JP2019188388A - 太陽光パネルの洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光パネルの表面を洗浄する際に、太陽光パネルの上端部を洗浄した洗浄液で下端部を汚してしまうことを防止する太陽光パネルの洗浄装置及び洗浄方法を提供する。【解決手段】本発明に係る太陽光パネルの洗浄装置は、水平面に対して傾斜した太陽光パネルの表面を洗浄する装置であって、前記太陽光パネルの上端から下端まで、その上端と下端を垂直に結ぶ方向に対して１０°以上４５°以下の角度をもって斜めに設置されるフレームと、前記フレームに装着された、前記太陽光パネルの表面を洗浄するための洗浄手段と、前記フレームを前記太陽光パネルの左右方向に移動させるための移動手段とを有し、前記洗浄手段は、前記フレームの長手方向に平行に装着された、前記太陽光パネルの上端から下端まで延在する１つ又は複数の回転ブラシである。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光パネルの洗浄装置及び洗浄方法に関する。

近年、太陽光パネルを利用した太陽光発電システムが普及してきている。特に、業務用の太陽光パネルは、太陽光を遮るものが殆どない広大な土地に多数設置されることが多く、そこで大規模な発電が行われている。ところで、太陽光パネルの表面の汚染、鳥の糞害、砂泥の付着などにより太陽光が遮られると発電効率が低下してしまうことから、太陽光パネルの表面の定期的な洗浄は必須である。しかし、広大な土地に多数設置された太陽光パネルを人間が１つ１つ洗浄することは実質的に困難であることから、自動で洗浄する太陽光パネルの洗浄装置の開発が進められている。

特許文献１には、太陽光発電パネルの両側端間に渡設されるガイド手段と該ガイド手段を保持する一対の固定部材とからなる太陽光発電パネルに沿って移動する移動フレームと、該移動フレームに前記ガイド手段に沿って移動自在に装着される太陽光発電パネルを洗浄する清掃体と、前記移動フレームを太陽光発電パネルに沿って移動するための移動手段と、からなる太陽光発電パネルの表面を全面に渡って洗浄清掃するための太陽光発電パネルの洗浄装置において、前記清掃体は、一又は複数からなる太陽光発電パネルを洗浄するための洗浄手段からなるとともに、前記移動手段は、太陽光発電パネルの前面および／または端面に接する位置に設置される車輪からなる移動用部材と、前記移動用部材に動力を供給する駆動装置と、前記駆動装置の回転動力を前記移動用部材に伝達する動力伝達手段と、からなることを特徴とする太陽光発電パネルの洗浄装置が記載されている。

特許文献２には、パネル面を有する太陽光パネルを複数並べて設置した太陽光パネルユニットの維持管理において前記パネル面の清掃を行う太陽光パネル清掃装置であって、前記太陽光パネルユニット上を移動しながら前記太陽光パネルユニットに対する清掃作業を行う清掃手段を有しており、前記清掃手段は、前記パネル面に水を供給する水供給手段を有しており、前記水供給手段から供給される水は、カルキ成分を含まない水であることを特徴とする太陽光パネル清掃装置が記載されている。

特許文献３には、ソーラーパネルの表面を洗浄するソーラーパネル洗浄システムであって、前記ソーラーパネルに沿って設けられるレールと、駆動源により駆動されて前記レール上を移動する移動体と、前記移動体に、該移動体の移動方向に対して０度を含まない９０度未満の角度で傾けて設けられる支軸と、スポンジにより円柱体に形成され、自身では回転せず、前記移動体の移動時に前記ソーラーパネルとの接触で回転するように前記支軸により自由回転可能に支持される洗浄具と、雨が降っているときにのみ前記駆動源を作動させて前記移動体を移動させる制御手段と、を有することを特徴とするソーラーパネル洗浄システムが記載されている。

国際公開第２０１６／０９８１４０号 特開２０１８−３００５０号公報 特開２０１６−１６３６４号公報

しかし、太陽光パネルは、通常、水平面に対して傾斜した状態で設置されているところ、特許文献１〜３に記載された太陽光パネルの洗浄装置では、太陽光パネルの上辺と下辺に対して垂直に設置された清掃体が太陽光パネルの表面を左右に移動するため、太陽光パネルの上端部の洗浄に使用した水などの洗浄液が下端方向に流れてしまい、既に洗浄されたはずの太陽光パネルの下端部を汚してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、太陽光パネルの表面を洗浄する際に、太陽光パネルの上端部を洗浄した洗浄液で下端部を汚してしまうことを防止する太陽光パネルの洗浄装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明は、水平面に対して傾斜した太陽光パネルの表面を洗浄する装置であって、
前記太陽光パネルの上端から下端まで、その上端と下端を垂直に結ぶ方向に対して１０°以上４５°以下の角度をもって斜めに設置されるフレームと、
前記フレームに装着された、前記太陽光パネルの表面を洗浄するための洗浄手段と、
前記フレームを前記太陽光パネルの左右方向に移動させるための移動手段と
を有し、
前記洗浄手段は、前記フレームの長手方向に平行に装着された、前記太陽光パネルの上端から下端まで延在する１つ又は複数の回転ブラシである
太陽光パネルの洗浄装置である。

本発明は、上記の太陽光パネルの洗浄装置を、そのフレームが、水平面に対して傾斜した太陽光パネルの上端と下端を垂直に結ぶ方向に対して１０°以上４５°以下の角度をもって斜めに設置されるように、前記太陽光パネル上に設置する工程と、
前記フレームを、その前記太陽光パネルの上端側を先行させる方向に移動させながら、前記洗浄手段により前記太陽光パネルの表面を洗浄する工程と
を有する太陽光パネルの洗浄方法である。

本発明によれば、太陽光パネルの上端部を洗浄した洗浄液で下端部を汚してしまうことを防止する太陽光パネルの洗浄装置及び洗浄方法を提供することができる。

本発明に係る太陽光パネルの洗浄装置を太陽光パネルにセットした状態を示す平面図である。 本発明に係る太陽光パネルの洗浄装置を太陽光パネルにセットした状態を示す側面図である。 本発明に係る太陽光パネルの洗浄装置を太陽光パネルにセットした状態における、２つの回転ブラシの回転方向を示す拡大断面図である。 本発明に係る太陽光パネルの洗浄装置を太陽光パネルにセットした状態における、軸受ユニットの構成を示す拡大断面図である。

本発明は、水平面に対して傾斜して設置されている太陽光パネルの洗浄装置及び洗浄方法である。本発明の一実施形態に係る太陽光パネルの洗浄装置を太陽光パネルにセットした状態を図１（平面図）及び図２（側面図）に示す。

太陽光パネル１は、水平面に対して傾斜した状態で架台２の上に設置されている。太陽光パネルの洗浄装置は、架台２の上に配置された太陽光パネル１の上端１ａから下端１ｂまで斜めに設置されるフレーム１１と、フレーム１１に装着された洗浄手段としての回転ブラシ１２とを有している。フレーム１１の上部及び下部には、水などの洗浄液を供給するための洗浄液注入口１３が設けられている。フレーム１１の上端部及び下端部には、それぞれ、高さ調整手段１４ａ又は１４ｂ、角度調整手段１５ａ又は１５ｂ、及びタイヤボックス１６を介してタイヤ１７が接続されている。そして、タイヤ１７が地面３を走行することで、フレーム１１は太陽光パネル１を左右方向に移動することが可能となる。

フレーム１１は、太陽光パネル１の上端から下端まで設置されるものであり、太陽光パネル１の左右方向に移動することが可能なものである。本発明では、フレーム１１が、太陽光パネル１の上端１ａと下端１ｂを垂直に結ぶ方向に対して所定の角度θをもって斜めに設置されることが重要である。こうすることで、太陽光パネルの上端部を洗浄した洗浄液で下端部を汚してしまうことを防止することが可能となる。角度θは、太陽光パネル１の傾斜角やフレーム１１の移動速度を考慮して適宜設定すればよいが、３°以上４５°以下が好ましく、５°以上３５°以下がより好ましく、１０°以上２５°以下がさらに好ましい。フレーム１１の形状は、特に限定されず、洗浄手段１２を装着したフレーム１１が太陽光パネル１の左右方向に移動することで、洗浄手段１２により太陽光パネル１の表面が洗浄されるものであればよい。フレーム１１は、太陽光パネル１の上端から下端まで設置されるものであることから、洗浄対象である太陽光パネル１の上端から下端までの距離に合わせてフレーム１１の長さを調整することが好ましい。

フレーム１１に装着される洗浄手段としては、太陽光パネル１の表面を洗浄することができるものであればよく、布状のもの、ブラシ状のもの、ワイパー状のものなどが挙げられるが、太陽光パネル１の表面についた汚れを落としやすいことから、ブラシ状のものが好ましく、回転ブラシ１２がより好ましい。特に、フレーム１１が太陽光パネル１の上端１ａと下端１ｂを垂直に結ぶ方向に対して所定の角度θをもって斜めに設置されていることから、その長手方向に平行に回転ブラシ１２が設置されていることが好ましい。こうすることで、太陽光パネル１１の表面にこびりついた汚れを斜めに掻き出すように回転ブラシ１２が回転することになるため、より強力に洗浄することが可能となる。なお、回転ブラシ１２は、任意の位置に設置された駆動装置（不図示）により回転駆動され、その駆動エネルギーの供給方法も任意である。

洗浄手段は、太陽光パネル１の上端１ａから下端１ｂまで延在していることが好ましい。こうすることで、洗浄手段が装着されたフレーム１１を一方向に一度だけ移動させるだけで（往復させることなく）、太陽光パネル１の表面全面を洗浄することができる。洗浄手段として回転ブラシ１２を用いる場合、太陽光パネル１の上端１ａから下端１ｂまでブラシ部分が延在している１つの回転ブラシでもよく、複数の回転ブラシを直列に連結させることで、全体として太陽光パネル１の上端１ａから下端１ｂまで延在している回転ブラシ１２（特に「回転ブラシ群１２」と呼ぶことがある。）でもよい。なお、洗浄手段として回転ブラシ群１２を用いる場合、隣り合う回転ブラシの連結部に回転ブラシが存在せずに太陽光パネル１が洗浄されないという問題も通常であれば発生するが、本発明では、フレーム１１及び回転ブラシ群１２が太陽光パネル１の上端１ａと下端１ｂを垂直に結ぶ方向に対して所定の角度θをもって斜めに設置されていることから、その洗浄されない部分が狭くなり又はなくなるという効果をも発揮する。

本発明では、フレーム１１に回転ブラシ１２が２つ平行に設置されていることが好ましい。さらに、各回転ブラシ１２が、図３に示すように、それぞれ太陽光パネル１の表面においてフレーム１１の外側から内側に向かって回転することが好ましい。こうすることで、太陽光パネル１１の表面にこびりついた汚れを斜めに掻き出すように２本の回転ブラシ１２が回転するため、さらに強力に洗浄することが可能となる。また、太陽光パネル１の上端部の洗浄に使用された汚れた洗浄液がフレームの中央部を通って太陽光パネル１の下端部に流れるようになり、既に洗浄された太陽光パネル１の下端部１ｂを汚してしまうことを防止することもできる。なお、洗浄手段として回転ブラシ群１２を用いる場合、フレーム１１が太陽光パネル１の上端１ａと下端１ｂを垂直に結ぶ方向に対して所定の角度θをもって斜めに設置され、そのフレーム１１に回転ブラシ群１２が２つ平行に設置されていることになるので、隣り合う回転ブラシの連結部において太陽光パネル１が洗浄されない部分がより狭くなり又はなくなるという効果をも発揮する。

洗浄手段として回転ブラシ群１２を用いる場合、隣り合う回転ブラシの連結部には、太陽光パネル１と回転ブラシとの距離を一定に保ちつつ、フレーム１１が太陽光パネル１の上を動くための軸受けユニット１２ａが設置されていることが好ましい。例えば、図４に断面図を示すように、軸受けユニット１２ａは、中央部に回転ブラシの回転軸１２ｂをベアリング（不図示）等により回転可能に保持しつつ、下部にボール１２ｃをベアリング（不図示）等により回転可能に保持している。ボール１２ｃは、太陽光パネル１の表面上を任意の方向に転がることが可能である。このような構成であれば、太陽光パネル１と回転ブラシとの距離を適切に保つことができ、かつフレーム１１が太陽光パネル１の上を滑らかに動くようになる。特に、本発明では、フレーム１１及び回転ブラシ群１２が太陽光パネル１の上端１ａと下端１ｂを垂直に結ぶ方向に対して所定の角度θをもって斜めに設置されているが、任意の方向に転がるボール１ｃを用いることで、フレーム１１は、回転軸１２ｂに垂直な方向に対して所定の角度θをもった斜め方向にも滑らかに動くことが可能となる。

太陽光パネル１の表面の洗浄には雨水を用いることもできるが、水などの洗浄液を積極的に供給して太陽光パネル１の表面を洗浄することが好ましい。そこで、本発明に係る太陽光パネルの洗浄装置は、太陽光パネル１の表面に洗浄液を供給する供給手段を有することが好ましい。例えば、フレーム１１の上部及び／又は下部に洗浄液注入口１３を設け、そこに蛇口などからホースを繋ぐことで、水などの洗浄液を太陽光パネル１の表面に供給することが可能となる。太陽光パネル１の表面の洗浄に洗浄液を効率よく利用する観点から、洗浄液は洗浄手段の手前に排出されることが好ましい。特に、フレーム１１に回転ブラシ１２が２つ平行に設置されており、各回転ブラシ１２が、それぞれ太陽光パネル１の表面においてフレーム１１の外側から内側に向かって回転する場合には、洗浄液はフレーム１１の両側辺付近に排出されることが好ましい。

フレーム１１を太陽光パネル１の左右方向に移動させるための移動手段としては、特に制限はなく、車輪（例えばタイヤ１７）若しくはキャタピラー、又はロボット用足などを用いることができる。ただし、移動手段は、太陽光パネル１の上辺又は下辺に引っかけて移動するものではなく、太陽光パネル１とは独立した場所（例えば地面）を走行・歩行可能なものであることが好ましい。本発明では、洗浄手段が装着されたフレーム１１が太陽光パネル１の上端１ａと下端１ｂを垂直に結ぶ方向に対して所定の角度θをもって斜めに設置されることから、太陽光パネル１の上辺又は下辺に引っかけて移動するタイプの場合は、太陽光パネル１には洗浄されないデッドスペースが生じる。しかし、太陽光パネル１とは独立した場所（例えば地面）を走行・歩行可能な移動手段であれば、そのデッドスペースを洗浄することも可能となる。さらに、複数の太陽光パネル１が直列に設置されている場合には、洗浄手段が装着されたフレーム１１を一方向に一度だけ移動させるだけで、複数の太陽光パネル１の表面全面を洗浄することができる。

なお、太陽光パネル１が設置されている地面からの高さは、太陽光パネル１の設置場所の条件などにより変わることから、本発明の洗浄装置は、フレーム１１の高さを調整するための高さ調整手段を有することが好ましい。また、太陽光パネル１の水平面に対する傾斜角度も太陽光パネル１の設置場所や季節などによって変わることから、太陽光パネル１の上端側１ａ及び下端側１ｂにおけるフレーム１１の高さを独立して調整できる高さ調整手段１４ａ・１４ｂを有することがより好ましい。太陽光パネル１の上端側１ａ及び下端側１ｂにおけるフレーム１１の高さを独立して調整する場合、フレーム１１の傾斜角度も変わることから、太陽光パネル１の上端側１ａ及び下端側１ｂにおけるフレーム１１の角度を独立して調整できる角度調整手段１５ａ・１５ｂを有することがさらに好ましい。

以上のような本発明に係る太陽光パネルの洗浄装置を用いて太陽光パネルを洗浄する方法としては、まず、太陽光パネルの洗浄装置を水平面に対して傾斜した太陽光パネル１上に設置する。そして、フレーム１１を、その太陽光パネル１の上端側１ａを先行させる方向（図１では右方向）に移動させながら、洗浄手段（例えば回転ブラシ１２）により太陽光パネル１の表面を洗浄する。こうすることで、太陽光パネルの上端部を洗浄した洗浄液が太陽光パネルの下端部方向に流れたとしても、それに遅れてフレーム１１が通過し洗浄手段（例えば回転ブラシ１２）により洗浄されるため、太陽光パネルの上端部を洗浄した洗浄液で下端部を汚してしまうことを防止することが可能となる。

本明細書は、少なくとも以下の発明を開示している。
［１］水平面に対して傾斜した太陽光パネルの表面を洗浄する装置であって、
前記太陽光パネルの上端から下端まで斜めに設置されるフレームと、
前記フレームに装着された、前記太陽光パネルの表面を洗浄するための洗浄手段と、
前記フレームを前記太陽光パネルの左右方向に移動させるための移動手段と
を有する
太陽光パネルの洗浄装置。
［２］前記洗浄手段は、前記太陽光パネルの上端から下端まで延在する１つ又は複数の回転ブラシである
前記［１］に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
［３］前記洗浄手段は、直列に連結された複数の回転ブラシからなり、
隣り合う回転ブラシの連結部には、前記太陽光パネルと前記回転ブラシとの距離を一定に保ちつつ、前記フレームが前記太陽光パネルの上を動くための軸受けユニットが設置されている
前記［２］に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
［４］前記フレームには前記回転ブラシが２つ平行に設置されており、各回転ブラシは、それぞれ前記太陽光パネルの表面において前記フレームの外側から内側に向かって回転する
前記［２］又は［３］に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
［５］さらに、前記フレームの高さを調整するための高さ調整手段を有する
前記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
［６］前記高さ調整手段は、前記太陽光パネルの上端側及び下端側における前記フレームの高さを独立して調整することが可能である
前記［５］に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
［７］前記移動手段は、地面を走行可能な車輪若しくはキャタピラー、又は地面を歩行可能なロボット用足である
前記［１］〜［６］のいずれか１項に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
［８］さらに、前記太陽光パネルの表面に洗浄液を供給する供給手段を有する
前記［１］〜［７］のいずれか１項に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
［９］前記［１］〜［８］のいずれか１項に記載の太陽光パネルの洗浄装置を、水平面に対して傾斜した太陽光パネル上に設置する工程と、
前記フレームを、その前記太陽光パネルの上端側を先行させる方向に移動させながら、前記洗浄手段により前記太陽光パネルの表面を洗浄する工程と
を有する
太陽光パネルの洗浄方法。

１ 太陽光パネル
１ａ 上端
１ｂ 下端
２ 架台
１１ フレーム
１２ 回転ブラシ
１２ａ 軸受けユニット
１２ｂ 回転軸
１２ｃ ボール
１３ 洗浄液注入口
１４ａ 高さ調整手段
１４ｂ 高さ調整手段
１５ａ 角度調整手段
１５ｂ 角度調整手段
１６ タイヤボックス
１７ タイヤ
θ 傾き

Claims (9)

1. 水平面に対して傾斜した太陽光パネルの表面を洗浄する装置であって、
   前記太陽光パネルの上端から下端まで、その上端と下端を垂直に結ぶ方向に対して１０°以上４５°以下の角度をもって斜めに設置されるフレームと、
   前記フレームに装着された、前記太陽光パネルの表面を洗浄するための洗浄手段と、
   前記フレームを前記太陽光パネルの左右方向に移動させるための移動手段と
   を有し、
   前記洗浄手段は、前記フレームの長手方向に平行に装着された、前記太陽光パネルの上端から下端まで延在する１つ又は複数の回転ブラシである
   太陽光パネルの洗浄装置。
2. 前記洗浄手段は、直列に連結された複数の回転ブラシからなり、
   隣り合う回転ブラシの連結部には、前記太陽光パネルと前記回転ブラシとの距離を一定に保ちつつ、前記フレームが前記太陽光パネルの上を動くための軸受けユニットが設置されている
   請求項１に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
3. 前記軸受ユニットは、中央部に前記回転ブラシの回転軸を回転可能に保持しつつ、下部にボールを回転可能に保持しており、
   前記ボールは、前記太陽光パネルの表面上を任意の方向に転がることが可能である
   請求項２に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
4. 前記フレームには前記回転ブラシが２つ平行に設置されており、各回転ブラシは、それぞれ前記太陽光パネルの表面において前記フレームの外側から内側に向かって回転する
   請求項２又は３に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
5. さらに、前記フレームの高さを調整するための高さ調整手段を有する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
6. 前記高さ調整手段は、前記太陽光パネルの上端側及び下端側における前記フレームの高さを独立して調整することが可能である
   請求項５に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
7. 前記移動手段は、地面を走行可能な車輪若しくはキャタピラー、又は地面を歩行可能なロボット用足である
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
8. さらに、前記太陽光パネルの表面に洗浄液を供給する供給手段を有する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽光パネルの洗浄装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽光パネルの洗浄装置を、そのフレームが、水平面に対して傾斜した太陽光パネルの上端と下端を垂直に結ぶ方向に対して１０°以上４５°以下の角度をもって斜めに設置されるように、前記太陽光パネル上に設置する工程と、
   前記フレームを、その前記太陽光パネルの上端側を先行させる方向に移動させながら、前記洗浄手段により前記太陽光パネルの表面を洗浄する工程と
   を有する
   太陽光パネルの洗浄方法。