JP2010161141A - Device for cleaning solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、太陽電池モジュールの洗浄装置に関するものである。 The present invention relates to a cleaning device for a solar cell module.
近年、薄膜太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールが提案されている。この太陽電池モジュール10は、図5および図6に示すように、受光面となるガラス基板などの透光性基板11の裏面に積層形成された薄膜太陽電池セル12、薄膜太陽電池セル12の周囲で透光性基板11に接着して形成された枠状のスペーサ13、スペーサ13の枠内に充填されて薄膜太陽電池セル12を被覆する低反発性樹脂部14、低反発性樹脂部14の外面を被覆する裏面シート15から構成されており、薄膜太陽電池セル12からは図示しない出力端子が裏面シート15の端子用穴15aから導出されている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, solar cell modules having thin-film solar cells have been proposed. As shown in FIGS. 5 and 6, this
なお、太陽電池モジュール10は、詳細には図示しないが、1枚、または、必要に応じて複数枚を縦方向あるいは横方向に配列し、その周縁部にアルミ押出成形品などからなる左右の縦枠および上下の横枠を嵌め込み、縦枠、横枠を相互に固定して補強し、屋根などに設置される。
The
このような太陽電池モジュール10は屋外に設置される関係上、経年使用により受光面側の透光性基板11の表面に空気中の塵埃や砂塵などが堆積して付着し、これにより薄膜太陽電池セル12に到達する光量が減少し、太陽電池モジュール10の出力が低下するものとなる。このため、透光性基板11の表面に洗浄水を散布、噴射し、堆積して付着した塵埃や砂塵などを洗浄するようにしている(例えば、特許文献2乃至4参照)。
Since such a
ところで、前述した太陽電池モジュールは、通常、勾配屋根に設置されており、洗浄水を散布、噴射すれば、洗浄水は透光性基板の表面を勾配に沿って流下し、表面に堆積して付着した塵埃や砂塵などを洗い流して洗浄することができる。しかしながら、建物などの屋上(陸屋根)や低緯度地域などに太陽電池モジュールを設置する場合、その受光面を地面と略平行なほぼ水平に配置することがある。この場合には、洗浄水を散布、噴射しても、洗浄水は水流によって周囲に流れるだけであり、洗浄効果は一部分に限定され、洗浄されない部分が残るものとなる。また、洗浄水が滞留した場合には、洗浄水が蒸発すると、洗浄水に溶け込んだ塵埃や砂塵などがそのまま残留することから、洗浄効果が限定的になるおそれがある。 By the way, the solar cell module described above is usually installed on a sloped roof, and if spraying and spraying cleaning water, the cleaning water flows down the surface of the translucent substrate along the gradient and accumulates on the surface. It is possible to wash away the adhering dust and sand dust. However, when a solar cell module is installed on a rooftop (land roof) such as a building or in a low latitude area, the light receiving surface may be arranged substantially horizontally in parallel with the ground. In this case, even if the cleaning water is sprayed and sprayed, the cleaning water only flows to the surroundings by the water flow, and the cleaning effect is limited to a part, and a part that is not cleaned remains. In addition, when the cleaning water stays, if the cleaning water evaporates, dust or sand dissolved in the cleaning water remains as it is, so that the cleaning effect may be limited.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、受光面をほぼ水平に配置した太陽電池モジュールに塵埃や砂塵などが堆積することによる発電効率の低下を防止することのできる太陽電池モジュールの洗浄装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of such problems, and a solar cell capable of preventing a decrease in power generation efficiency due to accumulation of dust, sand, or the like on a solar cell module in which a light receiving surface is arranged substantially horizontally. A module cleaning apparatus is provided.
本発明は、架台に対して太陽電池モジュールを起伏手段を介して回動自在に連結するとともに、太陽電池モジュールを洗浄する洗浄ブラシを有するブラシユニットを移動機構を介して上下縦方向に移動自在に、かつ、回転自在に設け、起伏手段による太陽電池モジュールの回動に連動してブラシユニットを移動機構を介して太陽電池モジュールの上端部と下端部との間で回転しつつ往復移動させ、太陽電池モジュールの表面を回転する洗浄ブラシによって洗浄することを特徴とするものである。 In the present invention, a solar cell module is pivotally connected to a gantry via an undulating means, and a brush unit having a cleaning brush for cleaning the solar cell module is movable vertically and vertically via a moving mechanism. The brush unit is reciprocated while rotating between the upper end and the lower end of the solar cell module via a moving mechanism in conjunction with the rotation of the solar cell module by the undulating means, The surface of the battery module is cleaned with a rotating cleaning brush.
本発明によれば、起伏手段を駆動して太陽電池モジュールを架台との連結部回りに起立させる。太陽電池モジュールが起立すると、移動機構が太陽電池モジュールの上端部から下端部にかけて縦方向に移動することにより、移動機構の移動に伴って移動機構を介して回転自在に設けられたブラシユニットが同方向に移動しながら回転し、太陽電池モジュールの表面を回転する洗浄ブラシによって掃き出して洗浄することができる。一方、起伏手段を介して太陽電池モジュールを受光面が略水平面を形成するように伏倒させると、移動機構が太陽電池モジュールの下端部から上端部にかけて縦方向に移動し、移動機構の移動に伴ってブラシユニットが同方向に移動しながら回転し、太陽電池モジュールの表面を再度洗浄して元の位置まで移動する。 According to the present invention, the undulating means is driven to erect the solar cell module around the connecting portion with the gantry. When the solar cell module stands up, the moving mechanism moves in the vertical direction from the upper end portion to the lower end portion of the solar cell module, so that the brush unit provided rotatably through the moving mechanism is the same as the moving mechanism moves. It rotates while moving in the direction and can be cleaned by sweeping the surface of the solar cell module with a rotating cleaning brush. On the other hand, when the solar cell module is laid down through the undulation means so that the light receiving surface forms a substantially horizontal plane, the moving mechanism moves in the vertical direction from the lower end portion to the upper end portion of the solar cell module, and the movement mechanism moves. Accordingly, the brush unit rotates while moving in the same direction, and the surface of the solar cell module is washed again and moved to the original position.
この結果、受光面をほぼ水平に配置した太陽電池モジュールにおいても、太陽電池モジュールを起伏させる起伏手段および移動機構を利用してブラシユニットを太陽電池モジュールの上端部と下端部との間の縦方向に往復移動させながら回転させて、太陽電池モジュールの表面に堆積した塵埃や砂塵などを回転する洗浄ブラシによって掃き出して洗浄することができる。 As a result, even in the solar cell module in which the light receiving surface is arranged almost horizontally, the brush unit is moved in the vertical direction between the upper end portion and the lower end portion of the solar cell module by using the undulating means and the moving mechanism that undulate the solar cell module The dust can be rotated while being reciprocated, and dust or sand accumulated on the surface of the solar cell module can be swept out and cleaned by a rotating cleaning brush.
ここで、起伏手段の駆動源としては、太陽電池モジュールによって発電された電気をバッテリーに貯え、バッテリーによって電動モータを駆動させるとともに、駆動する電動モータを利用して油圧ポンプや圧縮機を駆動すればよい。 Here, as a drive source for the undulating means, the electricity generated by the solar cell module is stored in the battery, and the electric motor is driven by the battery, and the hydraulic pump and the compressor are driven using the electric motor to be driven. Good.
本発明において、前記移動機構が太陽電池モジュールの左右縦方向に設けられたガイドシャフトに摺動自在に嵌挿されたスライダと、スライダと架台とに回動自在に連結されたアームと、スライダに回転自在に支持されて太陽電池モジュールの左右縦方向に設けられたラックと噛み合う歯車を備え、また、ブラシユニットが移動機構の歯車と噛み合う従動歯車を設けてスライダに回転自在に軸支された回転軸および回転軸に植込台を介して植設された洗浄ブラシを備えることが好ましい。これにより、移動機構のスライダがガイドシャフトに沿って移動するとき、移動機構のスライダに設けられたブラシユニットも同方向に確実に移動しながら回転することから、太陽電池モジュールの表面を回転する洗浄ブラシによって掃き出して洗浄することができる。 In the present invention, the moving mechanism is slidably fitted on a guide shaft provided in the left and right vertical direction of the solar cell module, an arm rotatably connected to the slider and the gantry, and a slider. Rotation supported rotatably and rotatably supported by a slider with a gear that meshes with a rack provided in the left and right vertical direction of the solar cell module and a driven gear that meshes with a gear of the moving mechanism. It is preferable to provide a cleaning brush that is implanted on the shaft and the rotation shaft via an implantation table. As a result, when the slider of the moving mechanism moves along the guide shaft, the brush unit provided on the slider of the moving mechanism also rotates while moving in the same direction reliably, so that the cleaning that rotates the surface of the solar cell module is performed. It can be swept out and cleaned with a brush.
本発明によれば、受光面をほぼ水平に配置した太陽電池モジュールに塵埃や砂塵などが堆積することによる発電効率の低下を防止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of power generation efficiency by dust, sand dust, etc. accumulating on the solar cell module which has arrange | positioned the light-receiving surface substantially horizontally can be prevented.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1乃至図3には、本発明の太陽電池モジュールの洗浄装置1の一実施形態が示されている。
1 to 3 show an embodiment of a solar cell
この洗浄装置1は、架台2と、架台2に下端部を回動自在に支持された太陽電池モジュール10と、太陽電池モジュール10と架台2との間に配設された起伏手段3と、太陽電池モジュール10の左右幅方向の長さに相当する長さを有して太陽電池モジュール10の表面上方を縦方向に移動自在な、かつ、回転自在なブラシユニット4と、ブラシユニット4を太陽電池モジュール10の上端部から下端部にかけて回転しつつ往復移動させる移動機構5とから構成されている。
The
ここで、太陽電池モジュール10は、前述した構成を有しており、それらの周縁部に左右の縦枠16および上下の横枠17を嵌め込んで相互に固定することにより構成されている。また、太陽電池モジュール10は、通常、その受光面がほぼ水平面を形成するように配置されている他、ブラシユニット4は、太陽光を遮らないように、太陽電池モジュール10の上横枠17の上方に配置されている(図1、図2参照)。
Here, the
起伏手段3は、例えば、起伏シリンダであって、そのピストンロッドが架台2に回動自在に軸連結され、本体が太陽電池モジュール10の左右の縦枠16間に配設された中桟(図示せず)に回動自在に軸連結されている。
The
ブラシユニット4は、図4に示すように、後述する移動機構5のスライダ53に回転自在に軸支された回転軸41、回転軸41に設けた植込台42および植込台42に周方向に間隔をおいて、かつ、軸心方向に連続して植設されたプラスチック製、例えば、ポリプロピレン製の洗浄ブラシ43からなり、回転軸41の両端部には従動歯車44が固定されている。
As shown in FIG. 4, the
移動機構5は、図4に詳細に示すように、太陽電池モジュール10の上端部および下端部に対応する左右の縦枠16にそれぞれ固定された連結部材51と、それぞれ上下の連結部材51にわたって設けられた左右のガイドシャフト52と、リニアベアリングを有して各ガイドシャフト52にそれぞれ摺動自在に嵌挿された一対のスライダ53と、左右のスライダ53と架台2間にそれぞれピン連結されたアーム54と、太陽電池モジュール10の上端部および下端部に対応する左右の縦枠16上にそれぞれ固定されたラック55と、スライダ53の内面側に回転自在に支持されて、ラック55と噛み合うとともに、前述したブラシユニット4の従動歯車44と噛み合う歯車56とから構成されている。そして、左右のスライダ53間および左右のアーム54間には、それぞれ同調バー531および同調ロッド541(図1参照)が連結されており、左右が同調して移動するように設定されている。また、上下の連結部材51の上面にわたってガイドバー57が配設されており、スライダ53に固定されたガイド部材532に回転自在に設けたガイドローラ58が支持されている。
As shown in detail in FIG. 4, the
なお、左右のスライダ53を同調して移動させる同調バー531は、スライダ53に固定されたガイド部材532にわたって連結されている。
Note that a
ここで、起伏シリンダ3の油圧源またはエア源としては、詳細には図示しないが、太陽電池モジュール10によって発電された電気を利用して電動モータを駆動し、電動モータを介して油圧ポンプまたは圧縮機を駆動すればよい。
Here, the hydraulic source or air source of the undulating
次に、このように構成された洗浄装置1の作動について説明する。
Next, the operation of the
まず、太陽電池モジュール10の洗浄が必要になった場合は、例えば、一定時間が経過した場合には、起伏シリンダ3を伸長作動させる。これにより、架台2に回動自在に連結された太陽電池モジュール10が上方に向けて徐々に起立する。この際、架台2と太陽電池モジュール10との軸支部および架台2とアーム54との軸支部間の長さ、スライダ53と架台2間に配設されたアーム54の長さを二辺とする三角形を形成するように、スライダ53がガイドシャフト52に沿って下方に摺動する。スライダ53が下方に向けて摺動すると、スライダ53に回転自在に支持されてラック55と噛み合う歯車56が図4において時計回り方向に回転する。そして、歯車56が回転すると、スライダ53に回転自在に支持されて歯車56と噛み合う従動歯車44が図4において反時計回り方向に設定された減速比で回転する。これにより、従動歯車44を設けた回転軸41、すなわち、洗浄ブラシ43が反時計回り方向に回転し、太陽電池モジュール10の透光性基板11の表面に堆積した塵埃や砂塵などを掃き出して洗浄する。
First, when the
起伏シリンダ3がストロークエンドまで伸長作動すると、太陽電池モジュール10は約60度の起伏角度に起立し、移動機構5および移動機構5のスライダ53に設けたブラシユニット4は太陽電池モジュール10の下端部に移動する(図3参照)。
When the
洗浄作業が終了したならば、起伏シリンダ3を縮退作動させることにより、架台2に回動自在に連結された太陽電池モジュール10が下方に向けて徐々に伏倒し、また、アーム54に規制されて、前述とは逆に、スライダ53がガイドシャフト52に沿って上方に摺動する。この際、前述とは逆に、スライダ53に回転自在に支持された歯車56がラック55と噛み合って図4において反時計回り方向に回転するとともに、スライダ53に回転自在に支持された従動歯車44が回転する歯車56と噛み合って図4において時計回り方向に設定された減速比で回転する。これにより、従動歯車44の回転軸41に設けた洗浄ブラシ43が時計回り方向に回転し、太陽電池モジュール10の透光性基板11の表面を再度掃き出して洗浄する。そして、起伏シリンダ3がストロークエンドまで縮退作動すると、太陽電池モジュール10は略水平状態に伏倒するとともに、移動機構5および移動機構5のスライダ53に設けたブラシユニット4は太陽電池モジュール10の上端部に移動し、元の位置に復帰するものである。
When the cleaning operation is completed, by retracting the
以上のように、本発明によれば、受光面をほぼ水平に配置した太陽電池モジュール10において、太陽電池モジュール10を起伏させる起伏シリンダ3および移動機構5を利用してブラシユニット4を回転させながら上下縦方向に移動させて太陽電池モジュール10の表面に堆積した塵埃や砂塵などを洗浄することができ、塵埃や砂塵などが堆積することによる発電効率の低下を防止することができる。
As described above, according to the present invention, in the
なお、前述した実施形態においては、薄膜太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールについて説明したが、結晶太陽電池セルを多数連結して形成した多連太陽電池セルを有する太陽電池モジュールであっても構わない。 In addition, in embodiment mentioned above, although the solar cell module provided with the thin film photovoltaic cell was demonstrated, you may be a solar cell module which has the multiple photovoltaic cell formed by connecting many crystalline photovoltaic cells. Absent.
また、太陽電池モジュール10の起伏手段として起伏シリンダ3を利用したが、シリンダに限るものではない。例えば、ロータリアクチュエータを太陽電池モジュール10の連結軸に連結してもよく、また、モータおよびチェーン−スプロケットや歯車などの減速機構を介して太陽電池モジュールを回動させるようにしてもよい。
Moreover, although the raising / lowering
さらに、回転する洗浄ブラシによって洗浄する場合を説明したが、回転軸としてパイプを利用するとともに、パイプに周方向および軸心方向にそれぞれ間隔をおいて複数個の小孔を形成し、パイプ状回転軸に圧縮空気を供給して小孔より噴出させ、圧縮空気の噴出による洗浄を併用してもよい。 Furthermore, although the case where it wash | cleans with the rotating washing brush was demonstrated, while using a pipe as a rotating shaft, several small holes were formed in the pipe at intervals in the circumferential direction and the axial direction, respectively, and a pipe-like rotation Compressed air may be supplied to the shaft and ejected from the small hole, and cleaning by ejecting the compressed air may be used in combination.
1 洗浄装置
2 架台
3 起伏手段(起伏シリンダ)
4 ブラシユニット
41 回転軸
43 洗浄ブラシ
44 従動歯車
5 移動機構
52 ガイドシャフト
53 スライダ
54 アーム
55 ラック
56 歯車
10 太陽電池モジュール
DESCRIPTION OF
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