JP2016026861A - ソーラーパネルの洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 列状に並んだソーラーパネルを洗浄不良の発生を抑えつつ、効率的に洗浄できる洗浄装置を提供する。
【解決手段】 ソーラーパネルの被洗浄面を洗浄するための洗浄体と、被洗浄面上で洗浄体を移動させるための移動部と、洗浄体および移動部が固定される躯体と、を備える洗浄ユニットを複数備える洗浄装置であって、複数の洗浄ユニットの躯体を互いに移動部の移動方向と交差する方向に連結し、かつ被洗浄面に対して少なくとも上下方向に屈曲可能な連結部と、連結部を跨いで複数の洗浄ユニットの躯体の上方に固定され、連結部の屈曲を規制する第１の規制部材と、を備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ソーラーパネルの洗浄装置に関する。

近年、環境保護の観点から、太陽光を電力に変換するソーラーパネル（太陽電池）を屋根に設置する家庭が増加している。また、世界規模で石油／原子力の代替エネルギーについての議論が行われており、太陽光発電などの再生可能エネルギーの固定価格買取制度の施策が実施され、企業、自治体、電力会社などにおいては、より大型な太陽光発電所を経営し、発電した電力の自社活用、売電による電力事業が行われるようになってきている。

これまで、ソーラーパネルは、雨などで表面上の汚れが取れるなど、メンテナンスフリーで発電できるとされていた。しかしながら、ソーラーパネルは、太陽光により発電するため、表面に枯れ葉やほこり等の汚れが付着すると、発電する電力量が急激に低下する。特に、砂漠／乾燥地帯などの降雨量の少ない地域、火山灰、黄砂、雪などの堆積物が多い地域では、年間を通して効率よく発電するためにソーラーパネル表面の汚れを清掃する必要があるとして、清掃作業を行っている。

特許文献１に記載のソーラーパネル洗浄機は、ソーラーパネル洗浄機のフレームにギアを施しその上を固定車で支えた歯車を電動させることで、フレーム上を移動する。また、洗浄モップ類が回転移動し、洗浄ホースからの給水噴射でソーラーパネルを洗浄する。

特開２０１０−２８７８６７（平成２２年１２月２４日公開）

しかしながら、特許文献１のソーラーパネル洗浄機においては、メガソーラー発電所に代表される、多数並べられたパネル群の洗浄を行うには、長い時間がかかるという課題がある。そのような、列状に多数並んだソーラーパネルを効率よく洗浄するためには、列方向に複数の洗浄機を連結して移動させることで、複数の列を並行で洗浄することが考えられる。

しかし、各列のソーラーパネルは、架台の寸法バラツキや架台の設置位置のバラツキ等の影響で設置高さや設置角度等にもバラツキがあり、連結した洗浄機をそれらのバラツキに対応しながら移動させるために、連結部分は可動させる必要があるが、連結部分が動くことによって洗浄機がソーラーパネルの被洗浄面から浮き上がり洗浄不良が生じるという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、列状に並んだソーラーパネルを洗浄不良の発生を抑えつつ、効率的に洗浄できる洗浄装置を提供することにある。

本発明は、ソーラーパネルの被洗浄面を洗浄するための洗浄体と、被洗浄面上で洗浄体を移動させるための移動部と、洗浄体および移動部が固定される躯体と、を備える洗浄ユニットを複数備える洗浄装置であって、複数の洗浄ユニットの躯体を互いに移動部の移動方向と交差する方向に連結し、かつ被洗浄面に対して少なくとも上下方向に屈曲可能な連結部と、連結部を跨いで複数の洗浄ユニットの躯体の上方に固定され、連結部の屈曲を規制する第１の規制部材と、を備える。

本発明のソーラーパネルの洗浄装置は、第１の規制部材と複数の洗浄ユニットの躯体との間に緩衝部材が配置されている。

本発明のソーラーパネルの洗浄装置は、連結部を跨いだ複数の躯体の側面に対面して、第１の規制部材に固定された第２の規制部材を備える。

本発明のソーラーパネルの洗浄装置は、第１の規制部材が線状部材であり、線状部材の張力を調整する張力調整部を備える。

本発明は、ソーラーパネルの被洗浄面を洗浄するための洗浄体と、被洗浄面上で洗浄体を移動させるための移動部と、洗浄体および移動部が固定される躯体と、を備える洗浄ユニットを複数備える洗浄装置であって、複数の洗浄ユニットの躯体を互いに移動部の移動方向と交差する方向に連結する天板及び側板とを有する連結部材と、連結部材の側板と複数の躯体のそれぞれを回動可能に接続する複数の回動部材とを備える。

本発明のソーラーパネルの洗浄装置は、連結部材の上方を跨いで複数の躯体のそれぞれに固定された板バネ部材と、板バネ部材と連結部材の天板との間に設けられ、板バネ部材と天板との間の間隔を調整可能にする第３の規制部材とを備える。

本発明のソーラーパネルの洗浄装置は、移動部が板金により形成された移動部ホルダに支持されており、移動部ホルダは、板金の一部に固定部が形成されていることを特徴とする。

本発明のソーラーパネルの洗浄装置は、移動部ホルダが連結部を挟んで一対で設置されていることを特徴とする。

本発明の洗浄装置によれば、洗浄不良の発生を抑えつつ、ソーラーパネルを効率的に洗浄することができる。

太陽光発電装置の設置状態を説明する平面図及び側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る洗浄ユニット及びガイド部の概略構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る洗浄ユニットの概略構成を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る洗浄装置を太陽電池モジュール列に設置した状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る洗浄装置を太陽電池モジュール列に設置した状態を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る洗浄装置を太陽電池モジュール列に設置した状態を示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る洗浄装置を太陽電池モジュール列に設置した状態を示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係る洗浄装置の移動部ホルダを説明する斜視図、平面図及び側面図である。 本発明の第６の実施形態に係る洗浄装置の移動部ホルダを説明する斜視図、平面図及び側面図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る洗浄装置について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。なお、実施形態の説明において、説明の便宜上、上、下、左、右の表現を用いるが、これらの表現は示した図に基づくものであって発明の構成を限定するものではない。

下記の実施形態においては、ソーラーパネル洗浄装置について説明するが、本発明の形態は、ソーラーパネル洗浄装置に限られず、屋根、床などの平坦な部分に利用する洗浄装置であればよい。

図１は、太陽光発電装置１００の設置状態を説明する図である。図１（ａ）は、太陽光発電装置１００の正面図であり、図１（ｂ）は、太陽光発電装置１００の側面図である。太陽光発電装置１００は、太陽電池モジュール１０１と太陽電池モジュール１０１を保持するための架台１０２と固定部材１０３とで構成される。固定部材１０３は、太陽電池モジュール１０１を架台１０２に固定する。太陽電池モジュール１０１には、太陽電池モジュール１０１の周辺を保護するためのフレーム１０４が設けられている。太陽電池モジュール１０１と設置基準面Ｇとの設置角度及び高さは設置状態により適宜選択される。設置角度については、発電量等を考慮して１０〜３０°程度に設定される。設置基準面Ｇ自体は、屋根のように傾いている場合もあり得る。

また、太陽電池モジュールは各辺がおよそ１ｍ〜２ｍの矩形状のパネルであり、特にメガソーラー等の陸上に設置されるものは、よりサイズの大きいものが用いられる傾向がある。

（洗浄ユニット１０の構成）
図２は、本実施形態に係る洗浄装置を構成する洗浄ユニット１０及びガイド部３０の概略構成を示す平面図である。図２に示すように、洗浄ユニット１０は、洗浄体であるブレード１１、ブレード１１を保持する保持部材が固定される躯体１２、モータ１３、タイヤやクローラー等の移動手段である移動部１４、タンク１５、ポンプ１６、液体供給部である配管１７及びノズル１８、バッテリー１９、連結部４０を備えており、ガイド部３０は、支柱部３１と、ガイド輪３２を備えている。また、洗浄ユニット１０の移動方向をＸとし、太陽電池モジュール１０１の受光面と平行かつＸ方向と直交する方向をＹとする。ブレード１１は、洗浄ユニット１０と共にＸ方向に移動できる。

そして、洗浄ユニット１０は、太陽電池モジュール１０１の被洗浄面である受光面に洗浄液を噴き付け、ブレード１１を太陽電池モジュールの受光面に押圧しつつ移動させて洗浄液を拭うことで、太陽電池モジュールの受光面を洗浄する。

１つの洗浄ユニット１０が太陽電池モジュールのパネル１枚に対応している。したがって、洗浄ユニットをパネルの列数分連結させることにより、効率的に被洗浄面全面を洗浄することができる。

１つの洗浄ユニットが太陽電池モジュール１枚に対応するので、ブレード１１のサイズは、対象となる太陽電池モジュールのサイズに合わせ、全体として１ｍ〜２ｍほどになる。したがって、洗浄ユニット１０のサイズも１ｍ〜２ｍほどになる。

洗浄ユニット１０に備えられた移動部１４は、太陽電池モジュール１０１のフレーム１０４上またはフレーム１０４近傍上に接触して移動する。この移動部１４により、太陽電池モジュール１０１と洗浄ユニット１０との間の距離が一定に保たれる。

洗浄装置の上端と下端に位置する洗浄ユニット１０の端部には、ガイド部３０が設けられる。ガイド部３０は、ガイド輪３２がフレーム１０４の側面に接触するように支柱部３１に取り付けられている。このガイド輪３２により、設置基準面に対して傾斜している太陽電池モジュール１０１からの洗浄装置の脱落・落下が防止され、かつ洗浄装置が太陽電池モジュール１０１の上下端に沿って直線的に移動する際の安定性が高められる。

ブレード１１の延びる方向は、洗浄ユニット１０の移動方向と垂直なＹ方向に対し、わずかに傾いていることが望ましい。本実施形態ではブレード１１の延びる方向は、Ｙ方向に対して１〜５°程度傾いている。これにより、洗浄ユニット１０が進行する際、ブレード１１が拭き取る太陽電池モジュール１０１上の汚水をブレード１１の傾斜方向に押し出す力が働き、太陽電池モジュール１０１の受光面から汚水をスムーズに排出することができる。また、ブレード１１をわずかに傾けることで、ブレード１１が太陽電池モジュール１０１の周囲のフレーム１０４の段差を乗り越える際、先に当たった箇所から徐々に乗り越えるようになるため、乗り越え時の負荷を大幅に低減することができる。なお、ブレード１１の傾きが１〜５°とわずかな量となっているのは、傾きが大きくなるほど、ブレード１１を収納する躯体１２の幅が増大するためである。

本実施形態では、洗浄体として弾性のあるブレードを用いているが、洗浄体はブレードに限定されず、ブラシや回転ブラシ・スポンジ等を替わりに用いても良い。

洗浄ユニット１０の動作は、モータ１３が移動部１４を駆動させることで行われる。本実施形態では、モータの回転軸を直近の移動部１４に直接連結する１輪駆動形態となっているが、モータの駆動力をシャフト・軸受け・タイミングベルト等で各移動部に伝達し、２輪駆動や４輪駆動にしても良い。また、本実施形態では移動部１４として、太陽電池モジュール上を走行するための車輪を用いているが、クローラー等、洗浄ユニットが太陽電池モジュール上を移動できる他の構造を用いることもできる。

配管１７は、チューブ２１によってポンプ１６に接続されている。また、配管１７には太陽電池モジュール１０１の方向に水等の液体を噴射するためのノズル１８が取り付けられており、上記モータ１３の駆動と同時に、ポンプ１６がタンク１５に蓄えられた水を配管１７に流し込み、上記ノズル１８を経て太陽電池モジュール１０１上に水を噴射する。

なお、本実施形態では水を勢いよく噴射して太陽電池モジュール１０１上の汚れを浮かせるために配管１７にノズル１８を取り付けているが、直接配管１７に穴をあけて噴射口としても良い。配管１７及びノズル１８は、被洗浄面に洗浄のための液体を供給する液体供給部である。

また、本実施形態ではタンク１５に蓄えられた水を太陽電池モジュール１０１に噴射する構成としているが、水が足りない場合に、タンク１５以外にもホースを接続して水を供給する構成であってもよい。また、タンク１５を備えることなく太陽電池モジュール上端に配管を設置し、そこから水を供給する構成であってもよい。これにより、大容量のタンクを洗浄ユニット１０に備える必要がなく、軽量化を図ることができる。

本実施形態ではモータ１３とポンプ１６とはバッテリー１９から給電されることで動作するが、外部電源を用いてモータ１３とポンプ１６とに直接給電してもよい。外部電源からモータ１３及びポンプ１６に直接給電する場合は、電源コードを洗浄ユニット１０から外部電源に配線する必要がある。このような場合、太陽電池モジュール１０１ならびにその周辺にある障害物に電源コードが引っかかり、洗浄装置の駆動を妨げる恐れがあるため、バッテリーを搭載することが好ましいといえる。

本実施形態に係る洗浄ユニット１０及びガイド部３０に備えられた各種部品について、さらに詳細に説明する。図３は、本実施の形態における洗浄ユニット１０にガイド部３０が接続された状態の概略構成を示す側面図である。

ブレード１１は、太陽電池モジュール１０１の表面（受光面）とブレード１１のエッジが平行になるように配置されている。また、ブレード１１は、太陽電池モジュール１０１の平面の法線方向から洗浄ユニット１０の移動方向に３０〜４５°程度傾いて固定されている。

ブレードを傾けて固定する理由は、太陽電池モジュール１０１の洗浄に使用する水の拭き払い性を高くするためである。ブレード１１の材料は、水、汚れの拭き取り性能および耐候性を考慮し、弾性のある材料（緩衝部材）を用いるのが好ましい。例えば、ブレード１１として、ＥＰＴゴム、ウレタンゴムなどを用いたゴムブレードを用いることが好ましい。

配管１７及び配管１７に配置されるノズル１８又は穴等の噴射口は、ブレード１１又は太陽電池モジュール１０１に水を吹き付けられるように配置されている。噴射口の個数や噴射量については、洗浄ユニット１０の進行速度やポンプの最大圧力・最大流量によって最適な値が異なることから、モータ１３及びポンプ１６の性能から必要量を算出すると良い。

洗浄ユニット１０の全ての構成要素は、直接又は間接的に躯体１２に固定されている。躯体１２は、洗浄ユニット１０が屋外で使用され、さらに水を使用しての洗浄を行うことから、耐候性に優れた材料で構成されることが好ましい。また、洗浄ユニット１０の躯体１２は、太陽電池モジュール１０１の長手方向を覆う形状であり、洗浄装置のサイズはユニット連結数により長いもので数ｍになることから、躯体１２には高剛性・低重量であることが求められる。本実施形態では躯体１２には軽量で防錆性に優れた金属部材であるアルミニウム部材を用い、トラス構造などの剛性に優れたフレーム構造とすることにより、軽量化を図っている。

連結部４０は、複数の洗浄ユニット１０の躯体１２を互いに移動部１４の移動方向と交差する方向に連結し、太陽電池モジュール１０１の被洗浄面に対して少なくとも上下方向に屈曲可能にするためのものである。

以下、本実施形態に係る洗浄ユニット１０の連結部４０の構成について詳細に説明する。図４は本実施形態で洗浄対象とする縦置き２列太陽電池モジュールと、それに設置された洗浄装置を示す。

本実施形態の洗浄装置は、２列太陽電池モジュール用の洗浄装置であり、複数の洗浄ユニット１０が移動部の移動方向と交差する方向に連結部４０で連結され、複数の洗浄ユニット１０の両端にはガイド部３０が設けられている。

図４（ａ）に示すように、本実施形態では、洗浄ユニット１０の躯体１２を互いに連結する連結部４０として蝶番４１を用いている。蝶番４１は、２枚の金属板の間を回転軸で連結し、回転、回動可能とした構造体であり、屋外での使用に耐えるため、強度の高いアルミやステンレス製であることが望ましい。複数の洗浄ユニット１０の躯体１２は、互いが対向するそれぞれの端部の底面に蝶番４１が取り付けられており、この蝶番４１を中心軸として被洗浄面に対して少なくとも上下方向に屈曲可能に構成されている。なお、連結部４０にはロータリージョイントやバネ板など、少なくとも上下に屈曲可能な部材を用いることができる。

この構造によって、図４の行Ｎに位置する２枚の太陽電池モジュールのように、同じ行に位置する太陽電池モジュールが架台の寸法バラツキ等の影響できれいに並んでいないことがあっても、複数の洗浄ユニット１０のそれぞれが隣接する太陽電池モジュールの被洗浄面に沿わせることができる。

本実施形態の洗浄装置は、図４の行Ｎに乗った際にも、蝶番４１が太陽電池モジュールの角度変化に追従して柔軟に回動することにより、洗浄ユニット１０の移動部１４やブレード１１が安定して太陽電池モジュール１０１に接触し、移動性や洗浄性を保つことができる。

なお、本実施形態では洗浄装置の両端にガイド部３０が連結されているが、洗浄ユニット１０とガイド部３０との連結は、上記洗浄ユニット間の連結と異なり、連結部に自由度を持たせなくともよい。

ガイド部３０は、図４（ｂ）に示すように、ガイド輪３２が太陽電池モジュール１０１のフレーム１０４に沿って回転し、洗浄装置を両側から押さえるようにして誘導する。これにより、洗浄装置は太陽電池モジュール１０１から脱落・落下することを防止され、かつ太陽電池モジュール１０１のY軸方向両端に沿って直線的に進行する際の安定性が高められる。

また、フレーム上には太陽電池モジュールを止めるボルトなどの突起物があり、そこを乗り越える際の衝撃にも対応することができる。さらに、移動部１４がフレーム近傍またはフレーム上を安定して移動することにより、太陽電池モジュール１０１のパネル強度が弱い部分に移動部１４が乗り上げることによる損傷を防ぐことができる。

ガイド輪３２は、サスペンション構造にするか、もしくは太陽電池モジュール１０１のフレーム１０４との間に多少の余裕を持たせることが望ましい。これにより、太陽電池モジュール１０１の行方向のずれや突起物にも対応することができる。

洗浄ユニット１０を連結する構成では、各洗浄ユニット１０が、上述した構成要素を全て備えている必要はない。例えば、バッテリー１９は２つの洗浄ユニット１０のどちらか一方に備えられていれば洗浄装置を稼動させられる。同様の理由で、モータ１３やポンプ１６、タンク１５も洗浄ユニットのいずれか片方に備えられていれば良い。なお、ポンプ１６が片方の洗浄ユニットだけの搭載になった場合、ポンプ１６を搭載していない側の洗浄ユニット１０の配管１７に洗浄液を供給するため、双方の配管１７を柔軟性のあるチューブ等で連結する。

ここで、洗浄時のブレード１１の押し圧によって洗浄ユニット１０のそれぞれが太陽電池モジュールの被洗浄面に対して上向きの力を受け、特に可動部分を有する連結部４０が影響を受けやすく、連結部４０が大きく屈曲して、連結部４０近傍が上方に浮き上がり、太陽電池モジュール１０１とブレード１１の間に隙間が生じて洗浄不良が発生したり、連結部４０近傍の移動部１４である車輪が太陽電池モジュール上面から浮き上がって洗浄装置が移動できなくなったり、連結部分４０近傍のみ移動が止まることで連結部分４０に移動方向の負荷がかかって破損する等の問題が発生する。また、作業性や運搬性の向上のために洗浄ユニットの軽量化を進めていくと浮き上がりの影響が顕著になる。この浮き上がりを抑制するため、実施形態１の洗浄装置は、連結部４０の屈曲を規制する第１の規制部材４２を備えている。

本実施形態における第１の規制部材４２は、躯体１２と同様に、軽量で防錆性に優れた金属部材であるアルミニウム部材を用いた棒状体である。また、第１の規制部材４２は、トラス構造などの剛性に優れたフレーム構造とすることにより、強度を保ちつつ軽量化を図っている。図４（ｂ）に示すように、第１の規制部材４２は、連結部４０を跨いで複数の洗浄ユニット１０の躯体１２の上方、例えば、ガイド部３０の支柱部３１にそれぞれ固定されている。

本実施形態の洗浄装置では、連結部４０を跨いで複数の洗浄ユニット１０の躯体１２の上方に固定され、連結部４０の屈曲を規制する第１の規制部材４２を備えることで、連結部４０が屈曲され上方に浮き上がるときに、浮き上がった連結部４０近傍の複数の洗浄ユニット１０の躯体１２の上面に当たってその上方への動きを止めることで、洗浄ユニットが浮き上がることが規制される。このため、列状に並んだソーラーパネルの洗浄不良の発生を抑えることができる。また、この第１の規制部材４２は洗浄不良が発生しない範囲で連結部４０の動きを妨げないので、複数の洗浄ユニット１０のそれぞれは、戴置される複数の太陽電池モジュール上面の各々に沿うことができる。

また、第１の規制部材４２を躯体１２の上方に固定する構造の一例として、複数の洗浄ユニット１０それぞれの躯体１２に台座を設けて、その台座に第１の規制部材４２の両端が固定される。その両端は回動するようにされていてもよいし、完全に固定されていてもよい。太陽電池モジュールに対応した洗浄ユニット１０のサイズが１ｍ〜２ｍと大きいことから、第１の規制部材４２は完全に固定されていてもある程度しなるので、連結部４０の太陽電池モジュール上面に沿う動きは妨げられない。

さらに、本実施形態の洗浄装置では、図４（ａ）に示すように、第１の規制部材４２と躯体１２との間に緩衝部材を配置することもできる。緩衝部材４３は、例えば、ブレード１１と同様の、ＥＰＴゴム、ウレタンゴムなどの弾性体を用いることができる。緩衝部材４３は、第１の規制部材４２と躯体１２の対向端部との間に配置され、第１の規制部材４２または躯体１２に固定される。

緩衝部材４３は、連結部４０が上方に浮き上がろうとすると、緩衝部材４３に当接した躯体１２の対向端部を弾性力により下方へ押し下げるように機能するので、連結部４０の浮き上がりをさらに規制することができる。また、緩衝部材４３によって躯体１２が第１の規制部材４２に当たるときの衝撃を緩和することができ、衝撃による洗浄不良の発生を抑えることができる。

本発明に係る洗浄装置は、上記のように、ソーラーパネルの被洗浄面を洗浄するための洗浄体と、被洗浄面上で洗浄体を移動させるための移動部と、洗浄体および移動部が固定される躯体とを備える洗浄ユニットを複数備える洗浄装置であって、複数の洗浄ユニットの躯体を互いに移動部の移動方向と交差する方向に連結し、かつ被洗浄面に対して少なくとも上下方向に屈曲可能な連結部と、連結部を跨いで複数の洗浄ユニットの躯体の上方に固定され、連結部の屈曲を規制する第１の規制部材とを備えることにより、洗浄不良の発生を抑えつつ、ソーラーパネルを効率的に洗浄することができる。

〔実施形態２〕
以下、本発明の第２の実施形態に係る洗浄装置ついて詳細に説明する。なお、本実施形態に係る洗浄装置は、実施形態１に示した連結部４０の浮き上がりを規制する規制部材の変形例であり、実施形態１に新たに追加した第２の規制部材４４以外の構成要素については、実施形態１と同様であるため、説明を省略する。

図５は本実施形態で洗浄対象とする縦置き２列太陽電池モジュールと、それに設置された洗浄装置を示す。

本実施形態では、連結部４０を跨いだ複数の洗浄ユニット１０の躯体１２の側面に対面して、第１の規制部材４２に固定された第２の規制部材４４を備えることを特徴としている。第２の規制部材４４は、躯体１２や第１の規制部材４２と同様に、軽量で防錆性に優れた金属部材であるアルミニウム部材を用い、トラス構造などの剛性に優れたフレーム構造とすることにより、軽量化を図っている。

第２の規制部材４４は、図５（ａ）に示すように、２つの躯体１２の対向端部の側面に対面して配置され、第１の規制部材４２に固定されている。第２の規制部材４４は、躯体１２の移動方向側に設けることが好ましく、洗浄ユニット１０が前後方向に往復移動する場合には前後に設けてもよい。

連結部４０に用いる蝶番４１の可動部には遊びがあり、このような遊びが大きい場合は、図５（ｂ）に示すように、洗浄ユニット１０の連結部４０が移動方向に対して、くの字状に折れ曲がる場合がある。洗浄ユニット１０が移動方向に対して折れ曲がると、ブレード１１の傾きが変化し、水の拭き払い性が低下する虞がある。

本実施形態の洗浄装置では、連結部４０を跨いだ複数の洗浄ユニット１０の躯体１２の側面に対面して、第１の規制部材４２に固定された第２の規制部材４４を備えることにより、洗浄ユニット１０の連結部４０の移動方向への折れ曲がりを抑制することができる。このため、洗浄装置の移動時に、洗浄ユニット１０のブレード１１の傾きを一定に維持し、水の拭き払い性を保つことができる。

〔実施形態３〕
以下、本発明の第３の実施形態に係る洗浄装置について詳細に説明する。なお、本実施形態に係る洗浄装置は、連結部４０の屈曲を規制する第１の規制部材４２以外の構成要素については、実施形態１と同様であるため、説明を省略する。

図６は本実施形態で洗浄対象とする縦置き２列太陽電池モジュールと、それに設置された洗浄装置を示す。

本実施形態では、連結部４０の屈曲を規制する第１の規制部材４２として、線状部材４５と張力調整部４６を設けたことを特徴としている。

線状部材４５としては、金属線、ワイヤ線等の硬くて丈夫な線材を用いることができる。図６（ｂ）に示すように、線状部材４５は、洗浄ユニット１０の端部にあるガイド部３０の支柱部３１に固定され、連結部４０の上方で橋渡しされる。また、支柱部３１には張力調整部４６が設けられており、張力調整部４６により線状部材４５の端部を巻き取り、洗浄ユニット１０の連結部４０に加わる張力を調整している。図６では、張力調整部４６を線状部材４５の両端に設けているが、線状部材４５のどちらか一端側だけに設てもよい。

本実施形態に係る洗浄装置によれば、図６（ａ）に示すように、第１の規制部材４２として、線状部材４５と線状部材４５の張力を調整する張力調整部４６を備え、線状部材４５の張力により連結部４０の屈曲を規制することができる。また、本実施形態に係る洗浄装置は、第１の規制部材を構成するための部品点数、部品単価を削減できるので、軽量化、低コスト化を図ることができる。

〔実施形態４〕
以下、本発明の第４の実施形態に係る洗浄装置について詳細に説明する。なお、本実施形態に係る洗浄装置は、連結部４０の構成と、連結部４０の屈曲を規制する第３の規制部材５０以外の構成要素については、上述した実施形態１〜３と同様であるため、説明を省略する。

図７は、本実施形態で洗浄対象とする横置き２列太陽電池モジュールと、それに設置された洗浄装置を示す。

本実施形態の洗浄装置は、横置き太陽電池モジュール用の洗浄ユニット１０を２連結させ、横置き２列太陽電池モジュールを１度に洗浄できる構成となっている。また、洗浄ユニット１０の移動部１４は、図４〜６で示したように、連結部付近ではフレーム１０４の近傍に２列で配置してもよいが、ここでは、移動部１４が太陽電池モジュール１０１のフレーム１０４上を移動するように配置している。

上述したように移動部１４は、フレーム１０４上またはフレーム１０４の近傍のどちらを移動するようにしてもよく、太陽電池モジュール１０１のサイズやフレーム１０４の間隔に応じて、移動部１４の設置箇所を変更することができる。本実施形態の洗浄装置では、連結部付近の移動部１４をフレーム１０４上に１列で配置することで、部品削減と軽量化することができる。

本実施形態の洗浄装置では、連結部４０が、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、天板４７ａと側板４７ｂとからなる連結部材４７と、連結部材４７に挿入した躯体１２を側板４７ｂと回動可能に接続する回動部材４８とを備えている。

連結部材４７は、２つの躯体１２の対向端部を内包する天板４７ａと側板４７ｂとを有する鋼材であり、連結部材４７の底部を開口させた配置で２つの躯体１２の対向端部を内包する嵌め合い構造となっている。連結部材４７の側板と２つの躯体１２には、貫通孔が形成されており、回動部材４８が挿入されている。

また、連結部４０は、連結部材４７の上部を跨いで複数の躯体１２のそれぞれに固定された板バネ部材４９と、連結部材４７の天板４７ａと板バネ部材４９との間の間隔を調整する第３の規制部材５０とを備えている。

板バネ部材４９は、バネ力を有する湾曲した金属板であり、例えば、焼入れ処理されたＳＵＳ４３０が用いられている。板バネ部材４９は、連結部材４７の上部を跨いで躯体１２の上面に端部が固定されている。また、板バネ部材４９の中央にはネジ切り加工が施され、長ネジ等で構成される第３の規制部材５０が挿入されている。

板バネ部材４９は、屋外使用と強度の関係から、アルミニウムやステンレス製であることが望ましいが、やわらかい材質で厚めにしたり、硬い材質で薄めにしてもよい。

本実施形態の洗浄装置は、上記のように、ソーラーパネルの被洗浄面を洗浄するための洗浄体１０と、被洗浄面上で洗浄体１０を移動させるための移動部１４と、洗浄体１０および移動部１４が固定される躯体１２とを備える洗浄ユニットを複数備える洗浄装置であって、複数の洗浄ユニット１０の躯体１２のそれぞれに対しその上方に配置される天板４７ａとその側方に配置される側板４７ｂとを備えた連結部材４７と、側板４７ａと複数の躯体１２のそれぞれを回動可能に接続する複数の回動部材４８と、連結部材４７の上方を跨いで複数の躯体１２のそれぞれに固定された板バネ部材４９と、板バネ部材４９と天板４７ａとの間に設けられ、板バネ部材４９と天板４７ａとの間の間隔を調整可能な第３の規制部材５０とを備える。

本実施形態の洗浄装置では、連結部４０が、複数の洗浄ユニット１０の躯体１２が連結部材４７と板バネ部材４９で連結されることにより、全体で１つの剛体としての挙動を示す。このため、持ち運びの際に連結部４０をロックする必要がないという利点がある。

なお、板バネ部材４９の強度は材質や厚みによるものの、躯体１２の強度よりも大幅に低いため、洗浄装置の自重によるたわみの大半は、この板バネ部材４９で補助された連結部４０に生じる。そのため、隣接する太陽電池モジュールの角度変化に追従して板バネ部材４９の湾曲が変位し、洗浄装置の洗浄性や移動性を維持することができる。

また、連結部材４７の天板４７ａと板バネ部材４９との間の間隔を第３の規制部材５０で調整することにより、連結部材４７の浮き上がりの規制量を調整することができる。さらに、本実施形態に係る洗浄装置の規制手段では、躯体１２の対向端部の側面位置が連結部材４７で規制されることにより、洗浄ユニット１０が移動方向へ折れ曲がることを防止するので、ブレード１１の傾きを一定に維持し、水の拭き払い性を保つことができる。

なお、連結部４０や洗浄装置全体の自重により、連結部材４７の浮き上がりが小さくなる場合もあり、板バネ部材４９及び第３の規制部材５０は必ずしも備える必要はない。すなわち、連結部４０は、複数の洗浄ユニット１０の躯体１２を互いに移動部の移動方向と交差する方向に連結する天板及び側板とを有する連結部材４７と、連結部材４７の側板と複数の躯体１２のそれぞれを回動可能に接続する複数の回動部材４８とにより構成することも可能である。

〔実施形態５〕
以下、本発明の第５の実施形態に係る洗浄装置について詳細に説明する。なお、本実施形態に係る洗浄装置は、移動部１４を支持する移動部ホルダ６０以外の構成要素については、上述した実施形態１〜４と同様であるため、説明を省略する。

図８は、実施形態４で示した連結部材４７に、移動部１４を支持する移動部ホルダ６０を設置した状態を示す。また、図８（ａ）は、移動部ホルダ６０を板金で形成した状態を示す平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の状態から折り曲げ加工によって移動部ホルダ６０を形成した側面図である。

本発明の洗浄装置では、連結部４０が太陽電池モジュールの角度変化に追従して柔軟に屈曲することにより、洗浄ユニット１０の移動部１４やブレード１１が安定して太陽電池モジュール１０１に接触し、移動性や洗浄性を保つことができる。このため、連結部４０の近傍に設置される移動部１４は、連結部４０の屈曲を妨げないように設置する必要がある。

実施形態５の洗浄装置では、連結部４０の屈曲を妨げずに移動部１４を設置するための移動部ホルダ６０を備えている。移動部ホルダ６０は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、１枚の板金から折り曲げ加工により形成された構造となっており、低コストでありながら剛性の高いホルダを形成することができる。

移動部ホルダ６０は、１枚の板金に天板部６０ａ、側板部６０ｂ、固定部６０ｃが形成されている。側板部６０ｂは、天板部６０ａを上面として下方に向けて折り曲げられ、移動部１４の支持部として機能する。さらに、固定部６０ｃは、側板部６０ｂから左右に折り曲げられ、実施形態４の洗浄装置では連結部材４７への固定部として機能する。

固定部６０ｃは、連結部４０の連結部材４７に設けられた回動部材４８と同じ位置に固定用のネジ穴が設けられており、固定部６０ｃと回動部材４８が一緒に連結部材４７の側部へ固定される。これにより、固定部６０ｃを固定するネジ部材が連結部材４７の内部で躯体１２に干渉して屈曲動作を妨げることが防止される。

〔実施形態６〕
図９は、実施形態５で示した移動部ホルダ６０の変形例を示す。また、図９（ａ）は、実施形態５の移動部ホルダ６０を板金で形成した状態を示す平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の状態から折り曲げ加工によって移動部ホルダ６０を形成した側面図である。

最近では、太陽電池モジュール１０１にフレーム１０４が設けられていないフレームレスタイプも採用されている。フレームレスの太陽電池モジュール１０１では、辺部の強度が弱いため、移動部１４の位置を太陽電池モジュール１０１の辺部から中央寄りに移動し、かつ連結部４０と干渉しないように連結部４０に対して一対で両側に設置する必要がある。

上記の場合、図９（ａ）に示すように、移動部ホルダ６０の天板部６０ａを躯体１２側に延長して固定部６０ｃとすることにより、移動部ホルダ６０を連結部４０の近傍に設置することができる。すなわち、天板部６０ａから延長した固定部６０ｃを躯体１２の上面に固定することで、移動部ホルダ６０を連結部４０に干渉させずに近づけることができる。

なお、固定部６０ｃを固定するネジ部材６１は、板バネ部材４９を躯体１２に固定するためのネジ部材を兼用することができる。また、固定部６０ｃを躯体１２の下面側に屈曲させて躯体１２に固定してもよい。

以上のように、本発明に係る洗浄装置は、ソーラーパネルの被洗浄面を洗浄するための洗浄体と、被洗浄面上で前記洗浄体を移動させるための移動部と、洗浄体および移動部が固定される躯体とを備える洗浄ユニットを複数備える洗浄装置であって、複数の洗浄ユニットの躯体を互いに移動部の移動方向と交差する方向に連結し、かつ被洗浄面に対して少なくとも上下方向に屈曲可能な連結部を備え、連結部の屈曲を規制する規制部材を備えることにより、洗浄不良の発生を抑えつつ、ソーラーパネルを効率的に洗浄することができる。

なお、上記実施形態に示した本発明の洗浄装置は、太陽電池モジュール１０１の長手・短手の長さに対応する大きさの躯体１２を、太陽電池モジュール１０１の列数の個数連結させることで、あらゆる並び方の太陽電池モジュール列を一度に洗浄することができる。

また、上記実施形態を用いて具体的に説明を行ったが、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した４つの実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、ソーラーパネル、一般家庭の屋根、および廊下などの洗浄装置並びに洗浄システムに用いることができる。

１０ 洗浄ユニット
１１ ブレード
１２ 躯体
１３ モータ
１４ 移動部
１５ タンク
１６ ポンプ
１７ 配管
１８ ノズル
１９ バッテリー
２１ チューブ
３０ ガイド部
３１ 支柱部
３２ ガイド輪
４０ 連結部
４１ 蝶番
４２ 第１の規制部材
４３ 緩衝部材
４４ 第２の規制部材
４５ 線状部材
４６ 張力調整部
４７ 連結部材
４８ 回動部材
４９ 板バネ部材
５０ 第３の規制部材
６０ 移動部ホルダ
１００ 太陽光発電装置
１０１ 太陽電池モジュール
１０２ 架台
１０３ 固定部材
１０４ フレーム

Claims (8)

1. ソーラーパネルの被洗浄面を洗浄するための洗浄体と、前記被洗浄面上で前記洗浄体を移動させるための移動部と、前記洗浄体および前記移動部が固定される躯体と、を備える洗浄ユニットを複数備える洗浄装置であって、
   前記複数の洗浄ユニットの躯体を互いに前記移動部の移動方向と交差する方向に連結し、かつ前記被洗浄面に対して少なくとも上下方向に屈曲可能な連結部と、
   前記連結部を跨いで前記複数の洗浄ユニットの躯体の上方に固定され、前記連結部の屈曲を規制する第１の規制部材と、
   を備えるソーラーパネルの洗浄装置。
2. 前記第１の規制部材と前記複数の洗浄ユニットの躯体との間に緩衝部材が配置されている請求項１に記載のソーラーパネルの洗浄装置。
3. 前記連結部を跨いだ前記複数の躯体の側面に対面して、前記第１の規制部材に固定された第２の規制部材を備える、請求項１または２に記載のソーラーパネルの洗浄装置。
4. 前記第１の規制部材が線状部材であり、前記線状部材の張力を調整する張力調整部を備える、請求項１に記載のソーラーパネルの洗浄装置。
5. ソーラーパネルの被洗浄面を洗浄するための洗浄体と、前記被洗浄面上で前記洗浄体を移動させるための移動部と、前記洗浄体および前記移動部が固定される躯体と、を備える洗浄ユニットを複数備える洗浄装置であって、
   前記複数の洗浄ユニットの躯体を互いに前記移動部の移動方向と交差する方向に連結する天板及び側板とを有する連結部材と、
   前記連結部材の側板と前記複数の躯体のそれぞれを回動可能に接続する複数の回動部材とを備えたソーラーパネルの洗浄装置。
6. 前記連結部材の上方を跨いで前記複数の躯体のそれぞれに固定された板バネ部材と、
   前記板バネ部材と前記連結部材の天板との間に設けられ、前記板バネ部材と前記天板との間の間隔を調整可能にする第３の規制部材と、を備えた請求項５に記載のソーラーパネルの洗浄装置。
7. 前記移動部が板金により形成された移動部ホルダに支持されており、前記移動部ホルダは、前記板金の一部に固定部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のソーラーパネルの洗浄装置。
8. 前記移動部ホルダは、前記連結部を挟んで一対で設置されていることを特徴とする請求項７に記載のソーラーパネルの洗浄装置。

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