quantité importante sur les surfaces réfléchissantes des miroirs, l’ajout d’eau sur ces surfaces réfléchissantes provoque la formation d’une boue qui une fois sèche forme une croûte particulièrement difficile à enlever, qui en outre diminue fortement le rendement énergétique de l’installation solaire.Prior to the first cleaning sequence E1, the method comprises a step T1 of detecting the occurrence of a sandstorm which occurred after the last cleaning carried out. It is crucial to detect such a climatic event, since the occurrence of such a storm causes a significant deposit of dust on the reflecting surfaces of the mirrors. However, if there is a large amount of dust on the reflecting surfaces of the mirrors, the addition of water on these reflecting surfaces causes the formation of a mud which, once dry, forms a crust which is particularly difficult to remove, which furthermore greatly reduces the energy efficiency of the solar installation.
[0049] Ainsi, la détection de l’occurrence d’une tempête de sable T1, intervenue après le dernier nettoyage périodique réalisé, déclenche lors du nettoyage périodique suivant la première séquence de nettoyage E1 ainsi qu’une seconde séquence de nettoyage E2 en sens inverse de la première séquence E1, par brossage rotatif des surfaces réfléchissantes. On évite donc d’ajouter de l’eau si le nettoyage a lieu après une tempête de sable, c’est à dire lorsque les surfaces réfléchissantes sont couvertes de poussière. La formation de boue est donc évitée.Thus, the detection of the occurrence of a sandstorm T1, which occurred after the last periodic cleaning carried out, triggers during the periodic cleaning following the first cleaning sequence E1 as well as a second cleaning sequence E2 in the direction reverse of the first sequence E1, by rotary brushing of the reflecting surfaces. We therefore avoid adding water if cleaning takes place after a sandstorm, that is to say when the reflective surfaces are covered with dust. The formation of mud is therefore avoided.
[0050] Afin de détecter les tempêtes de poussière, l’installation solaire comprend un système de suivi du soleil, aussi connu sous le nom de traqueur solaire, qui comporte un capteur pyrhéliométrique pour mesurer l’ensoleillement (ou rayonnement) normal direct, ainsi qu’un capteur du type pyranomètre pour mesurer le rayonnement solaire total. Un calculateur du robot de nettoyage peut en déduire le rayonnement solaire diffus en soustrayant le rayonnement normal direct du rayonnement solaire total. L’installation solaire comprend un capteur météorologique pour mesurer la vitesse du vent.In order to detect dust storms, the solar installation includes a sun tracking system, also known as a solar tracker, which includes a pyrheliometric sensor to measure the direct normal sunshine (or radiation), as well than a pyranometer-type sensor to measure total solar radiation. A computer in the cleaning robot can deduce the diffuse solar radiation by subtracting the normal direct radiation from the total solar radiation. The solar installation includes a weather sensor to measure the wind speed.
[0051] Enfin, afin de mémoriser l’occurrence d’une tempête de sable intervenue après le dernier nettoyage périodique, le robot comprend un espace mémoire, par exemple intégré au programmateur destiné à déclencher le nettoyage périodique, de sorte que la mémorisation d’un tel évènement climatique permette lors du nettoyage périodique suivant le déclenchement des séquences de nettoyage appropriées.Finally, in order to memorize the occurrence of a sandstorm that occurred after the last periodic cleaning, the robot includes a memory space, for example integrated into the programmer intended to trigger the periodic cleaning, so that the memorization of such a climatic event allows for periodic cleaning following the triggering of the appropriate cleaning sequences.
[0052] L’analyse par le calculateur du robot de la vitesse du vent ainsi que de l’évolution du rayonnement direct et du rayonnement diffus permet de détecter les tempêtes de sable.The analysis by the robot's computer of the wind speed as well as the evolution of direct and diffuse radiation makes it possible to detect sandstorms.
[0053] Si aucune tempête de sable n’est détectée, alors le procédé comprend, préalablement à la première séquence de nettoyage E1, une étape de vérification T2 de la présence d’eau sur les surfaces réfléchissantes des miroirs.If no sandstorm is detected, then the method comprises, prior to the first cleaning sequence E1, a step of checking T2 for the presence of water on the reflecting surfaces of the mirrors.
[0054] Pour vérifier la présence d’eau sur les surfaces réfléchissantes, l’installation solaire comprend un capteur de type pluviomètre météorologique et un capteur de type sonde d’humidité relative météorologique, permettant de mesurer respectivement la pluviométrie et le degré d’humidité relative de l’air ambiant. En outre, l’installation solaire comprend un capteur de température, par exemple une sonde de contact placée sur une surface réfléchissante d’un miroir, pour mesurer la température des miroirs. Enfin, l’installation comprend un capteur de température de l’air ambiant.To check the presence of water on the reflective surfaces, the solar installation comprises a sensor of the meteorological rain gauge type and a sensor of the meteorological relative humidity type sensor, making it possible to measure the rainfall and the humidity degree respectively. relative ambient air. In addition, the solar installation includes a temperature sensor, for example a contact probe placed on a reflecting surface of a mirror, to measure the temperature of the mirrors. Finally, the installation includes an ambient air temperature sensor.
[0055] La mesure de la température de l’air ambiant et de l’humidité relative permet au calculateur du robot de déduire le point de rosée, c’est-à-dire la température à partir de laquelle l’eau contenue dans l’air ambiant se condense spontanément sur une surface. Cette donnée de point de rosée, couplée à la donnée de température des miroirs, permet au calculateur de vérifier si de l’eau issue de la condensation est présente sur les surfaces réfléchissantes. En outre, par mesure de la pluviométrie, le capteur du robot peut détecter si de l’eau issue de la pluie est présente sur les surfaces réfléchissantes.The measurement of the ambient air temperature and the relative humidity allows the robot computer to deduce the dew point, that is to say the temperature from which the water contained in the ambient air spontaneously condenses on a surface. This dew point data, coupled with the mirror temperature data, allows the computer to check whether water from condensation is present on the reflective surfaces. In addition, by measuring rainfall, the robot’s sensor can detect whether rainwater is present on the reflective surfaces.
[0056] Si de l’eau est présente sur les surfaces réfléchissantes, la première séquence de nettoyage par brossage rotatif est suivie d’une seconde séquence de nettoyage E3 en sens inverse de la première séquence E1, cette seconde séquence E3 comprenant successivement une phase de brossage rotatif des surfaces réfléchissantes et une phase de raclage des surfaces réfléchissantes pour sécher les miroirs. L’ajout d’eau est ici inutile pour nettoyer les surfaces réfléchissantes, à cause de la présence d’eau sur ces surfaces due à la pluie ou à la condensation.If water is present on the reflecting surfaces, the first cleaning sequence by rotary brushing is followed by a second cleaning sequence E3 in the opposite direction to the first sequence E1, this second sequence E3 successively comprising a phase rotary brushing of the reflective surfaces and a scraping phase of the reflective surfaces to dry the mirrors. The addition of water is unnecessary here to clean the reflective surfaces, because of the presence of water on these surfaces due to rain or condensation.
[0057] Lorsqu’aucune présence d’eau n’est détectée sur les surfaces réfléchissantes, la première séquence de nettoyage E1 par brossage rotatif est suivie d’une seconde séquence de nettoyage E4 en sens inverse de la première séquence E1, cette seconde séquence E4 comprenant successivement une phase de pulvérisation d’eau de lavage sous forme de jets coniques plats sur les surfaces réfléchissantes, une phase de brossage rotatif des surfaces réfléchissantes et une phase de raclage des surfaces réfléchissantes pour sécher les miroirs. Cette seconde séquence de nettoyage E4 est ici identique à celle décrite dans le document FR 3 022 360 au nom de la demanderesse.When no water is detected on the reflecting surfaces, the first cleaning sequence E1 by rotary brushing is followed by a second cleaning sequence E4 in the opposite direction to the first sequence E1, this second sequence E4 successively comprising a washing water spraying phase in the form of flat conical jets on the reflecting surfaces, a rotary brushing phase of the reflecting surfaces and a scraping phase of the reflecting surfaces to dry the mirrors. This second cleaning sequence E4 is here identical to that described in the document FR 3 022 360 in the name of the applicant.
[0058] Enfin, le procédé comprend une étape préliminaire T0 de mesure de la température de l’air ambiant, et/ou avantageusement de la température des surfaces réfléchissantes, et de vérification que cette température est supérieure à zéro degrés celsius. Si la température mesurée à cette étape T0 est supérieure à zéro degrés celsius, alors les étapes et séquences suivant cette étape préliminaire T0 sont mises en œuvre. En revanche, si la température mesurée à cette étape T0 est inférieure ou égale à zéro degrés celsius, alors le procédé de nettoyage selon l’invention est remis à un moment ultérieur, lorsque la température de l’air ambiant sera de nouveau supérieure à zéro degrés celsius et que le procédé ne gênera pas le fonctionnement de l’installation, lorsque le soleil sera couché par exemple.Finally, the method comprises a preliminary step T0 for measuring the temperature of the ambient air, and / or advantageously the temperature of the reflective surfaces, and verifying that this temperature is greater than zero degrees celsius. If the temperature measured in this step T0 is greater than zero degrees celsius, then the steps and sequences following this preliminary step T0 are implemented. On the other hand, if the temperature measured at this stage T0 is less than or equal to zero degrees celsius, then the cleaning process according to the invention is postponed to a later time, when the temperature of the ambient air will again be greater than zero degrees celsius and that the process will not interfere with the operation of the installation, when the sun is down for example.
[0059] Le procédé de nettoyage selon l’invention permet ainsi d’adapter les séquences de nettoyage des surfaces réfléchissantes des miroirs de l’installation solaire en fonction des évènements climatiques et de leur évolution. Le procédé de l’invention permet donc de faire des économies substantielles d’eau et d’énergie nécessaires au fonctionnement 5 du robot de nettoyage. En outre, le procédé empêchant désormais la formation d’une croûte sèche de boue sur les surfaces réfléchissantes des miroirs, le rendement énergétique de l’installation solaire n’est pas altéré.The cleaning method according to the invention thus makes it possible to adapt the cleaning sequences of the reflecting surfaces of the mirrors of the solar installation as a function of climatic events and their evolution. The process of the invention therefore makes it possible to make substantial savings in water and energy necessary for the operation of the cleaning robot. In addition, since the process now prevents the formation of a dry crust of mud on the reflecting surfaces of the mirrors, the energy efficiency of the solar installation is not affected.
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