JP2017042693A

JP2017042693A - ソーラーパネル洗浄装置

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Publication number: JP2017042693A
Application number: JP2015165099A
Authority: JP
Inventors: 田中　秀樹; Hideki Tanaka; 秀樹田中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-08-24
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2017-03-02

Abstract

【課題】ソーラーパネルに容易に設置することが可能で、コストを抑えたソーラーパネルの洗浄装置を提供する。
【解決手段】洗浄すべきソーラーパネルのＹ方向に延びるフレームと、該フレームの下面に保持され該ソーラーパネルの上面上を該Ｙ方向と交差するＸ方向に転動可能な複数個の車輪と、該フレームの少なくとも一端に保持され該ソーラーパネルの該Ｘ方向に延びる側面に当接し、該フレームを該ソーラーパネルの該Ｘ方向に案内する案内手段と、該フレーム上に保持され該フレームの該Ｙ方向に移動する洗浄装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、ソーラーパネルを洗浄するための装置に関するものである。

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を屋根等の屋外に設置する事例が増えている。ソーラーパネルは、パネルの表面にほこり等の汚れが付着すると、発電する電力量が低下する。そこで、十分な電力量を確保するためには、パネルの表面を洗浄する必要がある。

このような問題を解決するため、従来、ソーラーパネルを清掃するためのソーラーパネル清掃装置が開示されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、ソーラーパネルの上端及び下端に沿って上下一対の固定ガイドレール２、３を設け、前記固定ガイドレール２、３上を水平方向に移動可能に移動フレーム４を設け、前記移動フレーム４は清掃体５が上下方向に移動可能に設けられる左右一対の移動ガイドレール１１、１２を備え、前記清掃体５の上下移動と前記移動フレーム４の水平移動によってパネル全面の洗浄を可能とし、移動ガイドレール１１及び清掃体５にそれぞれ設けた磁気部材１１ａ、６４による非接触動力伝達機構により前記一方の移動ガイドレール１１の回転運動を前記清掃体５の上下方向への往復運動へと伝達するソーラーパネルの清掃装置の構造が示されている。

特開２０１４−２２５２４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されている装置は、ソーラーパネル上に固定のガイドレールを敷設し、そのガイドレール上に水平方向に移動可能な移動フレームを設け、さらにその移動フレーム上に上下方向に移動可能な清掃体を設け、その移動フレームと清掃体の移動によって、ソーラーパネルの表面を清掃する構造となっており、部品点数が多く設置に手間がかかるため、洗浄作業に時間がかかり、メガソーラーパネル用の洗浄装置としては不向きであった。

そこで本発明は、これらの問題点を解決すべくなされたもので、容易に設置することが可能で、洗浄作業をスピーディーに行うことができるメガソーラーパネル用のソーラーパネル洗浄装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、洗浄すべきソーラーパネルのＹ方向に延びるフレームと、該フレームの下面に保持され該ソーラーパネルの上面上を該Ｙ方向と交差するＸ方向に転動可能な複数個の車輪と、該フレームの少なくとも一端に保持され該ソーラーパネルの該Ｘ方向に延びる側面に当接し、該フレームを該ソーラーパネルの該Ｘ方向に案内する案内手段と、該フレーム上に保持され該フレームの該Ｙ方向に移動する洗浄装置とを有することを特徴とする。

本発明によれば、フレームが複数個の車輪の転動によりＸ方向に移動するとともに、洗浄体がＹ方向に移動するため、ソーラーパネル全体の洗浄が可能となる上、ソーラーパネルに直接設置されるフレーム自体が、Ｘ方向を移動する機能を有するとともに、洗浄体がＹ方向を移動するための走行レールとしての機能も兼ねているため、部品点数が少なく設置作業が容易なものとなっている。また、本発明は、ソーラーパネルのＸ方向に延びる側面に当接し、フレームがＸ方向に案内する案内手段を有しているため、フレームをソーラーパネル上に保持するとともに、フレームがＸ方向をぶれることなく移動することが可能となる。

本発明は、案内手段は該フレームの該Ｘ方向に移動可能に保持されていることを特徴とする。

本発明によれば、案内手段がＸ方向に移動可能に保持されているため、Ｘ方向におけるフレームの移動が滑らかとなる。

本発明は、該フレームは該Ｘ方向の中程で少なくとも２個に分割可能であることを特徴とする。

本発明によれば、フレームは、Ｘ方向の中ほどで２個に分割することが可能なため、フレームをソーラーパネルの設置、撤去する際の作業が容易となり、洗浄作業をスムーズに行うことが出来る。

本発明は、該フレームはその両端が支持された状態において、該フレームの両端の長さ１００に対して該フレームの中央が１０以上下方向にたわむ柔構造体であることを特徴とする。

本発明によれば、フレームはその両端が支持された状態において、フレームの両端の長さ１００に対してフレームの中央が１０以上下方向にたわむ柔構造体であるため、フレームがＸ方向に移動する場合において、ソーラーパネル上の凹凸に対してもフレームが上下にたわむことで、車輪を確実にソーラーパネル上に当接させ、滑らかな移動が可能となる。
また、フレームの材質は、アルミ材、ステンレス材等が好適である。

本発明のソーラーパネル洗浄装置によれば、ソーラーパネルに容易に設置することが可能で、しかもＸ方向、Ｙ方向において滑らかな移動が可能となるため、洗浄作業をスピーディーに行うことができる。

本発明に係るソーラーパネル洗浄装置の平面図。本体フレーム（上側）の平面図。本体フレーム（下側）の平面図。本体フレーム（上側）の側面図。本体フレーム（上側）の底面図。本体フレーム（下側）の側面図。本体フレーム（下側）の正面図。洗浄体の平面図。洗浄体の正面図。洗浄体の背面図洗浄体の側面図。巻取りユニットの平面図。巻取りユニットの背面図。

以下、本発明に係るソーラーパネル洗浄装置の実施形態を図面に基づき説明する。洗浄装置は、ソーラーパネルに設置され、洗浄後、取り外しが可能となっている。

図１に示すように、ソーラーパネル洗浄装置１は、ソーラーパネルに設置され、サイドフレーム２０ａ、２０ｂと、サイドフレーム２０ａ、２０ｂの両側に設けられる走行フレーム２１ａ、２１ｂと、走行フレーム２１ａ、２１ｂに並行して走行フレーム２１ａ、２１ｂの間に設けられるガイドフレーム２２と、ソーラーパネル上をＸ方向に自走する自走手段３を有する本体フレーム２と、本体フレーム２に載架され、ガイドフレーム２２に沿って走行フレーム２１ａ、２１ｂ上をＹ方向に走行する洗浄体４と、サイドフレーム２０ａの上側に設けられた巻取りユニット５とから構成されている。

なお、図１に示すように、本体フレーム２は、複数の補強フレーム２４を有しており、補強フレーム２４は、サイドフレーム２０ａ、２０ｂと並行して、走行フレーム２１ａ、２１ｂとガイドフレーム２２とを繋ぎ、本体フレーム２の構造的強度を補強する役割を有している。フレームの材質は、アルミ材（Ａ６０６３）を用いている。

また、本体フレーム２は、図２、図３に示すように、本体フレーム２ａと本体フレーム２ｂに分割することが可能となっており、本体フレーム２ａの下端部の両端にはスナップ錠２５ａ、２５ｂが取り付けられており、一方、本体フレーム２ｂの上端部の両端にはスナップ錠フック２６ａ、２６ｂが取り付けられており、本体フレーム２をソーラーパネルに設置する際、スナップ錠２５ａ、２５ｂをスナップ錠フック２６ａ、２６ｂに嵌めることで、本体フレーム２ａと本体フレーム２ｂを連結し、本体フレーム２を構成することが出来る。

洗浄後は、スナップ錠２５ａ、２５ｂをスナップ錠フック２６ａ、２６ｂから外すことで、本体フレーム２を本体フレーム２ａと本体フレーム２ｂに分割することが出来るため、搬出作業が容易となる。

自走手段３は、本体フレーム２に取り付けた複数の走行車輪３０と、走行車輪３０に取り付けた回転軸３１と、回転軸３１と連結するチェーン３２およびスプロケット３３と、電動モータ３４から構成されている。

走行車輪３０は、両端をストッパー３０ａに固定挟持され、ストッパー３０ａの一端は、ベアリング部材及びスペーサー部材（図示せず）を介して補強フレーム２４の底面に取り付けられたＬ字状の軸受けブラケット３０ｂの側面に当接し、回転軸３１が走行車輪３０、ストッパー３０ａ、軸受けブラケット３０ｂに挿通されている。ストッパー３０ａは、回転軸３１に挿通されるとともに、挿通箇所で回転軸３１に固定取り付けされているため、回転軸３１より回転力が直接走行車輪３０に伝達される構造となっている。

走行車輪３０は、補強フレーム２４の両端にそれぞれ設けられており、構造は上述したとおりである。

図２に示すとおり、電動モータ３４は、補強フレーム２４の側面に取り付けられたモータマウント３４ａを介して補強フレーム２４の上面に設置されており、電動モータ３４の先端の駆動部分にはスプロケット３３ａが嵌合され、スプロケット３３ａと回転軸３１に挿通固定されたスプロケット３３ｂとにチェーン３２ａが巻き掛けられている。

さらに、図５に示すとおり、補強フレーム２４の両端に設けられた回転軸３１に挿通固定されたスプロケット３３ｃとスプロケット３３ｄとにチェーン３２ｂが巻き掛けられている。

電動モータ３４が回転駆動すると、その回転力がチェーン３２ａを通じてスプロケット３３ａからスプロケット３３ｂに伝達され、回転軸３１が回転する。そして、回転軸３１が回転すると、その回転力がチェーン３２ｂを通じてスプロケット３３ｃからスプロケット３３ｄに伝達され、もう一方の回転軸３１が回転する。回転軸３１の回転力は、上述したとおり、走行車輪３０に直接伝達されることから、電動モータ３４が回転駆動すると、走行車輪３０が回転運動をし、それにより、本体フレーム２がＸ方向を移動することが可能となる。

図２、図４、図５に示すとおり、ガイド車輪６ａ、６ｂは、サイドフレーム２０ａの両端に設けられており、ガイド車輪６ａ、６ｂの両端はとめ輪６０に固定挟持され、サイドフレーム２０ａの側面にブラインドナット６１を嵌合して取り付けられたＬ字状のブラケット６２の底面ととめ輪６０を車軸６３が挿通固定している。

ブラケット６２の側面は、縦方向に長穴が設けられており、ブラインドナット６１は、その長穴を挿通してブラケット６２をサイドフレーム２０ａの側面に取り付け固定しているため、その長穴の縦範囲においてブラケット６２の取り付け位置を上下に調整することが可能となり、それによりガイド車輪６ａ、６ｂの位置を上下に調整することができる。そのため、本体フレーム２をソーラーパネルに設置する際、ソーラーパネルの上端の位置に合わせてガイド車輪６ａ、６ｂの位置を上下に調整することにより、ガイド車輪６ａ、６ｂをソーラーパネルの上端に当接することができる。

図３、図６、図７に示すとおり、走行フレーム２１ａ、２１ｂは、サイドフレーム２０ｂの下側に延設されており、その延設された部分の走行フレーム２１ａ、２１ｂの底面部分に格子状のスライドフレーム７が設けられている。走行フレーム２１ａ、２１ｂの側面は、凹形状に成型されており、スライドフレーム７は、その側面部分においてブライドナット６１を嵌合して吊下げ固定されているため、Ｙ方向においてスライドフレーム７の取り付け位置を調整可能となっている。

なお、スライドフレーム７の底面には電動モータの電源となるバッテリー（図示せず）が載置されている。

図３、図６、図７に示すとおり、スライドフレーム７の側面にサイドフレーム２０ｂに並行してガイド車輪取り付けフレーム７０が設けられており、ガイド車輪取り付けフレーム７０の両端にガイド車輪６ｃ、６ｄが設けられている。ガイド車輪６ｃ、６ｄの両端はとめ板７１に固定挟持され、車軸７２が挿通固定している。とめ板７１は、ガイド車輪取り付けフレーム７０の側面にブラインドナット６１を嵌合して取り付けられたブラケット７３に連結固定されている。ブラケット７３の両端には縦方向に長穴が設けられており、ブラインドナット６１は、その長穴を挿通してブラケット７３をガイド車輪取り付けフレーム７０の側面に取り付け固定しているため、その長穴の縦範囲においてブラケット７３の取り付け位置を上下に調整することが可能となり、それによりガイド車輪６ｃ、６ｄの位置を上下に調整することができる。そのため、本体フレーム２をソーラーパネルに設置する際、ソーラーパネルの下端の位置に合わせてガイド車輪６ｃ、６ｄの位置を上下に調整することにより、ガイド車輪６ｃ、６ｄをソーラーパネルの下端に当接することができる。さらに、スライドフレーム７がＹ方向において取り付け位置を調整することができるため、ソーラーパネルのＹ方向における幅に合わせて、ガイド車輪６ｃ、６ｄの位置を調整することができるため、ガイド車輪６ｃ、６ｄを確実に下端に当接することができる。

ガイド車輪６ａ、６ｂをソーラーパネルの上端に当接し、ガイド車輪６ｃ、６ｄをソーラーパネルの下端に当接することにより、本体フレーム２をソーラーパネル上に保持することができ、それにより本体フレーム２がＸ方向をぶれることなく走行すること案内手段となる。

洗浄体４は、図８〜図１１に示すとおり、四角形状の枠体４１と、電動モータ４２ａ、４２ｂと、ブラシ４３ａ、４３ｂと、キャスター４４ａ、４４ｂと、案内車輪４５ａ、４５ｂとから構成されている。

電動モータ４２ａ、４２ｂは、枠体４１の下端側の両端にそれぞれ設けられ、ブラシ４３ａ、４３ｂの上側に位置している。

ブラシ４３ａ、４３ｂは、枠体４１の両端に設けられ、図９に示すとおり、ブラシ４３ａ、４３ｂの一端は、枠体４１の両端の断面が略コの字形状のフレーム４０１ａ、４０１ｂの底面に固定された軸受けブラケット４０２ａ、４０２ｂに軸４０３ａ、４０３ｂを挿通して固定されている。

ブラシ４３ａ、４３ｂのもう一端は、図１０に示すとおり、電動モータ４２ａ、４２ｂの先端軸に取り付けられたプーリードライブ４０４ａ、４０４ｂと軸４０３ａ、４０３ｂの先端に取り付けられたプーリードライブ４０５ａ、４０５ｂとをベルト４０６ａ、４０６ｂで巻き付けることにより固定されるとともに、電動モータ４２ａ、４２ｂが回転駆動すると、ベルト４０６ａ、４０６ｂを通じてプーリードライブ４０４ａ、４０４ｂの回転力がプーリードライブ４０５ａ、４０５ｂに伝達され、ブラシ４３ａ、４３ｂが回転する構造となっている。

また、ブラシ４３ａ、４３ｂを覆うように断面コの字形状のブラシハウス４０７ａ、４０７ｂが設けられ、ブラシハウス４０７ａ、４０７ｂの内面に散水管８が配されており、洗浄時に散水管８より水が散水される。ブラシハウス４０７ａ、４０７ｂの外側先端部には、フランジブラシ４０８ａ、４０８ｂが取り付けられており、散水管８より散水された水が周囲に飛沫しないようになっている。また、フランジブラシ４０８ａ、４０８ｂの上端部分には縦方向に長穴が設けられており、ブラインドナット６１がその長穴を挿通してブラシハウス４０７ａ、４０７ｂに固定しているため、長穴の範囲においてフランジブラシ４０８ａ、４０８ｂの設置位置を上下に調整することが可能となっている。

フレーム４０１ａ、４０１ｂの内側底面部分には、キャスター４４ａ、４４ｂが吊下げ固定されており、キャスター４４ａ、４４ｂは、走行フレーム２１ａ、２１ｂの上面に凹状に設けられた溝に収まり、洗浄体４が走行フレーム２１ａ、２１ｂ上をＹ方向において走行可能となる。

また、枠体４１の中央の断面コの字形状のフレーム４０５の底面の両端に案内車輪４５ａ、４５ｂが吊下げ固定されており、案内車輪４５ａ、４５ｂは、ガイドフレーム２２の側面に当接し、洗浄体４のＹ方向における走行を案内する。

巻き取りユニット５は、図２、図１２、図１３に示すとおり、サイドフレーム２０ａの上側に設けられており、断面コの字形状のベース板５１と、ベース板５１の内側に設けられた巻取りドラム５２と、ベース板５１の外側側面に設けられた電動モータ５３とから構成される。

電動モータ５３と巻き取りドラム５２とは、カップリング５４を介して接続されており、電動モータ５３が回転駆動すると、その回転力がカップリング５４を介して巻き取りドラム５２で伝達される。

巻き取りドラム５２には、ワイヤー５５の一端が取り付け固定されており、ワイヤー５５のもう一端は先端にフックが取り付けられており、洗浄体４の上端部分に設置されているアイストラップ５６に連結することができる。

また、図３に示すとおり、洗浄体４の上端部分には、ケーブルキャリア６０の一端が取り付け固定されており、ケーブルキャリアのもう一端は、図６に示すとおり、補強フレーム２４に取り付け固定されている。

巻き取りドラム５２がワイヤー５５を巻き付ける方向に回転すると、洗浄体４の上端部分に設置されているアイストラップ５６に連結されているワイヤー５５のフックに引っ張られ、洗浄体４はＹ方向をソーラーパネルの上端に向かって走行移動する。反対に、巻き取りドラム５２がワイヤー５５を巻き付ける方向と逆方向に回転すると、洗浄体４はＹ方向をソーラーパネルの下端に向かって走行移動する。その際、洗浄体４は、ケーブルキャリア６０に支持されているため、Ｙ方向における走行がぶれることがない。

なお、散水ホース及び電気ケーブル（図示せず）は、ケーブルキャリア６０を挿通し、散水管８、電動モータ４２ａ、４２ｂにそれぞれ接続されており、散水ホースの一端は水道蛇口に取り付けられており、散水管８に水が供給されるようになっており、電気ケーブルの一端はバッテリーに接続されており、電動モータ４２ａ、４２ｂに電力を供給する。

以上のとおり、本実施形態によれば、本体フレーム２がＸ方向に走行するとともに、洗浄体４がＹ方向に走行するため、ソーラーパネル全体の洗浄が可能となる上、ソーラーパネルに直接設置される本体フレーム２自体が、Ｘ方向を走行する機能を有するとともに、洗浄体４がＹ向を走行するための走行レール及びガイドレールとしての機能も兼ねているため、部品点数が少なく設置作業が容易なものとなっている。

１ソーラーパネル洗浄装置
２本体フレーム
４洗浄体
５巻取りユニット
３０走行車輪
６ａ〜ｄガイド車輪
７スライドフレーム
８散水管

Claims

洗浄すべきソーラーパネルのＹ方向に延びるフレームと、
該フレームの下面に保持され該ソーラーパネルの上面上を該Ｙ方向と交差するＸ方向に転動可能な複数個の車輪と、
該フレームの少なくとも一端に保持され該ソーラーパネルの該Ｘ方向に延びる側面に当接し、該フレームを該ソーラーパネルの該Ｘ方向に案内する案内手段と、
該フレーム上に保持され該フレームの該Ｙ方向に移動する洗浄装置とを有するソーラーパネル洗浄装置。
請求項１のソーラーパネル洗浄装置において、該案内手段は該フレームの該Ｘ方向に移動可能に保持されている。
請求項１〜２のソーラーパネル洗浄装置において、該フレームは該Ｘ方向の中程で少なくとも２個に分割可能である。
請求項１〜３のソーラーパネル洗浄装置において、該フレームはその両端が支持された状態において、該フレームの両端の長さ１００に対して該フレームの中央が１０以上下方向にたわむ柔構造体である。