JP6336486B2 - 太陽集光器の集光器表面の一部分を洗浄するロボット洗浄デバイス及び洗浄方法 - Google Patents

Description

本開示は、全般的には太陽集光器の洗浄のための装置及び方法に関し、より具体的には、太陽集光器の集光器表面から粉塵堆積物を除去するためのブラシ及びスクィージー機構に関するものである。

従来、電気エネルギーを住居及び商用目的に供給するために、石炭、石油、及び天然ガスを含む化石燃料が使用されてきた。現在、化石燃料は豊富で比較的安価なエネルギー源である。しかしながら、化石燃料の使用に関連する既知のいくつかの欠点が存在する。例えば、化石燃料は再生不能エネルギー源であると全般的に見なされており、かつ近い将来にそれほど豊富には入手可能でなくなり得る。更に、化石燃料の燃焼は、典型的に、二酸化炭素の排出、並びに人体及び環境に有害になり得る他のガスの放出になる。

太陽からの光エネルギーをエネルギー源として利用することは化石燃料の一代替案である。太陽集光器を使用すると、太陽光は他の有用なエネルギー形態に変換され得る。例えば、１つのタイプの太陽集光器は、太陽光エネルギーを住居用温水供給を補完するために使用され得る熱エネルギーに変換する。別のタイプの太陽集光器は、光起電力（ＰＶ）素子を使用して、太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する。更に別のタイプの太陽集光器は、反射性表面（例えば、研磨されたミラー）を使用して、太陽光エネルギーを、太陽光が熱エネルギーに変換されるボイラーの表面に再配向する。

典型的に、太陽集光器は、太陽光エネルギーを受け取るための大面積集光器表面によって特徴付けられる。変換に利用可能なエネルギー量は、太陽集光器の集光器表面への入射光量により異なる。このため、太陽集光器は典型的には、露光量が最大になる日当たりのよい乾燥した地域に設置される。しかしながら、かかる地域はまた、強風と粉塵が発生する傾向にある。時間の経過と共に、粉塵及び他の浮遊微小粒子は集光器表面に蓄積し、かかる状況でなければ集光器表面上に入射するはずの光を遮断する場合があり、これにより、太陽集光器の潜在的電力出力は低くなる。

一定した電力出力を維持するために、太陽集光器の集光器表面は、定期的に洗浄され、光を遮断するくずが除去される必要がある。従来、太陽集光器は、窓ガラスを洗浄するために使用されるものと同様の技術を使用して手作業で洗浄されてきた。しかしながら、圧力洗浄及び放水式洗浄などを含む従来の手作業による洗浄技術は、かなりの水の供給、並びに多くの労働量及び電源が必要とされる。屋上又は遠隔地に設置された太陽集光器の場合、頻繁に手作業による洗浄を行なうことは現実的ではない場合がある。

したがって、労働及び水資源の利用を改善した、太陽集光器を洗浄するためのシステム及び技術の必要性がある。本明細書で説明されるシステムは、太陽集光器の集光器表面からくずを効率的に除去するブラシ及びスクィージー機構を使用する技術に関する。

１つの代表的な実施形態は、太陽集光器の集光器表面を洗浄するためのシステムに関する。システムは、液体の第１のスプレーを集光器表面に供給するように構成された第１の液体分配ユニットを含む。システムは、第１の方向に沿って配向され、かつ第１の液体分配ユニットに隣接して配設された長手方向面を有するブラシエレメントも更に含む。第１のスクィージーエレメントは、第１の方向に沿って配向され、第１の液体分配ユニットと反対側で、ブラシエレメントに隣接する。第１のスクィージーエレメント、ブラシエレメント、及び第１の液体分配ユニットは、集光器表面上の第１の洗浄エリアを画定する。第２のスクィージーエレメントは、第１の方向に沿って配向され、第２の洗浄エリアを画定するように、間隙によって第１のスクィージーエレメントから隔てられている。システムは、第１及び第２のスクィージー間に位置付けられる第２の洗浄エリアに液体の第２のスプレーを供給するように構成された第２の液体分配ユニットを更に含む。

別の代表的な実施形態は、傾斜した太陽集光器の列を洗浄するように構成されたロボット洗浄デバイスに関する。ロボット洗浄デバイスは、傾斜した太陽集光器の列を横断して、隣接する太陽集光器の列の間の間隙を横切るように構成される。ロボットは、前端部及び後端部を有するフレームを含み、後端部は傾斜した太陽集光器の列の上部に向かって配設されるように構成される。ロボット洗浄デバイスは更に、フレームの前端部に配設された前側連続トラック機構及びフレームの後端部に配設された後側連続トラック機構を含む。前側及び後側連続トラック機構は、傾斜した太陽集光器の列の頂面に沿い、かつ隣接する太陽集光器の列の間の間隙を横切ってロボットを運ぶように構成される。

ロボット洗浄デバイスは、第１及び第２の液体分配ユニット、ブラシエレメント、並びに第１及び第２のスクィージーエレメントを含む。第１の液体分配ユニットは、洗浄液体の第１のスプレーを集光器表面に供給するように構成される。ブラシエレメントは第１の方向に沿って配向され、かつ第１の液体分配ユニットに隣接して配設された長手方向面を有する。第１のスクィージーエレメントは、第１の方向に沿って配向され、かつ第１の液体分配ユニットと反対側でブラシエレメントに隣接している。ここで、第１のスクィージーエレメント、ブラシエレメント、及び第１の液体分配ユニットは、集光器表面上の第１の洗浄エリアを画定する。第２のスクィージーエレメントは、第１の方向に沿って配向され、かつ集光器表面上の第２の洗浄エリアを画定するように、間隙によって第１のスクィージーエレメントから分離される。第２の液体分配ユニットは、洗浄液体の第２のスプレーを第２の洗浄エリアに供給するように構成される。

別の代表的な実施形態は、単一のスクィージーを使用して太陽集光器の集光器表面を洗浄するためのシステムに関する。システムは、洗浄ヘッドと、太陽集光器の集光器表面上の洗浄ヘッドを位置決めするためのハンドルとを含む。洗浄ヘッドは、スクィージーエレメント、ブラシエレメント、及び液体分配ユニットを含む。スクィージーエレメントは、第１の方向に沿って配向された長手方向面、スクィージーエレメントを有する。ブラシエレメントは、第１の方向に沿って配向され、かつ間隙によってスクィージーエレメントから隔てられている。液体分配ユニットは、スクィージーエレメントとブラシエレメントとの間の間隙のエリアに液体のスプレーを供給するように構成される。洗浄ヘッドは、洗浄ヘッドが第１の向きにある場合、スクィージーエレメント及びブラシエレメントの両方が集光器表面と接触するような配置に構成される。洗浄ヘッドは更に、洗浄ヘッドが第２の向きにある場合、ブラシエレメントが集光器表面と接触し、スクィージーエレメントが集光器表面から持ち上がるように構成される。洗浄ヘッドは、洗浄ヘッドが第３の向きにあるとき、スクィージーエレメントは集光器表面と接触し、ブラシエレメントは集光器表面から持ち上がるように更に構成される。

太陽集光器の集光器表面を洗浄するための例示的システムを図示する。 太陽集光器の集光器表面を洗浄するための例示的システムを図示する。

洗浄ヘッドの概略図である。

洗浄ヘッドの代表的な構成を図示する。 洗浄ヘッドの代表的な構成を図示する。

洗浄ヘッドの概略図である。 洗浄ヘッドの概略図である。 洗浄ヘッドの概略図である。

洗浄ヘッドとハンドルエレメントとの間の代表的な連結接合部を図示する。 洗浄ヘッドとハンドルエレメントとの間の代表的な連結接合部を図示する。

代表的なバックパック液体供給ユニットを図示する。

洗浄液体の流れを洗浄ヘッドに供給するための２つの例示的液体供給システムの概略図である。 洗浄液体の流れを洗浄ヘッドに供給するための２つの例示的液体供給システムの概略図である。

太陽集光器の列を洗浄するための例示的ロボット洗浄デバイスを図示する。

ロボット洗浄デバイスの例示的フレームを図示する。

ロボット洗浄デバイスの例示的洗浄モジュールを概略図である。

太陽集光器の集光器表面を洗浄するための例示的プロセスの流れ図である。 太陽集光器の集光器表面を洗浄するための例示的プロセスの流れ図である。 太陽集光器の集光器表面を洗浄するための例示的プロセスの流れ図である。

以下の説明は、当業者が種々の実施形態を作って使用できるようにするために提示される。特定のデバイス、技術、及び適用の説明は、例示的なものとしてのみ提供される。本明細書で説明される例に対する様々な変更は、当業者には直ちに明らかであり、本明細書で画定された全般的原理は、種々の実施形態の趣旨及び範囲を逸脱しない限り、他の例及び応用にも適用され得る。したがって、種々の実施形態は、本明細書で説明される例を限定することを意図するものではなく、請求項と調和した範囲と一致していることを意図したものである。

上述のように、粉塵及び他の浮遊微小粒子が太陽集光器の集光器表面上に蓄積し、かかる状況でなければ集光器表面上に入射するはずの光をブロックし得る。蓄積した粒子及び他のくずは、変換に使用可能な太陽エネルギー量を低減する傾向があり、これによって、太陽集光器の潜在的な電力出力は低減される。例えば、粉塵環境での光起電集光器は、集光器表面上の光を遮断するくずの蓄積により、１日当たり０．１〜０．３パーセントの電力生成容量を損失し得る。集光器が乾季の全期間、洗浄されない場合、２０パーセントの蓄積損失になる可能性がある。したがって、少なくともいくつかの場合、太陽集光器の集光器表面の定期的な洗浄によって、太陽集光器と太陽間の光インタフェースの劣化を防止し、及び太陽集光器の全電力発電を最大化し得る。

以下で説明されるシステム及び方法は、様々な太陽集光器の集光器表面の洗浄に関する。例示的な太陽集光器は、光起電集光器、太陽熱集光器、太陽光反射集光器などを含む。太陽集光器はまた、特に、エネルギー変換がソーラーパネルの本体内で起こる場合に、ソーラーパネルと呼ばれ得る。以下で提供される例では、集光器表面は平坦である。しかしながら、他の実施では、集光器表面は、湾曲した形状又は放物線形状であり得る。
３．二重スクィージーを使用した手持ち式洗浄デバイス

図１Ａ及び１Ｂは、二重スクィージーを使用した太陽集光器の集光器表面を洗浄するための例示的システムの構成部品を図示する。図１Ａ及び１Ｂで図示するシステムは、手持ち式洗浄デバイス１００及びバックパック液体供給ユニット３００を含む。図１Ｂで示されるように、手持ち式洗浄デバイス１００は、集光器表面を洗浄するための洗浄ヘッド１１０及び人間のオペレータによって手持ち作業されるように構成されたハンドルエレメント１２０を含む。図１Ａ及び１Ｂに図示される、バックパック液体供給ユニット３００は人間のオペレータによって着用されるように構成され、更に、洗浄液体を少なくとも１つの液体供給ホース１０２を介して洗浄ヘッド１１０に供給するように構成される。本実施形態では、洗浄液体の流れを洗浄ヘッド１１０に供給するように、手動制御弁がオペレータにより作動され得る。

図１Ａ及び１Ｂに図示されたシステムでは、手持ち式洗浄デバイス１００は人間のオペレータが接近可能な設置面（例えば、人間のオペレータを支えることが可能な地面、又は屋根の上面）に取り付けられた太陽集光器を洗浄するように構成される。太陽集光器は、オペレータが太陽集光器の少なくとも片側に隣接して立つことができる場所に設置されていることを前提としている。一実施例では、バックパック液体供給ユニット３００を着用したオペレータは、洗浄ヘッド１１０を集光器表面上配置し、手動制御弁を作動させ、太陽集光器の片側に沿って歩いて集光器表面全体に洗浄ヘッド１００を移動させることによって、太陽集光器の集光器表面を洗浄する。列に配置された複数の太陽集光器を含む別の実施例では、オペレータは、太陽集光器の列の側面に沿って歩くことによって列にわたって洗浄する。いくつかの場合、パネル間の間隙がかなり広い場合、オペレータは、隣接する太陽集光器間を移動する際に、ハンドルエレメント１２０を使用して洗浄ヘッド１１０を持ち上げる。

図１Ａ及び１Ｂに図示された手持ち式洗浄デバイス１００は、単一のパスで太陽集光器の集光器表面のあるエリアを洗浄するように構成される。つまり、手持ち式洗浄デバイスは洗浄作業を行なうために、所定のエリアを一度のみ通り過ぎる。集光器表面の洗浄及び乾燥を行なうために複数パスを必要とする機構及び技術とは対照的である。

通常、手持ち式洗浄デバイス１００を使用した洗浄作業は、従来のいくつかの洗浄技術と比較すると、洗浄液体及び手作業の量が低減化される結果となる。例えば、手持ち式洗浄デバイス１００は、わずか０．０５Ｌ／ｍ^２の洗浄液体をおよそ３００ｍ^２／時間の洗浄速度で使用して、典型的な屋根設置型の光起電太陽集光器を洗浄するように構成され得る。これに比べ、従来のスプレー洗浄技術は、１．０ｍ^２もの多量の洗浄液体を３００ｍ^２／時間より実質的により低い洗浄速度で使用し得る。

図２は、従来のいくつかの洗浄技術に比べて、単一パスで太陽集光器を洗浄するために使用され得、かつ低減された量の洗浄液体を使用する洗浄ヘッドの概略図である。図２は、洗浄ヘッド２１０を含む、手持ち式洗浄デバイス２００の一部分を示す。図２で示されるように、洗浄ヘッド２１０は、ブラシエレメント２１３、第１のスクィージーエレメント２１１、及び第２のスクィージーエレメント２１２を含む。洗浄液体は、第１及び第２の液体分配ユニット２２１、２２２を使用して、太陽集光器２４４の集光器表面２４２に適用される。

この例では、洗浄ヘッド２１０が掃除方向２４０に集光器表面２４２にわたって移動すると、２つの洗浄エリアである、低希釈エリア２３１及び高希釈エリア２３２が作成される。図２で示されるように、洗浄ヘッド２１０が掃除方向２４０に移動すると、低希釈エリア２３１が高希釈エリア２３２に先行する。更に、洗浄ヘッド２１０が掃除移動されると、第１のスクィージーエレメント２１１が液体バリアとして機能し、高希釈エリア２３２から低希釈エリア２３１を分離する。

図２で示されるように、低希釈エリア２３１は第１の液体分配ユニット２２１近くの集光器表面２４２の一部分、ブラシエレメント２１３の下の集光器表面２４２の一部分に対応し、第１のスクィージーエレメント２１１に向かって延びる。通常の実装形態では、第１の液体分配ユニット２２１は第１のスプレーを集光器表面２４２の乾燥エリアに供給する。第１の液体分配ユニット２２１によって濡らされた後、ブラシエレメント２１３が使用され、太陽集光器２４４の集光器表面２４２上に蓄積した粒子物質及びくずが取り除かれる。結果的に、低希釈エリア２３１に存在する液体は通常、ある一定量の洗浄液体に懸濁する比較的高濃度の粒子物質を含む。洗浄ヘッド２１０が集光器表面２４２にわたって移動すると、ほとんどすべての洗浄液体及び懸濁粒子物質が第１のスクィージーエレメント２１１によって除去される。

図２で示すように、高希釈エリア２３２は低希釈エリア２３１と反対側の、第１のスクィージーエレメント２１１の片面に位置しており、第１のスクィージーエレメント２１１と第２のスクィージーエレメント２１２との間のエリアを含む。典型的な実装形態では、高希釈エリア２３２は、２回目の洗浄液体によって濡らされている集光器表面２４２の一部分に対応する。したがって、高希釈エリア２３２に存在する洗浄液体は通常、低希釈エリア２３１の懸濁粒子の濃度に比べて、ある一定量の洗浄液体における、より低い濃度の懸濁粒子を含む。洗浄ヘッド２１０が集光器表面２４２にわたって移動すると、ほとんどすべての液体及び懸濁粒子物質が第２のスクィージーエレメント２１２によって除去される。

太陽集光器２４４が傾斜面上に設置されている場合、第２のスクィージーエレメント２１２によって除去される液体及び懸濁粒子物質は、重力によって高希釈エリア２３２から排出され得る。いくつかの実施形態では、除去された液体が収集され、第１の液体分配ユニット２２１に新ルートで戻され得る。新ルート構成の例は、図７Ｂで図示された液体経路スキーム及び図１１Ｂのプロセス１１００に関して記載される。

図３Ａ及び３Ｂは、単一パスで太陽集光器を洗浄するように使用され得る洗浄ヘッドの例示的構成を図示する。図３Ｂで示すように、洗浄ヘッド１１０は、ブラシエレメント１１３、第１のスクィージーエレメント１１１、第２のスクィージーエレメント１１２を含む。第１及び第２のスクィージーエレメント１１１、１１２はスペーサ１１４によって隔てられている。洗浄ヘッド１１０は、洗浄ヘッドの他の構成部品を取り付けるための裏張りプレート１１５を更に含む。

第１及び第２の液体分配ユニット１２１、１２２は洗浄液体の第１の及び第２のスプレーを太陽集光器の集光器表面上に供給するように構成される。図２に関連して上述したように、（他の洗浄ヘッド構成部品と併せて）第１及び第２の液体分配ユニット１２１、１２２は、第１のスクィージーエレメント１１１によって分離される、２つの洗浄エリアである、低希釈エリア及び高希釈エリアを生成するように構成される。

図３Ｂで示すように、第１の液体分配ユニット１２１は、ブラシエレメント１１３に隣接し、第１及び第２のスクィージーエレメント１１１、１１２と反対側になるように位置付けられる。この例では、第１の分配ユニットは、図１Ｂで示される、液体供給ホース１０２を介してバックパック液体供給ユニット３００と流体接続している。第１の液体分配ユニット１２１は洗浄液体のスプレーを太陽集光器の表面上に生じさせるためのノズルを含む。ノズルは、１つ又はそれ以上のオリフィス又は洗浄液体のスプレーを方向付けるための他の機能を含み得る。いくつかの実施形態では、第１の液体分配ユニット１２１は、洗浄液体のスプレーを太陽集光器の集光器表面に供給するように構成される１つ又はそれ以上のマニホールド又はドリップレールを更に含み得る。

図３Ｂでは、第１の液体分配ユニット１２１が、洗浄ヘッド１１０の一方の端部に対して取り付けられている様子が示される。この実施形態では、別の液体分配ユニットが同様に、洗浄ヘッド１１０のもう一方に位置付けられる。他の実施形態では、単一の液体分配ユニットが洗浄ヘッドの中心近くに位置付けられ、又は、代替的には、２つを超える液体分配ユニットがブラシエレメント１１３に大体平行の洗浄ヘッドの長さに沿って配置される。

洗浄ヘッド１１０は、第１及び第２のスクィージーエレメント１１１、１１２間に位置付けられた第２の液体分配ユニット１２２を更に含む。この例では、第２の液体分配ユニット１２２は、図１Ｂで示されるように、液体供給ホース１０２を介してバックパック液体供給ユニット３００と流体接続する。本実施例では、第１及び第２の液体分配ユニット１２１、１２２は同一の供給ホース１０２及び液体源を共用している。しかし、図７Ｂに関連して以下でより詳細に説明される他の実施形態では、代替の流体構成が、他の液体分配ユニットによる再使用のために、１つの液体分配ユニットによって供給された水の新ルートをとり得る。

図３Ｂに示される第２の液体分配ユニット１２２はスペーサ１１４の一部として形成される。第２の液体分配ユニット１２２を形成するために、中央溝又はマニホールドがスペーサ１１４の長さの一部分に沿って提供される。複数の垂直溝又は孔も提供され、中央溝又はマニホールドから第１及び第２のスクィージーエレメント１１１、１１２の間のスペースへ延びる。複数の垂直溝又は孔は、洗浄液体のスプレーを第１及び第２のスクィージーエレメント１１１、１１２の間のエリアに供給するように構成される。

図３Ｂに図示される例では、ブラシエレメント１１３はおよそ直径０．１〜０．８ｍｍで長さがおよそ５０ｍｍのいくつかの真っすぐな剛毛の列からできている。剛毛は、ナイロン又はポリプロピレン重合体からできており、化学的耐性がある。本実施形態では、剛毛は可撓性である。通常、（図１Ｂに示されている）ハンドルエレメント１２０を使用するオペレータによって圧力が加わると、剛毛はわずかに変形する。剛毛のわずかな変形はブラシエレメント１１３及び太陽集光器の集光器表面の間の十分な接触を得るのに利点となる。他の適したブラシの物質には、例えば、独立気泡ネオプレンフォーム、連続気泡フォーム、及び布地物質が含まれる。

第１及び第２のスクィージーエレメント１１１、１１２はおよそ幅２５ｍｍで厚さ３ｍｍのシリコーンゴムのストリップからできている。本実施形態では、スクィージーは可撓性である。通常、（図１Ｂに示されている）ハンドルエレメント１２０を使用するオペレータによって圧力が加わると、スクィージーはわずかに変形する。この例のシリコーンゴムは、少なくとも５ＭＰａの引張り強度を有している。５ＭＰａ超の引張り強度の物質を使用すると、通常、耐用期間が向上し、スクィージーの耐摩耗性が改善される。いくつかの場合、少なくとも５ＭＰａのシリコーンゴムを使用すると、洗浄ヘッド１１０の引き裂き抵抗に対し、及び有効寿命を延ばすために有益になり得る。第１及び第２のスクィージーエレメント１１１、１１２のための他の適した物質には、ＥＰＤＭ、天然又は合成ゴム、及び他の可撓性物質が含まれ得る。

この例では、第１及び第２のスクィージーエレメント１１１、１１２は同一の物質からできており、同一の厚さである。代替の実施形態では、２つのスクィージーエレメントが異なる厚さ及び異なるデュロメータを有する物質から作られる可能性がある。更に代替の実施形態では、第１及び第２のスクィージーは、洗浄される予定の表面のプロファイル形状に一致されるために形成されるか、又は輪郭化され得る。
４．単一のスクィージーを使用した手持ち式洗浄デバイス

図４Ａ〜図４Ｃは、太陽集光器の集光器表面を洗浄するための単一のスクィージーの実施形態を図示する。図４Ａ〜図４Ｃで示されるように、手持ち式洗浄デバイス４００は、洗浄液体を分配し、太陽集光器の集光器表面を洗浄するための洗浄ヘッド４１０を含む。洗浄ヘッド４１０は、人間のオペレータによって手持ち作業されるように構成されたハンドルエレメント４２０に取り付けられている。本実施形態では、洗浄ヘッド４１０はオペレータがハンドルエレメント４２０を持ち上げる、又は下げることによって、洗浄ヘッド４１０を傾斜させることが可能になるジョイントを介してハンドルエレメント４２０に取り付けられている。例えば、ジョイントは、少なくとも、洗浄ヘッド４１０の長手方向面に平行な軸に沿って、剛性であり得る。図４Ａ〜図４Ｃに図示されるように、洗浄ヘッド４１０の長手方向面は、実質的に、洗浄ヘッド４１０の掃除移動方向（図４Ｂの４４０及び図４Ｃの４４１）に直交している。

洗浄ヘッド４１０は、スクィージーエレメント４１１、ブラシエレメント４１３、及び液体分配ユニット４２１を含む。スクィージーエレメント４１１は、実質的に、洗浄ヘッド４１０の長手方向面に平行な、第１の方向に沿って配向された長手方向面を有している。図４Ａに図示するように、第１の方向は実質的に、洗浄ヘッド４１０の掃除移動方向（４４０、４４１）と直交する。スクィージーエレメント４１１は、およそ幅２５ｍｍで厚さ３ｍｍのシリコーンゴムのストリップからできている。他のスクィージーエレメントに関して記載されるように、スクィージーエレメント４１１に他の適した物質には、ＥＰＤＭ、天然又は合成ゴム、及び他の可撓性物質が含まれる。

ブラシエレメント４１３は、第１の方向に沿って更に配向され、かつ間隙によってスクィージーから隔てられている。この例では、ブラシエレメント４１３はナイロン又はポリプロピレンの剛毛のいくつかの列からできている。他の適したブラシの物質には、例えば、独立気泡ネオプレンフォーム、連続気泡フォーム、及び布地物質が含まれる。

液体分配ユニット４２１は、スクィージーエレメント４１１及びブラシエレメント４１３の間の間隙に位置付けられる。本実施形態では、液体分配ユニットはスクィージーエレメント４１１及びブラシエレメント４１３の間の集光器表面４４２の一部分に向けて配向された１つ又はそれ以上のスプレーノズルを含む。他の実施形態では、液体分配ユニット４２１は洗浄液体のスプレーを分配するための１つ又はそれ以上のマニホールド又はドリップレールを含み得る。

図４Ａ〜図４Ｃに示された手持ち式洗浄デバイス４００は、１超のパスで太陽集光器の集光器表面を洗浄するように構成される。特に、本実施形態では、洗浄ヘッドは、第１のスプレーを供給し、第１のパスで集光器表面の一部分をブラシで磨くように構成される。洗浄ヘッドは、第２のスプレーを供給し、第２のパスで集光器表面の一部分をスクィージーするように更に構成される。本実施形態では、洗浄ヘッド４１０の向きは第１及び第２のパスの間で回転される。

図４Ａ〜図４Ｃは、洗浄ヘッド４１０の３つの一般的な向きを示す。図４Ａは、洗浄ヘッド４１０の第１の向きを示す。第１の向きでは、洗浄ヘッド４１０は、スクィージーエレメント４１１及びブラシエレメント４１３の両方を、太陽集光器４４４の集光器表面４４２と接触するように定置する。洗浄ヘッド４１０は、例えば、洗浄ヘッド４１０がまず集光器表面４４２に配置されるとき、第１の向きに配置され得る。

図４Ｂは、第２の向きの洗浄ヘッド４１０を図示する。第２の向きでは、洗浄ヘッド４１０は、ブラシエレメント４１３を集光器表面４４２と接触するように配置し、集光器表面４４２及びスクィージーエレメント４１１の間には間隙が存在するように集光器表面４４２からスクィージーエレメント４１１を持ち上げる。洗浄ヘッド４１０は、例えば、図４Ｂで示されるハンドルエレメント４２０のように、オペレータがハンドルエレメント４２０を押し下げるとき、第２の向きに配置され得る。

図４Ｂで示すように、洗浄ヘッド４１０は、集光器表面４４２にわたって第１の方向４４０で掃除移動されるとき、第２の向きに配置され得る。本実施形態では、液体分配ユニット４２１は洗浄液体の第１のスプレーを集光器表面４４２に供給し得、一方、洗浄ヘッド４１０は第２の向きに配置され、第１の方向４４０で掃除移動される。第２の向きで、洗浄ヘッド４１０は、ブラシエレメント４１３が太陽集光器４４４の集光器表面４４２上に蓄積した粒子物質及びくずをかきまわし取り除くように位置付けられる。

図４Ｃは、第３の向きの洗浄ヘッド４１０を図示する。第３の向きでは、洗浄ヘッド４１０は、スクィージーエレメント４１１を集光器表面４４２と接触するように配置し、集光器表面４４２とブラシエレメント４１３との間に間隙があるように、集光器表面４４２からブラシエレメント４１３を持ち上げる。洗浄ヘッド４１０は、例えば、オペレータがハンドルエレメント４２０を図４Ｃで示すように持ち上げる場合、第３の向きに配置され得る。

図４Ｃで示すように、洗浄ヘッド４１０は、第２の方向４４１（第１の方向４４０とは反対）で集光器表面４４２にわたって掃除移動されるとき、第３の向きに配置され得る。本実施形態では、液体分配ユニット４２１は洗浄液体の第２のスプレーを集光器表面４４２に供給し得、一方、洗浄ヘッド４１０は第３の向きに配置され、第２の方向４４１で掃除移動される。第３の向きでは、洗浄ヘッド４１０は、スクィージーエレメント４１１が蓄積された残りの粒子を排出し、洗浄液体を除去するために集光器表面４４２を拭えるように位置付けられる。

洗浄ヘッド４１０を使用して集光器表面４４２を洗浄するための例示的プロセス１２００は、図１１Ｃと関連して以下でより詳細に説明される。
５．ジョイントエレメントの連結

一般的に、洗浄ヘッドが特定の向きで集光器表面に加えられることは利点となり得る。例えば、図４Ａ〜図４Ｃで図示された単一のスクィージーの例に関連して、洗浄ヘッドの向きは、少なくとも洗浄ヘッドの長手方向面に沿って、ハンドルエレメントに対して固定される必要がある。例えば、図２で説明された二重スクィージー洗浄ヘッドに関連して、洗浄ヘッドの向きは、ブラシ並びに第１及び第２のスクィージーが集光器表面と接触し、同時に、洗浄作業が行なわれるように維持される必要がある。いくつかの二重スクィージーの実施形態では、ブラシエレメントは、２つのスクィージーエレメントより硬く、集光器表面にわたって移動すると、洗浄ヘッドの先頭縁部が持ち上がる傾向があり得る。あるいは、第２のスクィージーエレメントがブラシエレメントより硬く、移動するときに、洗浄ヘッドの後縁部が持ち上がる傾向があり得る。これらのシナリオのどちらの場合も、３つすべてのエレメント（ブラシエレメント、第１のスクィージーエレメント、第２のスクィージーエレメント）が集光器表面と接触したままであることが確実になるために、モーメントが洗浄ヘッドに適用されなければならない。

図５Ａ及び５Ｂは洗浄ヘッドとハンドルエレメントとの間の、集光器表面対して洗浄ヘッドの向きの維持を支援する例示的連結ジョイントを図示する。図５Ａ及びＢで示すように、ハンドルエレメント１２０は連結ジョイント１３０を使用して洗浄ヘッド１１０に取り付けられており、このジョイントは、第１の軸１３１に沿った洗浄ヘッドの回転を防止することによって洗浄ヘッドの向きを維持するのを助ける。第１の軸１３１は、ブラシエレメント１１３の長手方向面及びスクィージーエレメント１１１、１１２とおおよそ平行である。

図５Ｂで示すように、連結ジョイント１３０は、連結ジョイント１３０に対して固定される、第１のクレビス１３３、第１のクレビスピン１３４、及び第２のクレビス１３５を含む。結果的に、連結ジョイント１３０は第１の軸１３１周りの回転を防止する。第１のクレビスピン１３４は、第１のクレビス１３３及び第２のクレビス１３５の嵌合部分の両方にプレス嵌め又は溶接され得る。いくつかの実施形態では、単一の固体エレメントが、第１のクレビス１３３、第１のクレビスピン１３４、及び第２のクレビス１３５の嵌合部分の代わりに使用される。

連結ジョイントが第１の軸１３１周りの回転を防止するので、モーメントがハンドルエレメント１２０を使用して、洗浄ヘッド１１０に適用され得る。例えば、オペレータは、ハンドルエレメント１２０を使用して上方又は下方の力を適用し、洗浄ヘッド１１０上にモーメント力をかけ得る。上述のように、洗浄ヘッド１１０の向きを維持するために、洗浄ヘッドの第１及び第２のスクィージーエレメント１１１、１１２に対するブラシエレメント１１３の硬さに応じたモーメント力が必要とされ得る。

図５Ｂで示すように、連結ジョイント１３０は、ハンドルエレメント１２０が第２の軸１３２周りの回転を可能にする第２のクレビス１３５及び第２のクレビスピン１３６を更に含む。第２の軸１３２は、典型的に第１の軸１３１と直交する。第２の軸１３２周りのジョイント回転を連結させることによって、ハンドルエレメント１２０を洗浄ヘッド１１０の左右に移動させることができる。この場合、連結ジョイント１３０によって、洗浄ヘッド１１０を太陽集光器の集光器表面上に位置付けたまま、オペレータは洗浄ヘッド１１０を近づけ、又は離したりして移動させることできる。またこれにより、洗浄ヘッド１１０の長手方向面に沿って、太陽集光器上において、洗浄ヘッド１１０を平坦なままにし得る。

図５Ｂに図示されるこの実施例では、第２のクレビス１３５は、ハンドルエレメント１２０に固定された第２のクレビスピン１３６に対して遊合である一対の孔を含む。別の構成では、第２のクレビスピン１３６は第２のクレビス１３５に固定され、ハンドルエレメント１２０の孔内で自由に回転できる。
６．バックパック液体供給ユニット

図１Ａ及び１Ｂに関連して上述のように、手持ち式洗浄デバイス１００はバックパック液体供給ユニット３００を着用するオペレータによって保持され得る。バックパック液体供給ユニット３００はまた、洗浄液体を図４Ａ〜図４Ｃに図示された単一のスクィージー手持ち式洗浄デバイス４００に供給するために使用され得る。図６は例示的なバックパック液体供給ユニット３００及び洗浄液体を手持ち式洗浄デバイス１００に供給するための関連構成部品を図示する。

図６で示すように、バックパック液体供給ユニット３００は、とりわけ、液体リザーバエレメント３０２、ポンプエレメント３０４、及び電源３０６を含む。バックパック液体供給ユニット３００の構成部品は、オペレータによってバックパックとして着用されるように構成されたウェアラブルハーネスに機械的に一体化される。この実施例では、バックパック液体供給ユニット３００は、構成部品を取り付けるための金属フレーム、及びユニットをオペレータの背中に取り付けるための２つのショルダーストラップを含む。

この実施例では、液体リザーバエレメント３０２は、およそ１５リットルの洗浄液体を保持する容量を有する透明なプラスチックコンテナである。液体リザーバエレメント３０２は吹込み成形又は同様のプラスチック形成プロセスを使用して形成され得る。液体リザーバエレメント３０２は、洗浄液体を洗浄ヘッド１１０の第１及び第２の液体分配ユニット１１１、１１２に供給するための１つ又はそれ以上の出力チューブを含む。本実施形態では、バックパック液体供給ユニット３００の出力チューブは、ハンドルエレメント１２０に取り付けられた液体供給ホース１０２に接続されている。バックパック液体供給ユニット３００の出力チューブ及び液体供給ホース１０２の間の接続は、典型的にバックパック液体供給ユニット３００を手持ち式洗浄デバイス１００から容易に分離できるクイック切断タイプの流体連結によって提供される。

液体リザーバエレメント３０２は、液体リザーバエレメント３０２を補給するための通気式供給ホース３０８を更に含み、これは更に、クイック切断タイプの流体連結部に装着される。補給を容易にするために、通気式供給ホース３０８は、外部供給タンクの供給ホースに直接接続され得る。洗浄液体は、重力送り又は他の液体供給技術を使用して外部供給タンクから供給され得る。急速補給を容易にするために、通気式供給ホース３０８は、補給がされているときに液体リザーバエレメント３０２から空気を逃すことができるようにする。

バックパック液体供給ユニット３００は、液体リザーバエレメント３０２に収容された洗浄液体を洗浄ヘッドに供給するためのポンプエレメント３０４を更に含む。この実施例では、ポンプエレメント３０４の入力は液体リザーバエレメント３０２と流体連通され、ポンプの出力は洗浄ヘッドと流体連通されている。本構成では、ポンプエレメント３０４は隔膜型電気ポンプを含む。

ポンプエレメント３０４は、ポンプエレメント３０４に提供される電力量を調整可能なＤＣモータ速度コントローラ回路によって制御される。本実施例では、速度コントローラ回路は、ポンプエレメント３０４のＤＣモータの回転速度を制御することによって洗浄ヘッドに供給される洗浄液体量を調整する。本実施形態では、速度コントローラ回路は、自動圧力作動シャットオフ制御機能を更に含む。この機能によって、速度コントローラ回路は、手動の制御弁がオペレータによって作動しないときに、ポンプへの電力を低減又は供給停止することができる。

電源３０６は電力をポンプエレメント３０４に提供する。この実施例では、電源３０６はポンプエレメント３０４を駆動するために使用されるＤＣ電力を提供するための再充電可能バッテリー及びＤＣ電圧調整回路を含む。電源３０６は、ＤＣモータ速度コントローラ回路を介してポンプエレメント３０４に電気的に接続される。

図６に図示されるように、ポンプエレメント３０４、電源３０６、及び他の構成部品はバックパック液体供給ユニット３００に物理的に一体化され得る。別の実施形態では、これらの構成部品の１つ又はそれ以上が手持ち式洗浄デバイスの他の構成部品と物理的に一体化され得る。例えば、電源及び／又はポンプエレメントは洗浄ヘッドに物理的に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、追加のポンプエレメント及び／又は電源が手持ち式洗浄デバイスの他の構成部品と物理的に一体化される。

本実施形態では、洗浄液体は水である。中性洗剤が、集光器表面の洗浄を促進するために水に更に追加され得る。他の実施形態では、洗浄液体は、酸性洗浄剤、アルカリ性洗浄剤、又は他の溶剤を含む他の洗浄剤を含み得る。
７．液体ルーティングシステム

図７Ａ及び７Ｂは、洗浄液体の流れを二重スクィージー洗浄ヘッドに供給するための２つの例示的液体供給システムの概略図を示す。図７Ａは、新規の洗浄溶液を第１及び第２の液体分配ユニットに供給する液体供給システムを示す。図７Ｂは、第１及び第２のスクィージーの間のエリアから液体を収集し、液体を第１の液体分配ユニットに再循環させる液体分配システムを図示する。図７Ｂの液体供給システムは、太陽集光器６４４の集光器表面６４２を洗浄するために使用される洗浄液体の量を低減するという追加の利点を提供する。

図７Ａは、洗浄液体を第１及び第２の液体分配ユニット６２１、６２２に供給する第１の液体供給システムの概略図である。図７Ａで示すように、主要液体供給ライン６５２は液体源から洗浄液体の流れを提供する。液体源は、図６に関連して上述のように、バックパック液体供給ユニット３００の液体リザーバユニット３０２であり得る。主要液体供給ライン６５２は、図１Ｂに関連して上述のように、少なくとも１つの液体供給ホース１０２を含み得る。

図７Ａで示すように、主要液体供給ライン６５２からの流れは、第１の液体供給ライン６５６及び第２の液体供給ライン６５４に分割される。第１の液体供給ライン６５６は洗浄液体の第１の流れを第１の液体分配ユニット６２１に提供するために使用され、第２の液体供給ラインは洗浄液体の第２の流れを第２の液体分配ユニット６２２に提供するために使用される。第１の液体分配ユニット６２１は、太陽集光器６４４の集光器表面６４２に洗浄液体をスプレーするための１つ又はそれ以上のノズル又はオリフィスを含む。同様に、第２の液体分配ユニット６２２も、集光器表面６４２に洗浄液体をスプレーするための１つ又はそれ以上のノズル又はオリフィスを含む。あるいは、第１及び第２の液体分配ユニット６２１、６２２は、洗浄液体を集光器表面６４２に供給するための１つ又はそれ以上のマニホールド又はドリップレールを含む可能性がある。

この実施例では、第１及び第２の液体供給ライン６５６、６５４の間で流れを等しく分割するためにＴ字型ジョイントが使用される。結果として、第１及び第２の流れは実質的に同一である。一実施例では、主要液体供給ライン６５２からの流れは、およそ０．５Ｌ／分で、それぞれおよそ０．２５Ｌ／分の第１及び第２の流れに分割される。

いくつかの実施形態では、主要液体供給ライン６５２からの流れは、互いに実質的に同一ではない第１の流れ及び第２の流れに分割される。例えば、第２の流れとは異なる第１の流れを生み出すために流れ制御又は固定式流量制限器が使用され得る。このことは、いくつかの場合では利点となり得る。例えば、太陽集光器の集光器表面が蓄積された粒子物質の通常量より大きい場合、第１の液体分配ユニット６２１に追加の洗浄液体を提供するために、洗浄液体の第１の流れは第２の流れに対して増大させるようにし得る。

図７Ｂは、第１の液体分配ユニット６２１に供給するために、第２の液体分配ユニット６２２から分配された液体を再利用する代替の実施形態を図示する。上述のように、この構成は、太陽集光器６４４の集光器表面６４２を洗浄するために使用される洗浄液体の量を低減するという追加の利点を有しており、これによって必要な液体資材量が低減される。追加的に、使用される洗浄液体の量を低減することによって、補給することなくより多くの太陽集光器の洗浄が可能になり、作業効率及び洗浄時間が改善される。洗浄液体を低減することで更に、固定されたエリアを洗浄するために必要なリザーバ液体容量も低減され得る。

図７Ｂで示すように、主要液体供給ライン６５２は、図６に関連して上述されたバックパック液体供給ユニット３００などの液体供給源から洗浄液体の流れを提供する。図７Ｂに図示される実施形態では、主要液体供給ライン６５２は洗浄液体の流れを直接、第２の液体供給ユニット６２２に供給する。上述のように、第２の液体分配ユニット６２２は、太陽集光器６４４の集光器表面６４２のエリア上に洗浄液体をスプレーするための１つ又はそれ以上のノズル又はオリフィスを含む。

図７Ｂで示すように、第２の液体分配ユニット６２２から分配された液体は第１及び第２のスクィージーエレメント６１１、６２２の間のエリア上にスプレーされる。図２に関連して上述されたように、洗浄ヘッドが集光器表面６４２にわたって移動すると、第１及び第２のスクィージーエレメント６１１、６１２の間のエリアは通常、２回目の洗浄液体によって濡らされている集光器表面６４２の一部に対応する。したがって、第１及び第２のスクィージーエレメント６１１、６１２の間のエリアに存在する洗浄液体は通常、第１の液体分配ユニット６２１付近の濡らされたエリアに懸濁する粒子の濃度に比べて、一定量の洗浄液体あたりより低い濃度の懸濁粒子を含む。懸濁粒子が比較的低い濃度なので、液体は集光器表面６４２の他の部分を洗浄するために、回収され再使用され得る。

具体的には、この例では、洗浄ヘッドは第１及び第２のスクィージーエレメント６１１、６１２の間の少なくとも一部の液体を除去するための液体回収エレメント６５８を含む。液体回収エレメント６５８は、第１及び第２のスクィージーエレメント６１１、６１２の間のエリアでたまる液体の少なくとも一部の除去を支援するポンプ６５４に接続されている。ポンプ６５４は、液体回収エレメント６５８で低減された圧力を供給するための隔膜ポンプ又は他の真空生成デバイスとし得る。いくつかの場合、ポンプ６５４はバックパック液体供給ユニットに位置付けられる。

いくつかのシナリオでは、太陽集光器６４４がある角度で設置される場合、液体回収エレメント６５８は太陽集光器６４４の下部縁部に位置し、第１及び第２のスクィージーエレメント６１１、６１２の間のエリアから排出される液体を収集するためのトラフ又は開いた容器を含み得る。いくつかの場合、真空及びトラフの両方が液体の収集のために使用される。

図７Ｂで示すように、液体回収エレメント６５８により収集された液体は、再分配供給ライン６６２によって第１の液体分配ユニット６２１に再ルーティングされる。上述のように、第２の液体分配ユニット６２２は、太陽集光器６４４の集光器表面６４２のエリア上に洗浄液体をスプレーするための１つ又はそれ以上のノズル又はオリフィスを含む。任意に、又は追加的に、主要液体供給ライン６５２によって供給される流れの一部は、補充供給ライン６６０によって第２の液体分配ユニット６２２に流用される（図７Ｂで点線として描写）。

洗浄液体を回収する別の可能性のある利点は、集光器表面上の汚染又は汚れの程度を判断するために、液体を視覚的に検査できることである。回収された洗浄液体はまた、集光器表面上に蓄積された粒子のタイプに関するより多くの情報を特定するための更なる分析のためにも収集され得る。
８．ロボット洗浄デバイス

図８は、太陽集光器の列を洗浄するための例示的ロボット洗浄デバイスを図示する。図８に図示されるロボット洗浄デバイス７００は、太陽集光器のアレイの集光器表面を横断して太陽集光器の列を洗浄し、隣接する太陽集光器間の間隙を横切るように構成される。通常、太陽集光器のアレイは、下部縁部に対して持ち上げられた上部縁部を有する傾斜角度で設置される。

ロボット洗浄デバイス７００は、太陽集光器のアレイの集光器表面を洗浄するための１つ又はそれ以上の洗浄モジュール７５０及び７５１を含む。洗浄モジュールは、太陽集光器の集光器表面から蓄積された粒子を除去するための１つ又はそれ以上の構成部品を含む。二重スクィージー構成を特徴とする、例示的洗浄モジュール８５０及び８５１は、図１０に関連して以下でより詳細に説明される。しかし、他の洗浄モジュールもまた、例えば、二重スクィージー構成を含まない、ロボット洗浄デバイス７００で実装され得る。

図８及び図９に図示されるように、ロボット洗浄デバイス７００は、太陽集光器のアレイの上部縁部に沿って横断するように構成された上部ガイド機構７０４を含む。広くは、上部ガイド機構７０４は、ロボット洗浄デバイスが傾斜した太陽集光器のアレイから外れないようにし、及びロボット洗浄デバイス７００の位置決めを支援する。この実施例では、上部ガイド機構７０４は、太陽集光器のアレイの上部縁部に接触するための平坦な領域を有する連続的なトラックベルトを含む。トラックベルトの前縁部及び後縁部は、太陽集光器間の間隙を横切るロボット洗浄デバイス７００の移行を支援するために、ある角度で傾斜している。他の実施形態では、ガイド機構には、隣接する太陽集光器間の間隙を横切って転がるために十分大きな直径を有するポリウレタンローラーの列を含み得る。

上部ガイド機構７０４は太陽集光器の集光器表面を洗浄するために使用される構成部品を支持するフレーム７０２に機械的に接合されている。この例では、フレーム７０２は、フレーム７０２が太陽集光器の上部縁部に対して回転できるようにするピボットジョイントを介して上部ガイド機構７０４に接合されている。他の実施形態では、上部ガイド機構７０４はフレーム７０２に堅く接合されている。

ロボット洗浄デバイス７００は、連続した２つのトラック機構を使用して太陽集光器のアレイに沿って位置付けられる。フレーム７０２は、太陽集光器アレイの前側の、下部縁部に配設された前側連続トラック機構７０６、及び太陽集光器のアレイの後側の、上部縁部に配設された後側連続トラック機構７０８を含む。各連続トラック機構７０４、７０６、７０８は、連続的トラックベルトをどちらかの方向で駆動するように構成された独立制御可能な駆動モータを含む。ロボット洗浄デバイス７００は、例えば、互いに対して、異なる速度で２つの連続トラック機構７０６、７０８を駆動することによって操縦され得る。いくつかの場合、上部ガイド機構７０４の駆動部は、前側又は後側連続トラック機構７０６、７０８のいずれかの駆動部に電気的又は機械的に連結されている。いくつかの場合、上部ガイド機構７０４は、駆動部を含まず、回転自由な機構である。

図８で示すように、連続トラック機構７０６、７０８はそれぞれ、平坦な領域を有する連続的トラックベルトを介して集光器表面と接触する。平坦な領域は、集光器表面を横切るロボット洗浄デバイス７００の重量を分散し、損傷の危険を低減する助けをする。平坦な領域はまた、集光器表面が濡れているとき、引張りを改善する大きな表面を提供する。連続トラック機構７０６、７０８はまた、隣接する太陽集光器間の間隙の横断を支援する傾斜した前部分及び後部分を有する。特に、連続トラック機構７０６、７０８の傾斜した前部分及び後部分は、異なる高さの隣接する太陽集光器間の間隙の上でロボット洗浄デバイス７００を搬送する助けをする。本実施形態では、前部分及び後部分は、１０度の角度で傾斜する。他の実施形態では、前部分及び後部分は、連続的トラックベルトによって提供される引張りに応じて、１５度以上傾斜され得る。

本実施形態では、連続的トラックベルトは、チェーンを形成するように共に接合された複数のリンクから作製され得る。連続的トラックベルトの表面は、集光器表面を損傷することなく、太陽集光器をつかむように構成される。連続的トラックベルトは、ロボット洗浄デバイス７００及び集光器表面の間に安全な摩擦境界を提供するゴム入りコーティングを含む。他の実施形態では、連続的トラックベルトは、重合体又はゴム入り材料からできたエンドレスベルトから作られ得る。

ロボット洗浄デバイス７００は隣接する太陽集光器間の間隙を検出するように構成された２つの光センサを含む。光センサは、ロボット洗浄デバイス７００に対して位置のフィードバックを提供するために使用される。本実施形態では、光センサは隣接する太陽集光器間の間隙を検出するように構成され、更に、太陽集光器アレイの縁部も検出し得る。光センサは更に、ロボット洗浄デバイス７００が太陽集光器アレイの端部を通り過ぎないようにするために使用され得る。

一実装形態では、光センサは、太陽集光器のアレイに対するロボット洗浄デバイス７００の向きを維持するために使用される。例えば、２つの光センサが、それぞれ、フレーム７０２の前端部及び後端部に向かって位置付けられ得る。各光センサは、センサが隣接する太陽集光器間の間隙を超えて過ぎ、間隙の検出を示す場合、固有の応答信号を生成し得る。前側及び後側のセンサ応答信号のタイミング差で、太陽集光器のアレイに対するロボット洗浄デバイス７００の向きが示され得る。例えば、ロボット洗浄デバイス７００は、太陽集光器のアレイ上で、デバイスの下部前端部が、デバイスの上部後端部を先行するように配向され得る。この構成では、前側センサが隣接する太陽集光器間の隙間を検出してから、後側センサが同一の間隙を検出する。２つのセンサの応答信号間のタイミングで、太陽集光器のアレイに対するロボット洗浄デバイス７００の相対角度が示される。

センサ応答信号の相対タイミングは、コンピュータのプロセッサ又は他の電子回路を使用して比較され得、応答信号は連続トラック機構７０６、７０８の相対速度を調整し、ロボット洗浄デバイス７００の一定の向きを維持するために使用され得る。一実施例では、位相同期ループ（ＰＬＬ）制御回路が、センサによって生成された信号に応じて、連続トラック機構７０６、７０８の一方又は両方に可変速度制御信号を提供するために使用され得る。ＰＬＬ制御回路を使用して、センサ応答信号間のタイミングの相対増大又は減少で連続トラック機構７０６、７０８間の対応する相対速度の増大又は減少がトリガされ得る。

光センサはまた、間隙検出以外の目的にも使用され得る。いくつかの実装形態では、光センサは、太陽集光器のアレイに沿ったロボット洗浄デバイス７００の位置を識別し得る。例えば、光センサは位置マーカ又は太陽集光器のアレイに沿う既知の位置を表す他の光基準を検出し得る。光センサは更に、シリアル番号を示す集光器表面上の識別マーク又は機器識別の他の形態を検知するために使用され得る。センサは更に、集光器表面上に蓄積した粒子の量を推定し、洗浄が必要かどうか、及びどの程度の洗浄を行なう必要があるかを判定できるために使用され得る。

本実施形態では光センサを使用しているが、これらに限定されない、近接センサ、容量センサ、誘導センサ、ホール効果センサ、リミットスイッチ、メカニカルセンサなどの他のセンサも使用される可能性がある。いくつかの実施形態では、センサは集光器表面付近の物質の変化を検出するように構成される。例えば、センサは集光器表面のガラス表面から集光器パネル外周の周りの金属フレームまでの変化を検出するように構成され得る。

図９は、洗浄モジュールなしのロボット洗浄デバイス７００のフレーム７０２を示す。フレーム７０２の向きが、図８に示された視点に対して回転していることに注意されたい。図９で示すように、フレームには、太陽集光器アレイの上部縁部を横断するための、フレーム７０２の後部付近に配設された上部ガイド機構７０４が含まれる。フレームは更に、フレーム７０２の前端部及び後端部付近にそれぞれ配設された前側及び後側連続トラック機構７０６、７０８を含む。

図９で示すように、前側及び後側連続トラック機構７０６、７０８は端部プレート７１２、７１４に取り付けられる。端部プレート７１２、７１４は、２つの横方向梁７１０によって構造的に接合されている。端部プレート７１２、７１４は、上部及び下部の連続トラック機構７０６、７０８間の距離を変更するように、プレートをクランプから外し、横方向梁７１０の長さに沿って移動可能にするクランプ機械的インタフェースによって横方向梁７１０に取り付けられ得る。この場合、ロボット洗浄デバイス７００は、様々に異なるようにサイズ調整された太陽集光器に嵌るように適合され得る。

フレーム７０２は、集光器表面を洗浄するために使用される洗浄液体又は他の液体を貯蔵するための１つ又はそれ以上の一体化された液体リザーバを含み得る。例えば、一方又は両方の横方向梁７１０は、密封された内部空洞を提供するために両方の端部が密封された中空の管構造体から形成され得る。内部空洞は、洗浄作業に使用される洗浄液体を貯蔵するために使用され得る。いくつかの実施形態では、端部プレートも更に、密封された中空の管構造体（例えば、ボックス構造体）から形成され得、これは液体リザーバとしても使用され得る。液体リザーバをロボット洗浄デバイス７００の構造化構成部品に一体化することによって、ロボット洗浄デバイス７００の全重量は低減され得る。追加的に、部品の数も低減され得、製造が簡素化され、部品コストも削減される。
９．ロボット洗浄デバイスのための例示的洗浄モジュール

上述のように、ロボット洗浄デバイスには通常、太陽集光器のアレイの集光器表面を洗浄するための１つ又はそれ以上の洗浄モジュールが含まれる。図１０は、ロボット洗浄デバイス８００のフレームに一体化され得る例示的洗浄モジュール８５０及び８５１の概略図を示す。

図１０で示すように、洗浄モジュール８５０はブラシエレメント８１３及び第１の液体分配ユニット８２１を含む。ブラシエレメント８１３は、駆動方向８４０に実質的に直交する第１の方向に沿って配向された長手方向面を有している。洗浄モジュール８５１は、間隙によって隔てられた第１のスクィージーエレメント８１１及び第２のスクィージーエレメント８１２を含む。第２の液体分配ユニット８２２は、第１のスクィージーエレメント８１１及び第２のスクィージーエレメント８１２の間の間隙に配設される。洗浄液体は、第１及び第２の液体分配ユニット８２１、８２２を使用して、太陽集光器８４４の集光器表面８４２に適用される。

この実施例では、ロボット洗浄デバイス８００が集光器表面８４２にわたって駆動方向８４０に移動すると、２つの洗浄エリアである、低希釈エリア８３１及び高希釈エリア８３２が作られる。図１０で示すように、ロボット洗浄デバイス８００が駆動方向８４０に移動すると、低希釈エリア８３１が高希釈エリア８３２を先行する。ロボット洗浄デバイス８００が駆動されると、第１のスクィージーエレメント８１１が液体バリアとして機能し、高希釈エリア８３２から低希釈エリア８３１を分離する。

図１０で示すように、低希釈エリア８３１は、第１の液体分配ユニット８２１近くの集光器表面８４２の一部分、ブラシエレメント８１３の下の集光器表面８４２の一部分に対応し、第１のスクィージーエレメント８１１に向かって延びる。典型的な実装形態では、第１の液体分配ユニット８２１は、第１のスプレーを集光器表面８４２の乾燥領域に供給する。第１の液体分配ユニット８２１によって濡らされた後、太陽集光器８４４の集光器表面８４２上に蓄積した粒子物質を取り除くためにブラシエレメント８１３が使用される。結果的に、低希釈エリア８３１に存在する液体は典型的には、一定量の洗浄液体あたり比較的高濃度で懸濁する粒子物質を含む。ロボット洗浄デバイス８００が集光器表面８４２にわたって駆動されると、大部分の洗浄液体及び懸濁粒子物質が第１のスクィージー８１１によって除去される。

図１０で示すように、高希釈エリア８３２は、低希釈エリア８３１と反対側の、第１のスクィージーエレメント８１１の片面に位置付けられ、第１のスクィージーエレメント８１１と第２のスクィージーエレメント８１２との間のエリアを含む。典型的な実装形態では、高希釈エリア８３２は、２回目の洗浄液体によって濡らされている集光器表面８４２の一部分に対応する。したがって、高希釈エリア８３２に存在する洗浄液体は、典型的に、低希釈エリア８３１における懸濁粒子の濃度に比べて、一定量の洗浄液体あたりより低い濃度の懸濁粒子を含む。ロボット洗浄デバイス８００が集光器表面８４２にわたって駆動されると、ほとんどすべての液体及び懸濁粒子物質が第２のスクィージーエレメント８１２によって除去される。

太陽集光器８４４が傾斜面上に設置されている場合、第２のスクィージーエレメント８１２によって除去される液体及び懸濁粒子物質は、重力によって高希釈エリア８３２から流れ出得る。いくつかの実施形態では、除去された液体は、収集され、第１の液体分配ユニットに新ルートで送り戻され得る。新ルートで送り戻す構成の例は、図７Ｂで図示された液体経路化スキーム及び図１１Ｂに関連して記述されたプロセス１１００に関連して説明される。

図１０で示すように、ブラシエレメント８１３は、中央シャフト又は桿体から放射状に延びる剛毛を有する回転ブラシであり得る。いくつかの実施形態では、回転ブラシの剛毛は、中央シャフト又は桿体の長さに沿ってらせん状のパターンで配置され得る。剛毛のらせん状の配置は一般的に、ロボット洗浄デバイス８００の１つの端部に向かって、集光器表面８４２上の洗浄液体を押し得る。ロボット洗浄デバイス８００が傾斜した太陽集光器上に設置される場合、剛毛のらせん状配置は、ブラシが回転するにつれ、洗浄液体を傾斜の上方へ押し上げ得る。この構成は、洗浄液体があまりにも早く集光器表面から排水されることを防止し、ロボット洗浄デバイス８００により少ない量の洗浄液体を使用して集光器表面を洗浄させ得るのに役立つ。

図１０は洗浄モジュール８５０及び８５１の一例示的配置を図示する。しかし、いくつかの実施形態では、複数の洗浄モジュールは単一の洗浄モジュールに一体化される。追加的に、洗浄モジュールは集光器表面８４２から手動又は自動で持ち上げられ、ロボット洗浄デバイス８００が隣接する太陽集光器間又は他障害物との間の隙間の上を横断できるように構成され得る。

ロボット洗浄デバイス８００は更に、双方向動作用に構成され得る。例えば、モジュール８５１に類似した二重スクィージー洗浄モジュールは、モジュール８５０に類似したブラシ洗浄モジュールの両方の側に配置され得る。二重スクィージー洗浄モジュールの一方は、移動の方向に応じて、集光器表面８４２から手動又は自動で持ち上げられ得る。
１０．太陽集光器の集光器表面の洗浄のプロセス

図１１Ａ及び１１Ｂは、二重スクィージー構成を使用する単一パスでの太陽集光器の集光器表面を洗浄するための例示的プロセスのフローチャートを図示する。上述のように、単一パスでの太陽集光器洗浄の技術を提供することは利点となり得る。単一パスでの太陽集光器の洗浄はまた、必要な液体資材の量を低減し、洗浄システムの効率を改善し得る。具体的には、以下で説明されるプロセスは、従来のいくつかの洗浄技術に比べ、洗浄液体量の低減化及び労働量の低減化という結果になり得る。

図１１Ａは、太陽集光器の集光器表面を洗浄するための例示的プロセス１０００のフローチャートである。プロセス１０００は、前述の２つのスクィージー構成を使用して行なわれ得る。具体的には、プロセス１０００は、図１Ａ〜図１Ｂ、２、３Ａ〜３Ｂ、６の手持ち式洗浄システム、及び代替として、図１０のロボット洗浄システムを使用して行なわれ得る。この説明のために、プロセス１０００は、図２で示された洗浄ヘッド２１０及び構成部品に関連して説明される。

プロセス１０００は典型的に、洗浄が必要な太陽集光器上で行なわれる。つまり、集光器表面は典型的に、一定の期間で集光器表面上に付着している少なくともある程度の量のくず又は粒子物質を有する。粒子物質は、風に吹かれる、又は周囲の大気から付着した塵や泥であり得る。上述のように、くず及び粒子物質は、かかる状況でなければ太陽集光器の集光器表面上へ入射するはずの光を遮断し得る。

洗浄ヘッドが集光器表面の少なくとも一部にわたって第１の方向へ掃除移動する間に、以下の動作が行われる。図２に関連して上述された洗浄ヘッド２１０を使用して、複数の動作が典型的に、同時に起こる。しかしながら、必ずしも動作のすべてが同時に行なわれる必要はなく、洗浄ヘッドが集光器表面にわたって掃除移動するとき、異なる時間に動作を開始及び停止してもよい。

動作１００２で、洗浄液体は太陽集光器の集光器表面上にスプレーされる。図２を参照して、洗浄液体は、洗浄ヘッド２１０に取り付けられた１つ又はそれ以上のノズルを含む第１の液体分配ユニット２２１を使用して、太陽集光器２４４の集光器表面２４２に向かってスプレーされる。一実施例では、第１の液体分配ユニットは、洗浄液体を０．５Ｌ／分で分配するドリップレールタイプの分配ノズルを含む。

動作１００４で、ブラシエレメントは集光器表面にわたって掃除移動する。ブラシは典型的には、洗浄液体をかきまわし、集光器表面上に付着した粒子物質を取り除く。粒子物質の少なくとも一部が洗浄液体で懸濁し得る一方、この動作で必ずしもすべての粒子物質が集光器表面の表面から除去され得ない。図２を参照して、ブラシエレメント２１３が第１の液体分配ユニット２２１に隣接した洗浄ヘッド２１０に取り付けられている。

動作１００６において、第１の液体分配ユニットによってスプレーされた液体の少なくとも一部及び粒子物質の少なくとも一部は、第１のスクィージーエレメントを使用して除去される。図２を参照して、第１のスクィージーエレメント２１１は、第１の液体分配ユニット２２１と反対側に、ブラシエレメント２１３に隣接して、洗浄ヘッド２１０に取り付けられる。図２に関連して前述されたように、第１のスクィージーエレメント２１１によって除去された液体は典型的に、洗浄液体に比較的高い濃度の懸濁粒子物質を含んでおり、低希釈液体とも呼ばれ得る。

低希釈液体の大部分は第１のスクィージーエレメント２１１によって除去される。典型的に、液体の９５パーセント超及び粒子物質の９５パーセントが第１のスクィージーエレメント２１１によって除去される。いくつかの実施形態では、液体の９８パーセント超及び粒子物質の９８パーセントが第１のスクィージーエレメント２１１によって除去される。いくつかの実施形態では、液体の９９パーセント超及び粒子物質の９９パーセントが第１のスクィージーエレメント２１１によって除去される。

動作１００８で、洗浄液体は太陽集光器の集光器表面上にスプレーされる。図２を参照すると、洗浄液体は、洗浄ヘッド２１０に取り付けられ、第１及び第２のスクィージーエレメント２１１、２２２の間に位置付けられる集光器表面２４２の一部分に向けられた１つ又はそれ以上のノズルを含む第２の液体分配ユニット２２２を使用してスプレーされる。一実施例では、第２の液体分配ユニットは、洗浄液体をおよそ０．５Ｌ／分で分配するドリップレールタイプの分配ノズルを含む。

動作１０１０において、ほとんどすべての残りの液体及び粒子物質は、第２のスクィージーエレメントを使用して除去される。図２を参照して、第２のスクィージーエレメント２１２は、ブラシエレメント２１３と反対側に、第１のスクィージーエレメント２１１に隣接して、洗浄ヘッド２１０に取り付けられる。図２に関連して前述されたように、第２のスクィージーエレメント２１２によって除去された液体は典型的に、低希釈液体中の懸濁粒子濃度に比べ、洗浄液体に低濃度の懸濁粒子を含む。第１及び第２のスクィージーエレメント２１１、２１２の間の液体はまた、高希釈液体と呼ばれる。

ほとんどすべての低希釈液体は、第２のスクィージーエレメント２１２によって除去される。典型的に、液体の９５パーセント超及び粒子物質の９５パーセントは、第２のスクィージーエレメント２１２によって除去される。いくつかの実施形態では、液体の９８パーセント超及び粒子物質の９８パーセントが第２のスクィージーエレメント２１２によって除去される。いくつかの実施形態では、液体の９９パーセント超及び粒子物質の９９パーセントが第２のスクィージーエレメント２１２によって除去される。

すべての、又はほとんどすべての粒子物質がプロセス１０００によって除去される場合、太陽集光器の集光器表面は、洗浄ヘッドの単一の掃除移動で洗浄され得る。洗浄ヘッドが太陽集光器の長さとほぼ同一の長さを有するように構成される場合、集光器全体が、太陽集光器の幅にわたって実質的に１つの洗浄方向に洗浄ヘッドを移動させることによって、単一の掃除移動で洗浄され得る。

図１１Ｂは、集光器表面に塗布された洗浄液体を収集して再び送ることによって、太陽集光器の集光器表面を洗浄する代替プロセス１１００を示す。プロセス１１００はプロセス１０００と類似しているが、洗浄液体の一部の収集及びその再使用という追加の利点を有しており、これによって、太陽集光器の集光器表面を洗浄するために必要な洗浄液体の量が低減される。

プロセス１０００と同様に、プロセス１１００は、前述の２つのスクィージー構成を使用して行なわれ得る。具体的に、図７Ｂは、プロセス１１００の態様を行なうために使用され得る例示的液体経路の図を示す。更に、プロセス１１００は、図１Ａ〜１Ｂ、２、３Ａ〜３Ｂ、７Ｂの手持ち式洗浄システム、及び代替として、図１０のロボット洗浄システムを使用して行なわれ得る。この説明のために、プロセス１１００は、図７Ｂで図示された液体経路の図に関連して説明される。

プロセス１０００と同様に、プロセス１１００は典型的に、洗浄が必要な太陽集光器上で行なわれる。つまり、集光器表面は典型的に、一定の期間で集光器表面上に付着している少なくともある程度の量のくず又は粒子物質を有している。洗浄ヘッドが集光器表面の少なくとも一部にわたって第１の方向へ掃除移動する間に、以下の動作が行われる。プロセス１０００に関連して上述されたように、プロセス１１００の複数の動作は典型的に、同時に起きるが、動作のすべてが同時に開始及び停止することは必ずしも必要ではない。

動作１１０２で、洗浄液体は太陽集光器の集光器表面上にスプレーされる。図７Ｂを参照して、洗浄液体は、洗浄ヘッド６１０に取り付けられ、太陽集光器６４４の集光器表面６４２に向けられた１つ又はそれ以上のノズルを含む第１の液体分配ユニット６２１を使用してスプレーされる。この実施例では、第１の液体分配ユニットは、液体を第１及び第２のスクィージーエレメント６１１、６１２の間のエリアから吸い込むポンプ６５４による洗浄液体の流れを備える。

動作１１０４において、ブラシエレメントは集光器表面にわたって掃除移動する。ブラシエレメントは典型的に、洗浄液体をかきまわし、集光器表面上に付着した粒子物質を取り除く。この動作は、図１１Ａに関連して上述された、動作１００４と実質的に同じである。

動作１１０６において、第１の液体分配ユニットによってスプレーされた液体の少なくとも一部の及び粒子物質の少なくとも一部は、第１のスクィージーエレメントを使用して除去される。この動作は、図１１Ａに関連して上述された、動作１００６と実質的に同じである。

動作１１０８において、洗浄液体は、太陽集光器の集光器表面上にスプレーされる。図７Ｂを参照して、洗浄液体は、洗浄ヘッドに取り付けられ、かつ第１及び第２のスクィージーエレメント６１１、６２２の間に位置付けられる集光器表面６４２の一部に向かけられた１つ又はそれ以上のノズルを含む第２の液体分配ユニット６２２を使用してスプレーされる。この実施例では、第２の液体分配ユニットは主要液体供給ライン６５２により洗浄液体の流れを提供される。

動作１１１０において、ほとんどすべての残りの液体及び粒子物質は第２のスクィージーエレメントを使用して除去される。図７Ｂを参照して、第２のスクィージーエレメント６１２は、ブラシエレメントと反対側に、第１のスクィージーエレメント６１１に隣接して、洗浄ヘッドに取り付けられている。図２に関連して前述されたように、第２のスクィージーエレメント２１２によって除去された液体は典型的に、低希釈液体中の懸濁粒子の濃度に比べて、洗浄液体中に低濃度の懸濁粒子物質を含んでおり、高希釈液体とも呼ばれる。この動作は、図１１Ａに関連して上述された、動作１０１０と実質的に同じである。

動作１１１２において、高希釈液体は、第１及び第２のスクィージーエレメントの間のエリアから収集される。図７Ｂを参照して、高希釈液体は、液体回収エレメント６５８を使用して収集され得る。液体回収エレメント６５８は第１及び第２のスクィージーエレメント６１１、６１２の間のエリアでたまる液体の少なくとも一部の除去を支援するポンプ６５４に連結されている。いくつかの場合、太陽集光器６４４がある角度で設置される場合、液体回収エレメント６５８は太陽集光器６４４の下部縁部に位置し、第１及び第２のスクィージーエレメント６１１、６１２の間のエリアから流れ出る液体を収集するためのトラフ又は開いた容器を含み得る。いくつかの場合、真空及びトラフの両方が液体の収集のために使用される。

動作１１１２において、高希釈液体は、第１の液体分配ユニットに送られる。図７Ｂを参照して、回収された液体を第１の液体分配ユニット６２１に送るために再分配供給ライン６６２が使用される。

図１１Ｃは、単一のスクィージー構成を使用する、２つのパスでの太陽集光器の集光器表面の洗浄の例示的プロセスのフローチャートを示す。場合によって、２つのパスで洗浄作業を行なうことは、利点となり得る。例えば、太陽集光器のアレイが傾斜しており、太陽集光器の長い縁部が傾斜に沿って配向されている場合、傾斜した集光器の下方縁部から太陽集光器の手入れをすることは、より容易であり得る。この場合、２つのパス、つまり最初に、太陽集光器の傾斜した表面で洗浄ヘッドを持ち上げるようにして、それから、洗浄ヘッドを下方へ戻すという２つのパスで洗浄作業を行ない、次にアレイの次の集光器を洗浄することが効率的になり得る。これと上述の図１１Ａ及び１１Ｂに関連して説明されたプロセスとを比較すると、これは、太陽集光器のアレイと並んで移動し、単一パスで洗浄を行なうことによって実装され得る。

図１１Ｃは、複数の向きで洗浄ヘッドを位置決めすることによって集光器表面を洗浄するための例示的プロセス１２００の流れ図である。プロセス１２００は、図４Ａに関連して上述された洗浄ヘッド４１０構成を使用して行なわれ得る。上述の他のプロセスと同様に、プロセス１２００は通常、洗浄が必要な太陽集光器上で行なわれる。つまり、集光器表面は通常、一定の期間で集光器表面上に付着している少なくともある程度の量のくず又は粒子物質を有している。

以下の説明に関連して、洗浄ヘッドの第２及び第３の向きは図４Ａ〜図４Ｃに関連して上述された同一の向きを意味する。上述のように、図４Ａで示された洗浄ヘッド４１０の第１の向きは同時に集光器表面と接触するブラシエレメント４１３及びスクィージーエレメント４１１の両方を配置する位置に対応する。洗浄ヘッド４１０は、手持ち式洗浄デバイス２００が集光器表面上に最初に配置される場合又はオペレータが休む場合に、第１の向きに配置され得る。

動作１２０２において、洗浄ヘッドは第２の向きで集光器表面上に配置される。第２の向きは、図４Ｂで示される、洗浄ヘッド４１０の向きに対応する。図４Ｂを参照すると、第２の向きでは、洗浄ヘッド４１０は、ブラシエレメント４１３が集光器表面４４２と接触し、集光器表面４４２及びスクィージーエレメント４１１の間には間隙があるように集光器表面４４２からスクィージーエレメント４１１を持ち上げるように配置する。洗浄ヘッド４１０は、例えば、オペレータがハンドルエレメント４２０を押し下げることによって、第２の向きに配置され得る。

動作１２０４において、洗浄ヘッドは、第２の向きの間、集光器表面にわたって第１の方向に掃除移動する。典型的に、太陽集光器が傾斜している場合、第１の方向は上方方向であり、洗浄ヘッドは集光器表面の下方縁部から上方縁部に向かって掃除移動する。洗浄ヘッドが掃除移動する間、洗浄液体は更に、液体分配ユニットを使用して集光器表面上にスプレーされる。

動作１２０４において、洗浄液体はおよそ０．５Ｌ／分の量で分配され得る。スプレーは、図１Ａに関連して上述されたように、手動の制御弁を使用してオペレータによって制御され得る。図４Ｂを参照して、液体分配ユニット４２１はスクィージーエレメント４１１及びブラシエレメント４１３の間の間隙に位置した１つ又はそれ以上のノズル又はオリフィスを含み得る。

動作１２０４において、掃除動作によって、集光器表面の最初の濡らしと洗浄が行なわれる結果となる。洗浄ヘッドは第２の向きに配置されるので、手動の洗浄デバイスの重量及びオペレータが及ぼす任意の力は、ブラシエレメント及び集光器表面が接触する場所に集中する。したがって、洗浄ヘッドが掃除移動をすると、ブラシは典型的には、洗浄液体をかきまわし、集光器表面上に付着した粒子物質を取り除く。

動作１２０４は典型的に、洗浄ヘッドの第１の洗浄パスなので、洗浄液体は典型的に、洗浄液体に比較的高濃度の懸濁粒子物質を含んでおり、低希釈液体とも呼ばれ得る。粒子物質の少なくとも一部が洗浄液体で懸濁し得る一方、この動作で必ずしもすべての粒子物質が集光器表面の表面から除去され得ない。

動作１２０６において、洗浄ヘッドは第２の向きから第３の向きに回転する。典型的に、洗浄ヘッドは、オペレータが集光器表面からハンドルエレメントを持ち上げて離すことにより、回転される。上述のように、図４Ｃは、第３の向きにおける洗浄ヘッド４１０を示す。

動作１２０８において、洗浄ヘッドは、第３の向きの間、第２の方向（第１の方向とは反対）に掃除移動する。上述のように、太陽集光器が傾斜している場合、第２の方向は下方方向であり、洗浄ヘッドは集光器表面の上方縁部から下方縁部に向かって掃除移動する。洗浄ヘッドが掃除移動する間、洗浄液体は更に、液体分配ユニットを使用して集光器表面上にスプレーされる。前述のように、スプレーは手動の制御弁を使用してオペレータによって制御され得、およそ０．５Ｌ／分の量で分配され得る。

動作１２０８において、掃除動作によって、集光器表面の第２の濡らしと拭うことが行なわれる結果となる。洗浄ヘッドは第３の向きに配置されるので、手動の洗浄デバイスの重量及びオペレータが及ぼす任意の力はスクィージーエレメント及び集光器表面が接触する場所に集中する。したがって、洗浄ヘッドが掃除移動すると、スクィージーエレメントは、動作１２０４のブラシによって除去されなかった残りの一部の粒子物質が取り除き除去し得る。

動作１２０８で洗浄ヘッドが掃除移動すると、液体の大部分がスクィージーエレメント４１１によって除去される。通常、液体の９５パーセント超及び粒子物質の９５パーセントがスクィージーエレメント４１１によって除去される。いくつかの実施形態では、液体の９８パーセント超及び粒子物質の９８パーセントがスクィージーエレメント４１１によって除去される。いくつかの実施形態では、液体の９９パーセント超及び粒子物質の９９パーセントがスクィージーエレメント４１１によって除去される。

特徴が特定の実施形態に関連して説明され、明らかになり得たが、当業者は説明された実施形態の様々な特徴は組み合わせられ得ることを認識されるであろう。更に、実施形態に関連して説明された各態様は単独でも可能である。
［項目１］
太陽集光器の集光器表面を洗浄するためのシステムであって、前記システムが、
洗浄ヘッドであって、
液体の第１のスプレーを前記集光器表面に供給する第１の液体分配ユニットと、
第１の方向に沿って配向され、かつ前記第１の液体分配ユニットに隣接して配設された長手方向面を有するブラシエレメントと、
前記第１の方向に沿って配向され、かつ前記第１の液体分配ユニットとは反対側に、前記ブラシエレメントと隣接している第１のスクィージーエレメントであって、前記第１のスクィージーエレメント、前記ブラシエレメント、及び前記第１の液体分配ユニットは、前記集光器表面上の第１の洗浄エリアを画定する、第１のスクィージーエレメントと、
前記第１の方向に沿って配向され、かつ前記集光器表面上の第２の洗浄エリアを画定するように、ある間隙で前記第１のスクィージーエレメントから分離されている第２のスクィージーエレメントと、
液体の第２のスプレーを前記第１及び第２のスクィージー間に位置付けられた前記第２の洗浄エリアに供給する第２の液体分配ユニットと、を含む、洗浄ヘッドを備える、システム。
［項目２］
実質的に前記第１の方向と直交している第２の方向に配向されたハンドルエレメントであって、前記ヘッドのエレメントに取り付けられた第１の端部及び人間のオペレータによって手持ちされる第２の端部を有する、ハンドルエレメントを更に備える、項目１に記載のシステム。
［項目３］
前記ハンドルエレメントの前記第１の端部は、連結ジョイントによって前記ヘッドのエレメントと連結され、前記連結ジョイントは、前記ヘッドのエレメントが前記第１の方向と実質的に直交する第１の軸に沿って自由に回転できるようにし、前記連結ジョイントは更に、前記ヘッドのエレメントが、前記第１の方向と平行な第２の軸を中心として回転できないようにする、項目２に記載のシステム。
［項目４］
前記システムが前記太陽集光器の前記集光器表面にわたって掃除移動されるとき、前記第１のスクィージーエレメントは、前記ブラシエレメントに隣接する前記第１のスクィージーエレメントの第１の面側の低希釈エリアと、前記第１のスクィージーエレメントの第２の面側の前記第１及び第２のスクィージーエレメントの間の高希釈エリアとの間に液体バリアを形成、項目１に記載のシステム。
［項目５］
前記低希釈エリアは、第１の量の洗浄液体における第１の懸濁粒子濃度を有し、前記高希釈エリアは、第２の量の洗浄液体における第２の懸濁粒子濃度を有し、前記第１の懸濁粒子濃度が前記第２の懸濁粒子濃度より高い、項目４に記載のシステム。
［項目６］
人間のオペレータによって着用されるバックパック液体供給ユニットであって、前記バックパック液体供給ユニットが
前記第１及び第２の液体分配ユニットに流体連通された液体リザーバエレメントと、
洗浄液体を前記液体リザーバから前記第１の液体分配ユニット及び前記第２の液体分配ユニットの少なくとも一方にポンプで送り込むポンプエレメントと、
電力を前記ポンプエレメントに提供する電源と、を含むバックパック液体供給ユニットを更に含む、項目１に記載のシステム。
［項目７］
前記第２の液体分配ユニットによってスプレーされた液体を収集する液体回収エレメントと、
前記収集された液体を前記第１の液体分配ユニットに供給するように構成された液体再分配ユニットと、を更に備える、項目１に記載のシステム。
［項目８］
前記液体回収エレメントは、前記第１及び第２のスクィージーの間の前記間隙に位置付けられた前記第２の洗浄エリアに真空を適用し、前記真空は、前記第２の液体分配ユニットによってスプレーされた液体を収集するために使用される、項目７に記載のシステム。
［項目９］
傾斜した太陽集光器の列を洗浄するロボット洗浄デバイスであって、前記ロボット洗浄デバイスは、前記傾斜した太陽集光器の列にわたって横断し、前記列の隣接する太陽集光器間の間隙を横切り、前記ロボット洗浄デバイスは、
前端部及び後端部を有するフレームであって、前記後端部は、傾斜した太陽集光器の前記列の頂部に向かって配置されるように適合された、フレームと、
前記フレームの前記前端部に配設された前側連続トラック機構並びに、
前記フレームの前記後端部に配設された後側連続トラック機構であって、前記前側及び後側連続トラック機構は、
前記傾斜した太陽集光器の列の上面に沿って前記ロボットを搬送するように、及び
前記ロボットを列状に隣接した太陽集光器間の間隙を横切って搬送する、前記前側及び後側連続トラック機構と、
洗浄液体の第１のスプレーを集光器表面に供給する第１の液体分配ユニットと、
第１の方向に沿って配向され、かつ前記第１の液体分配ユニットに隣接して配設された長手方向面を有するブラシエレメントと、
前記第１の方向に沿って配向され、かつ前記第１の液体分配ユニットとは反対側で、前記ブラシエレメントと隣接する第１のスクィージーエレメントであって、前記第１のスクィージーエレメント、前記ブラシエレメント、及び前記第１の液体分配ユニットは、前記集光器表面上の第１の洗浄エリアを画定する、第１のスクィージーエレメントと、
前記第１の方向に沿って配向され、かつ前記集光器表面上の第２の洗浄エリアを画定するように、ある間隙で前記第１のスクィージーエレメントから分離される第２のスクィージーエレメントと、
洗浄液体の第２のスプレーを、前記第１及び第２のスクィージー間に位置付けられた前記第２の洗浄エリアに供給する第２の液体分配ユニットと、を備える、ロボット洗浄デバイス。
［項目１０］
前記ブラシエレメントは、中央桿体から放射状に延びる複数の剛毛を有する回転ブラシエレメントである、項目９に記載のロボット洗浄デバイス。
［項目１１］
前記ブラシエレメントの複数の剛毛は、らせん状のパターンで配置され、前記ブラシエレメントは、前記ブラシエレメントが回転するとき、傾斜した太陽集光器の前記列の上端部に向かって洗浄液体を押し上げる、項目１０に記載のロボット洗浄デバイス。
［項目１２］
前記フレームが、
前記フレームの前記前端部から後端部に配置された１つ又はそれ以上の横方向梁であって、前記１つ又はそれ以上の横方向梁は、前記前側及び後側連続トラック機構が機械的に接合される、横方向梁を含む、項目９に記載のロボット洗浄デバイス。
［項目１３］
前記１つ又はそれ以上の横方向梁は、中空の管構造体から形成され、かつ１つ又はそれ以上の横方向梁は、密封され、少なくとも部分的に前記洗浄液体で充填されている、項目１２に記載のロボット洗浄デバイス。
［項目１４］
前記フレームの前記前端部に向かって配設された前側センサであって、前記隣接する太陽集光器の列の間の間隙を検出することに応じて前側センサ応答信号を生成する前側センサと、
前記フレームの前記後端部に向かって配設された後側センサであって、前記隣接する太陽集光器の列の間の前記間隙を検出することに応じて後側センサ応答信号を生成する後側センサと、
前記前側及び後側連続トラック機構を、前記前側センサ応答信号及び前記後側センサ応答信号の間のタイミング差に応じて互いに対して異なる速度で移動させる制御回路と、を更に備える、項目９に記載のロボット洗浄デバイス。
［項目１５］
前記制御回路が、前記前側センサ応答信号及び前記後側センサ応答信号間のタイミング差の増加に応じて、前記前側及び後側連続トラック機構のいずれかの速度を増加する、項目１４に記載のロボット洗浄デバイス。
［項目１６］
前記制御回路が、前記前側センサ応答信号及び前記後側センサ応答信号間のタイミング差の増加に応じて、前記前側及び後側連続トラック機構のいずれかの速度を減少する、項目１４に記載のロボット洗浄デバイス。
［項目１７］
前記制御回路は、位相同期ループ制御回路である、項目１４に記載のロボット洗浄デバイス。
［項目１８］
洗浄ヘッドを使用して太陽集光器の集光器表面の一部分を洗浄する方法であって、前記集光器表面の前記部分は、前記集光器表面上に付着した第１の量の粒子物質を含み、前記方法が、
前記洗浄ヘッドが掃除移動するとき、前記集光器表面の前記部分にわたって第１の方向で前記洗浄ヘッドを掃除移動することと、
前記洗浄ヘッドに取り付けられた第１の液体分配ユニットを使用して前記集光器表面上に第１の量の洗浄液体をスプレーすることと、
前記集光器表面にわたってブラシエレメントを掃除移動することであって、前記ブラシエレメントは前記第１の液体分配ユニットに隣接した前記洗浄ヘッドに取り付けられている、ことと、
前記第１の液体分配ユニットによってスプレーされた前記液体の少なくとも一部分及び前記第１の量の粒子物質の少なくとも一部分を、第１のスクィージーエレメントを使用して除去することであって、前記第１のスクィージーエレメントは、前記第１の液体分配ユニットとは反対側に、前記ブラシエレメントに隣接して前記洗浄ヘッドに取り付けられている、ことと、
前記洗浄ヘッドに取り付けられた第２の液体分配ユニットを使用して前記集光器表面上に第２の量の洗浄液体をスプレーすることであって、前記第２の液体分配ユニットは、前記第１のスクィージーエレメントと第２のスクィージーエレメントとの間に位置付けられている、ことと、
前記第２のスクィージーエレメントを使用して、第１の量の粒子物質の９５パーセント超及び残りの液体を除去することと、を備える、方法。
［項目１９］
前記第２のスクィージーは、前記第１の量の粒子物質の９８パーセント超を除去する、項目１８に記載の方法。
［項目２０］
前記第２のスクィージーは、前記第１の量の粒子物質の９９パーセント超を除去する、項目１８に記載の方法。
［項目２１］
太陽集光器の集光器表面を洗浄するためのシステムであって、前記システムが、
洗浄ヘッド、及び
前記太陽集光器の前記集光器表面上の前記洗浄ヘッドを位置決めするためのハンドルを備え、
前記洗浄ヘッドは、
第１の方向に沿って配向された長手方向面を有するスクィージーエレメントと、
前記第１の方向に沿って配向され、かつ、ある間隙によって前記スクィージーエレメントから分離されるブラシエレメントと、
前記スクィージーエレメントと前記ブラシエレメントとの間の前記間隙の前記集光器表面のエリアに液体のスプレーを供給する液体分配ユニットと、を含み、
前記洗浄ヘッドが第１の向きにある場合、前記洗浄ヘッドは、前記スクィージーエレメント及び前記ブラシエレメントの両方が前記集光器表面と接触するような配置になるように構成されており、
前記洗浄ヘッドが第２の向きにある場合、前記洗浄ヘッドは、前記ブラシエレメントが前記集光器表面と接触し、かつ前記スクィージーエレメントを前記集光器表面から持ち上げるような配置になるように構成されており、
前記洗浄ヘッドが第３の向きにある場合、前記洗浄ヘッドは、前記スクィージーエレメントが前記集光器表面と接触し、かつ前記ブラシエレメントを前記集光器表面から持ち上げるような配置になるように構成されている、システム。
［項目２２］
項目２１に記載の洗浄ヘッドを使用して、太陽集光器の集光器表面の一部分を洗浄する方法であって、前記方法が、
前記洗浄ヘッドが前記第２の向きにある間、前記集光器表面の前記部分にわたって第１の方向で前記洗浄ヘッドを掃除移動することと、
前記洗浄ヘッドが掃除移動する間、前記液体分配ユニットを使用して前記集光器表面上に第１の量の洗浄液体をスプレーすることと、
前記洗浄ヘッドを前記第３の向きに回転させることと、
前記洗浄ヘッドが第３の向きにある間、前記第１の方向とは反対の第２の方向で前記集光器表面の前記部分にわたって前記洗浄ヘッドを掃除移動することと、
前記洗浄ヘッドが掃除移動する間、前記液体分配ユニットを使用して前記集光器表面上に第２の量の洗浄液体をスプレーすることと、
前記洗浄ヘッドが掃除移動する間、前記スクィージーエレメントを使用して前記集光器表面の前記部分を拭うことと、を備える、方法。
［項目２３］
傾斜した太陽集光器の列を洗浄するロボット洗浄デバイスであって、前記ロボット洗浄デバイスは、前記傾斜した太陽集光器の列を横断し、かつ前記列の隣接する太陽集光器間の間隙を横切り、前記ロボット洗浄デバイスは、
前端部及び後端部を有するフレームであって、前記後端部が前記傾斜した太陽集光器の列の頂部に向かって配置されるように適合されたフレームと、
前記フレームの前記前端部に配設された前側連続トラック機構、及び、
前記フレームの前記後端部に配設された後側連続トラック機構であって、前記前側及び後側連続トラック機構は、
前記傾斜した太陽集光器の列の頂部表面に沿って前記ロボットを搬送させ、かつ
前記隣接する太陽集光器の列の間の間隙にわたって前記ロボットを搬送させる、前記前側及び後側連続トラック機構と、
前記傾斜した太陽集光器の列を洗浄するための洗浄モジュールと、
前記フレームの前記前端部に向かって配設された前側センサであって、前記隣接する太陽集光器の列の間の間隙を検出することに応じて前側センサ応答信号を生成する前側センサと、
前記フレームの前記後端部に向かって配設された後側センサであって、前記隣接する太陽集光器の列の間の前記間隙を検出することに応じて後側センサ応答信号を生成する後側センサと、
前記前側センサ応答信号及び前記後側センサ応答信号の間のタイミング差に応じて、前記前側及び後側連続トラック機構を、互いに対して異なる速度で移動させる制御回路と、を備える、ロボット洗浄デバイスデバイス。

Claims (14)

1. 太陽集光器の集光器表面の一部分の上を単一パスで掃除移動するように構成された、洗浄ヘッドを有するロボット洗浄デバイスであって、
   前記洗浄ヘッドの先頭縁部に取り付けられ、洗浄液体の第１のスプレーを前記集光器表面の前記一部分に供給するように構成された第１の液体分配ユニットと、
   前記洗浄ヘッドが掃除移動する方向と垂直な第１の方向に沿って配向され、かつ前記第１の液体分配ユニットに隣接して配設された長手方向面を有するブラシエレメントと、
   前記第１の方向に沿って配向され、かつ前記第１の液体分配ユニットとは反対側で、前記ブラシエレメントと隣接する第１のスクィージーエレメントであって、前記第１のスクィージーエレメント、前記ブラシエレメント、及び前記第１の液体分配ユニットは、前記洗浄ヘッドの第１の洗浄エリアを画定する、第１のスクィージーエレメントと、
   前記洗浄ヘッドの後縁部に配置され、前記第１のスクィージーエレメントから分離される第２のスクィージーエレメントと、
   前記第１のスクィージーエレメント及び前記第２のスクィージーエレメントの間で前記洗浄ヘッドにおける第２の洗浄エリアを画定すべく、前記第１のスクィージーエレメントと前記第２のスクィージーエレメントとを分離する第２の液体分配ユニットであって、前記第１の方向に沿って延伸し、洗浄液体の第２のスプレーを前記第２の洗浄エリアにおける前記集光器表面の前記一部分へ供給するように構成される第２の液体分配ユニットと、
   前記第２の液体分配ユニットによってスプレーされた液体を収集する液体回収エレメントと、
   前記収集された液体を前記第１の液体分配ユニットに供給する液体再分配ユニットと、
   を備え、
   前記液体回収エレメントは、前記第１のスクィージーエレメント及び第２のスクィージーエレメントの間に位置付けられた前記第２の洗浄エリアに真空を適用し、前記真空は、前記第２の液体分配ユニットによってスプレーされた液体を収集するために使用される、ロボット洗浄デバイス。
2. 前端部及び後端部を有するフレームであって、前記ロボット洗浄デバイスが、傾斜した前記太陽集光器の列にわたって横断し、前記列の隣接する太陽集光器間の隙間を横切るべく、前記後端部が、傾斜した前記太陽集光器の前記列の頂部に向かって配置されるように適合された、フレームと、
   前記フレームの前記前端部に配設された前側連続トラック機構並びに、
   前記フレームの前記後端部に配設された後側連続トラック機構であって、前記前側及び後側連続トラック機構は、
   前記傾斜した太陽集光器の列の上面に沿って前記ロボット洗浄デバイスを搬送するように、及び
   前記ロボット洗浄デバイスを列状に隣接した太陽集光器間の間隙を横切って搬送する、前記前側及び後側連続トラック機構と、を更に備える、請求項１に記載のロボット洗浄デバイス。
3. 傾斜した太陽集光器の列を洗浄するロボット洗浄デバイスであって、前記ロボット洗浄デバイスは、前記傾斜した太陽集光器の列にわたって横断し、前記列の隣接する太陽集光器間の間隙を横切り、前記ロボット洗浄デバイスは、
   前端部及び後端部を有するフレームであって、前記後端部は、傾斜した太陽集光器の前記列の頂部に向かって配置されるように適合された、フレームと、
   前記フレームの前記前端部に配設された前側連続トラック機構並びに、
   前記フレームの前記後端部に配設された後側連続トラック機構であって、前記前側及び後側連続トラック機構は、
   前記傾斜した太陽集光器の列の上面に沿って前記ロボット洗浄デバイスを搬送するように、及び
   前記ロボット洗浄デバイスを列状に隣接した太陽集光器間の間隙を横切って搬送する、前記前側及び後側連続トラック機構と、
   洗浄液体の第１のスプレーを集光器表面に供給する第１の液体分配ユニットと、
   第１の方向に沿って配向され、かつ前記第１の液体分配ユニットに隣接して配設された長手方向面を有するブラシエレメントと、
   前記第１の方向に沿って配向され、かつ前記第１の液体分配ユニットとは反対側で、前記ブラシエレメントと隣接する第１のスクィージーエレメントであって、前記第１のスクィージーエレメント、前記ブラシエレメント、及び前記第１の液体分配ユニットは、前記集光器表面上の第１の洗浄エリアを画定する、第１のスクィージーエレメントと、
   前記第１の方向に沿って配向され、かつ前記集光器表面上の第２の洗浄エリアを画定するように、ある間隙で前記第１のスクィージーエレメントから分離される第２のスクィージーエレメントと、
   洗浄液体の第２のスプレーを、前記第１のスクィージーエレメント及び前記第２のスクィージーエレメントの間に位置付けられた前記第２の洗浄エリアに供給する第２の液体分配ユニットと、
   前記フレームの前記前端部に向かって配設された前側センサであって、前記隣接する太陽集光器の列の間の間隙を検出することに応じて前側センサ応答信号を生成する前側センサと、
   前記フレームの前記後端部に向かって配設された後側センサであって、前記隣接する太陽集光器の列の間の前記間隙を検出することに応じて後側センサ応答信号を生成する後側センサと、
   前記前側及び後側連続トラック機構を、前記前側センサ応答信号及び前記後側センサ応答信号の間のタイミング差に応じて互いに対して異なる速度で移動させる制御回路と、
   を備える、ロボット洗浄デバイス。
4. 前記制御回路が、前記前側センサ応答信号及び前記後側センサ応答信号間のタイミング差の増加に応じて、前記前側及び後側連続トラック機構のいずれかの速度を増加する、請求項３に記載のロボット洗浄デバイス。
5. 前記制御回路が、前記前側センサ応答信号及び前記後側センサ応答信号間のタイミング差の増加に応じて、前記前側及び後側連続トラック機構のいずれかの速度を減少する、請求項３に記載のロボット洗浄デバイス。
6. 前記制御回路は、位相同期ループ制御回路である、請求項３から５のいずれか一項に記載のロボット洗浄デバイス。
7. 前記ブラシエレメントは、中央桿体から放射状に延びる複数の剛毛を有する回転ブラシエレメントである、請求項１から６のいずれか１項に記載のロボット洗浄デバイス。
8. 前記ブラシエレメントの複数の剛毛は、らせん状のパターンで配置され、前記ブラシエレメントは、前記ブラシエレメントが回転するとき、傾斜した太陽集光器の列の上端部に向かって前記洗浄液体を押し上げる、請求項１から７のいずれか１項に記載のロボット洗浄デバイス。
9. 前記フレームが、
   前記フレームの前記前端部から後端部に配置された１つ又はそれ以上の横方向梁であって、前記１つ又はそれ以上の横方向梁は、前記前側及び後側連続トラック機構が機械的に接合される、横方向梁を含む、請求項２から６のいずれか一項に記載のロボット洗浄デバイス。
10. 前記１つ又はそれ以上の横方向梁は、中空の管構造体から形成され、かつ１つ又はそれ以上の横方向梁は、密封され、少なくとも部分的に前記洗浄液体で充填されている、請求項９に記載のロボット洗浄デバイス。
11. 前記ロボット洗浄デバイスが前記太陽集光器の前記集光器表面にわたって掃除移動されるとき、前記第１のスクィージーエレメントは、前記ブラシエレメントに隣接する前記第１のスクィージーエレメントの第１の面側の低希釈エリアと、前記第１のスクィージーエレメントの第２の面側の前記第１のスクィージーエレメント及び前記第２のスクィージーエレメントの間の高希釈エリアとの間に液体バリアを形成する、請求項１から１０のいずれか１項に記載のロボット洗浄デバイス。
12. 前記低希釈エリアは、第１の量の洗浄液体における第１の懸濁粒子濃度を有し、前記高希釈エリアは、第２の量の洗浄液体における第２の懸濁粒子濃度を有し、前記第１の懸濁粒子濃度が前記第２の懸濁粒子濃度より高い、請求項１１に記載のロボット洗浄デバイス。
13. 洗浄ヘッドを使用して太陽集光器の集光器表面の一部分を洗浄する方法であって、前記方法が、
    前記集光器表面の前記一部分にわたって第１の方向で前記洗浄ヘッドを掃除移動することと、
    前記洗浄ヘッドに取り付けられた第１の液体分配ユニットを使用して前記集光器表面上に第１の量の洗浄液体をスプレーすることと、
    前記集光器表面にわたってブラシエレメントを掃除移動することであって、前記ブラシエレメントは前記第１の液体分配ユニットに隣接した前記洗浄ヘッドに取り付けられている、ことと、
    前記第１の液体分配ユニットによってスプレーされた前記洗浄液体の少なくとも一部分を、第１のスクィージーエレメントを使用して除去することであって、前記第１のスクィージーエレメントは、前記第１の液体分配ユニットとは反対側に、前記ブラシエレメントに隣接して前記洗浄ヘッドに取り付けられている、ことと、
    前記洗浄ヘッドに取り付けられた第２の液体分配ユニットを使用して前記集光器表面上に第２の量の洗浄液体をスプレーすることであって、前記第２の液体分配ユニットは、前記第１のスクィージーエレメントと第２のスクィージーエレメントとの間に位置付けられている、ことと、
    前記第２の液体分配ユニットによってスプレーされた液体を収集することと、
    前記収集された液体を前記第１の液体分配ユニットに供給することと
    を備え、
    前記液体を収集することは、前記第１のスクィージーエレメント及び前記第２のスクィージーエレメントの間に位置付けられた洗浄エリアに真空を適用しすることを含む、方法。
14. 前記集光器表面の前記一部分は、前記集光器表面上に付着した第１の量の粒子物質を含み、
    前記第２のスクィージーエレメントを使用して、第１の量の粒子物質の９５パーセント超及び残りの液体を除去することを更に備える、請求項１３に記載の方法。

Images