JP6674587B2 - デブリ除去のためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１６年１１月１日に出願された米国仮特許出願第６２／４１５，７１４号明細書、及び、２０１７年７月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／５３３，１９６号明細書の優先権を主張し、その両方は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。

本開示は、概して、デブリ除去のためのシステム及び方法に関し、より詳細には、ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールからのデブリの除去に関する。

ソーラーエネルギーを利用するソーラーモジュールの能力は、デブリによって覆われているときに低減される。環境に応じて、そのような問題のあるデブリは、雪、砂、ダスト、又は他のデブリを含む可能性がある。

雪のデブリのケースでは、ソーラーモジュールは、典型的に、約２ＣＭ〜３ＣＭ又はそれ以上の雪によって覆われているときには動作しない。積雪は、ソーラー発電プラントの所有者の収益の損失を結果として生じさせ、それは、除雪が対処されない場合には、かなりのものになる可能性がある。世界の砂漠の領域では、ソーラーモジュールは、砂及びダストのデブリによって覆われるようになる可能性があり、生産性の同様の損失を結果として生じさせる。

本開示の態様によれば、ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールからデブリを除去するためのシステムは、デブリ除去ウィングであって、目標ソーラーモジュールの動作表面に近接して位置決めされるように構成されている第１の側部を有する本体部であって、ソーラーモジュールアレイの作業部分に亘って広がる幅を有する先端部を有している、本体部、加圧空気を受容するように構成されている、本体部の空気入口部、及び、デブリ除去ウィングの先端部から外方へ吹き出し方向に加圧空気の第１の部分を方向付けるように構成されている、本体部の第１の空気出口部であって、吹き出し方向は、ソーラーモジュールアレイの作業部分のソーラーモジュールの動作表面と平行の第１のベクトル成分を含む、第１の空気出口部を有する、デブリ除去ウィングと、デブリ除去ウィングに加圧空気を提供するように構成されている、空気入口部に接続されている空気供給部と、目標ソーラーモジュールに近接してデブリ除去ウィングを支持するように構成されている支持アームと、支持アームを車両に固定するように構成されている支持ベースであって、車両は、ソーラーモジュールアレイに沿って前縁方向にデブリ除去ウィングを前進させるように動作可能である、支持ベースとを含む。

幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィングは、本体部の第２の空気出口部をさらに含み、第２の空気出口部は、デブリ除去ウィングの本体部の第１の側部から外方へ、目標ソーラーモジュールの動作表面に向けて、加圧空気の第２の部分を方向付けるように構成されており、目標ソーラーモジュールに近接してデブリ除去ウィングを少なくとも部分的に浮揚させる。

幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィングは、本体部の第１の側部に配設されている少なくとも１つのエアキャスターをさらに含み、少なくとも１つのエアキャスターは、第２の空気出口部からの加圧空気の第２の部分の少なくとも一部分を受容し、目標ソーラーモジュールの動作表面に向けて方向付け、目標ソーラーモジュールの動作表面に近接してデブリ除去ウィングを少なくとも部分的に浮揚させるように構成されている。

幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィングは、本体部の先端部から前縁方向に延在する少なくとも１つの延在部材をさらに含み、少なくとも１つの延在部材は、ソーラーモジュールの動作表面から離れるように湾曲した遠位端部を有している。

幾つかの実施形式では、少なくとも１つの延在部材は、ソーラーモジュールの動作表面に接触するように構成されている非摩耗性ブラシをさらに含む。

幾つかの実施形式では、本体部の先端部は、前縁方向にテーパーの付いたプロファイルを含む。

幾つかの実施形式では、本体部の第１の側部は、低摩擦表面を含む。

幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィングは、本体部に取り付けられているフラップをさらに含み、フラップは、遮断位置と後退位置との間に調節可能になっており、遮断位置は、本体部の先端部を越えて延在し、ソーラーモジュールアレイの作業部分のソーラーモジュールの動作表面からのデブリの吹き戻しを遮断し、後退位置は、デブリ除去ウィングの本体部に沿って延在している。

幾つかの実施形式では、フラップは、低摩擦シート材料を含む。

幾つかの実施形式では、支持ベースは、車両のいずれかの側にデブリ除去ウィングを位置決めするように回転可能になっている。

幾つかの実施形式では、支持アームは、少なくともヨー方向及びロール方向にデブリ除去ウィングを関節運動させるための制御アームを含む。

幾つかの実施形式では、加圧空気の第１の部分は、加圧空気の約８５体積パーセントから約９３体積パーセントを構成し、加圧空気の第２の部分は、残部を構成する。

幾つかの実施形式では、デブリは、雪を含む。

幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィングは、エアプレナムをさらに含み、エアプレナムは、空気入口部、第１の空気出口部、及び第２の空気出口部に流体連通している。

幾つかの実施形式では、加圧空気の第１の部分の吹き出し方向は、ソーラーモジュールアレイの作業部分のソーラーモジュールの動作表面に対して垂直の第２のベクトル成分を含む。

幾つかの実施形式では、吹き出し方向の第１のベクトル成分は、前縁方向に対して平行である。

本開示の別の態様によれば、ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールからデブリを除去するための方法は、ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールのうち一のソーラーモジュールに近接した状態にデブリ除去ウィングを維持するステップと、デブリ除去ウィングからソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールに沿って吹き出し方向に加圧空気を方向付けるステップであって、吹き出し方向は、ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールの動作表面と平行の第１のベクトル成分を含み、加圧空気を方向付けるステップは、ソーラーモジュールからデブリを少なくとも部分的に除去するように構成されている、ステップと、ソーラーモジュールに沿って前縁方向にデブリ除去ウィングを前進させるステップとを含む。

幾つかの実施形式では、ソーラーモジュールのうち一のソーラーモジュールに近接した状態にデブリ除去ウィングを維持するステップが、加圧空気によってデブリ除去ウィングを浮揚させることを含む。

幾つかの実施形式では、方法は、ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールの動作表面とのデブリ除去ウィングのアライメントを制御するために、デブリ除去ウィングを関節運動させるステップを含む。

幾つかの実施形式では、方法は、デブリ除去ウィングに取り付けられているフラップを使用して、ソーラーモジュールからのデブリの吹き戻しを遮断するステップを含む。

幾つかの実施形式では、方法は、デブリ除去ウィングの先端部から延在する少なくとも１つの延在部材を使用して、ソーラーモジュール間のギャップを横切ってデブリ除去ウィングを横断させるステップを含む。

幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィングを前進させるステップは、ソーラーモジュールからのデブリの少なくとも一部分をデブリ除去ウィングの上に方向付けるように構成されており、重力がデブリ除去ウィングからデブリを滑り落とさせることを可能にする。

幾つかの実施形式では、吹き出し方向は、ソーラーモジュールの動作表面に対して垂直の第２のベクトル成分を含む。

幾つかの実施形式では、吹き出し方向の第１のベクトル成分は、前縁方向に対して平行である。

他の特徴及び利点は、下記に説明されている。

ここで、非限定的な実施形式が、添付の図を参照して、単なる例として記載されることになる。

ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールからデブリを除去するためのシステムの斜視図である。 図１のシステムのデブリ除去ウィング、空気供給部、支持アーム、及び支持ベースの斜視図である。 後退位置にある調節可能なフラップを示す、図１のシステムのデブリ除去ウィングの斜視図である。 遮断位置にある調節可能なフラップを示す、図１のシステムのデブリ除去ウィングの斜視図である。 図１のシステムのデブリ除去ウィングの斜視図であり、その下側側部を示す図である。 図１のシステムの支持アームの制御アームの斜視図である。 支持アームのジンバル制御アームの斜視図である。 ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールから雪を除去する動作時の、図１のシステムの斜視図である。 ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールから雪を除去する動作時の、図１のシステムの別の斜視図である。 ソーラーモジュールアレイのギャップを横断するデブリ除去ウィングを示す、図１のシステムの斜視図である。 ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールからデブリを除去するための方法のフローチャートである。 デブリ除去ウィングの別の実施形式の斜視図である。 エアプレナムがデブリ除去ウィングの本体部の内側に配設されていることを示す、図１１のデブリ除去ウィングの斜視図である。 デブリ除去ウィングの別の実施形式の斜視図であり、その下側側部を示す図である。 デブリ除去ウィングの別の実施形式の斜視図である。 デブリ除去ウィングのさらなる別の実施形式の斜視図である。 断面の線を示す、図１５のデブリ除去ウィングの正面図である。 図１５のデブリ除去ウィングの断面を示す図である。

本開示は、表面からのデブリの除去のためのシステムに関し、とりわけ、ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールからデブリを除去するためのシステムに関する。

本開示によれば、システムは、デブリ除去ウィングと、目標ソーラーモジュールに近接してデブリ除去ウィングを支持する支持アームと、支持アームを車両に固定するように構成されている支持ベースと、デブリ除去ウィングに加圧空気を提供する空気供給部とを含む。デブリ除去ウィングは、ソーラーモジュールアレイの作業部分を横切って加圧空気を方向付け、作業部分のソーラーモジュールからデブリを除去する。車両は、ソーラーモジュールのアレイに沿って駆動され、連続的なソーラーモジュールを横切ってデブリ除去ウィングを前進させ、車両が前進するにつれてソーラーモジュールからデブリを除去することが可能である。

デブリ除去ウィングは、デブリ除去ウィングの下側側部を通して加圧空気を方向付け、ソーラーモジュールに近接してデブリ除去ウィングを浮揚させ、デブリ除去ウィングの下側側部とソーラーモジュールの動作表面との間の接触を最小化及び／又は回避することが可能である。

デブリ除去ウィングは、デブリ除去ウィングの先端部から延在する延在部材を含むことが可能であり、それは、デブリ除去ウィングがソーラーモジュールアレイのソーラーモジュール間のギャップを横断することを可能にする。

デブリ除去ウィングは、調節可能なフラップを含むことが可能であり、調節可能なフラップは、ソーラーモジュールから除去されるデブリの吹き戻しを遮断するように構成され得、又は、デブリ除去ウィングの本体部を横切って後退させられ、デブリ除去ウィングを横切って低摩擦表面を提供するように構成され得る。

支持アームは、制御アームを含むことが可能であり、制御アームは、動作の間のデブリ除去ウィングとソーラーモジュールアレイとのアライメントを維持するために、ピッチ方向、ヨー方向、及びロール方向のうち１つ以上の方向においてデブリ除去ウィングの調節を可能にする。支持ベースは、支持アームが車両のいずれかの側に位置決めされることを可能にするように回転可能とすることができる。

システム及びデブリ除去ウィングの他の特徴及び利点は、より完全に下記に説明されており、下記では、システム及びデブリ除去ウィングの非限定的な実施形式が、以下の図を参照して説明されている。便宜上、参照番号は、同様のコンポーネント又は特徴を示すために（オフセットありで、又は、オフセットなしで）繰り返され得る。

図１は、非限定的な実施形式による、ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールからデブリを除去するためのシステム１００の斜視図である。システムは、デブリ除去ウィング２００、支持アーム１５０、支持ベース１６０、及び空気供給部１７０を含む。

また、ソーラーモジュールアレイ１１０が示されており、ソーラーモジュールアレイ１１０は、幾つかのソーラーモジュール１１２を含み、ソーラーモジュール１１２は、動作表面１１２Ａを有しており、動作表面１１２Ａは、ソーラーエネルギーからパワーを発生させるための傾斜部の上に配向されている。ソーラーモジュール１１２は、典型的に、水平線から２０度〜３５度傾けられているが、デブリ除去ウィング２００は、さまざまな傾斜のソーラーモジュールアレイ１１０の上で使用され得るということが企図される。

便宜上、ソーラーモジュールアレイ１１０の幅は、ソーラーモジュール１１２が配置されている平面におけるソーラーモジュールアレイ１１０の短い方の寸法を表しており、ソーラーモジュールアレイ１１０の長さは、長い方の寸法を表している。換言すれば、長さは、図１に示されているように、前縁方向５０に沿ったソーラーモジュールアレイ１１０の寸法であり、幅は、長さに対して垂直のソーラーモジュールアレイ１１０の寸法である。逆に、デブリ除去ウィング２００の幅は、ソーラーモジュールアレイ１１０の幅の方向において広がる、デブリ除去ウィング２００の寸法を表している。

さらに、デブリ除去ウィング２００の上部側又は上向き側は、図１に示されているように、動作時に動作表面１１２Ａから離れる方に面するデブリ除去ウィング２００の側を表している。デブリ除去ウィング２００の底部側、下向き側、又は下側は、動作時に動作表面１１２Ａに面するように構成されているデブリ除去ウィング２００の側を表している。デブリ除去ウィング２００の前部端部又は前方端部は、前縁方向５０に配向されており、及び／又は、前縁方向５０に関して前置している、デブリ除去ウィング２００の側を表している。デブリ除去ウィング２００の後方端部又は後方向端部は、前縁方向５０の反対側に配向されており、及び／又は、前縁方向５０に関して後置している、デブリ除去ウィング２００の側を表している。

システム１００は、デブリ、例えば、雪、砂、ダスト、又は他のデブリなどを、ソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａから除去するために使用される。動作表面は、太陽光に露出されるように構成されているそれらの表面である。システム１００のデブリ除去ウィング２００は、動作表面１１２Ａに近接して位置決めされており、ソーラーモジュールアレイ１１０の作業部分に亘って広がっているということが示されている。

本開示では、デブリ除去ウィング２００が動作表面１１２Ａに近接しているということは、デブリ除去ウィング２００が、ソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａの十分に近くにあり、動作表面１１２Ａに沿って加圧空気を使用して、動作表面１１２Ａからデブリを除去することができるが、動作の間に動作表面１１２Ａに連続的に又は実質的に連続的に接触するデブリ除去ウィング２００の本体部２０２（図３において下記に定義される）を含むほど近くにあるということはないということを意味するように理解されるべきである。より詳細に下記に説明されることになるように、デブリ除去ウィング２００は、加圧空気の薄い層又はクッションの上に浮遊することによって、少なくとも部分的に動作表面１１２Ａに近接して維持され得る。幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィング２００は、動作表面１１２Ａと接触した状態の非摩耗性ブラシの上に乗ることによって、少なくとも部分的に動作表面１１２Ａに近接して維持され得、ここで、非摩耗性は、ソーラーモジュールの性能及び／又は生産性を劣化させることになる程度にその動作表面１１２Ａを引っ掻くか又はその他の方法で損傷させることなく、ソーラーモジュール１１２の表面に接触するのに適切であるということを意味している。幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィング２００の本体部２０２は、動作表面１１２Ａに対して、約２０ＣＭ、１５ＣＭ、１０ＣＭ、５ＣＭ、３ＣＭ、又は、それよりも近くに、さまざまに維持され得る。

本開示では、作業部分という用語は、ソーラーモジュール１１２を含有するソーラーモジュールアレイ１１０の部分を表すということが理解されるべきであり、デブリ除去ウィング２００は、デブリを除去する際に、ソーラーモジュール１１２と係合される。より具体的には、作業部分は、デブリ除去ウィング２００から送達される加圧空気の範囲にソーラーモジュール１１２を含む。例えば、本実施形式では、デブリ除去ウィング２００は、おおよそソーラーモジュールアレイ１１０の幅に亘って広がる幅を有し、同様におおよそソーラーモジュールアレイ１１０の幅に亘って広がる作業部分を提供し、加圧空気の効果的な範囲に従ってソーラーモジュールアレイ１１０の長さに沿って延在するものとして示されている。しかし、他の実施形式では、デブリ除去ウィング２００は、ソーラーモジュールアレイ１１０の幅よりも小さく広がっていてもよく、ソーラーモジュールアレイ１１０の幅の断片に対応する、より小さい作業部分を結果として生じさせるということが企図される。幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィング２００は、ソーラーモジュールアレイ１１０の幅よりも大きく広がり、ソーラーモジュールアレイ１１０の幅を完全にカバーすることを維持することが可能であり、ここで、デブリ除去ウィング２００の横方向の移動が存在する。幾つかの実施形式では、例えば、デブリ除去ウィング２００からの加圧空気が、デブリ除去ウィング２００を離れた後に、少なくとも部分的にソーラーモジュールアレイ１１０の幅を横切って横方向において広がる場合、又は、デブリ除去ウィング２００が加圧空気を少なくとも部分的にデブリ除去ウィング２００から横方向に方向付けするように構造化されており、加圧空気を少なくとも部分的にソーラーモジュールアレイ１１０の幅を横方向に横切って方向付けする場合などに、作業部分は、デブリ除去ウィング２００の幅よりも幅広くなっている。

本開示では、加圧空気という用語は、ソーラーモジュール１１２からデブリを変位させることができる、十分な圧力、体積フロー、及び速度を有する空気を表すということが理解されるべきである。デブリが雪を含むケースでは、幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィング２００は、約１５００実立方フィート毎分（ＡＣＦＭ）から約２５００実立方フィート毎分（ＡＣＦＭ）のレートにおいて、約１．０ＰＳＩ（ゲージ）から約１．７ＰＳＩ（ゲージ）の圧力で加圧空気を受容することができる。幾つかの実施形式では、そのような圧力及び流量は、約２０馬力から約３０馬力を有するモーターによって動力を与えられるブロワー又はそれに類するものによって実現され得る。従って、デブリに向けて方向付けられる加圧空気は、それがデブリ除去ウィング２００を離れるときに、約１．０ＰＳＩ（ゲージ）になっていることが可能である。より高い体積及びより高い圧力の空気が適用されることになる他の実施形式では、デブリ除去ウィング２００は、約６０馬力から約７０馬力又はそれ以上の馬力を有するモーターによって動力を与えられるブロワー又はそれに類するものを使用して、約４０００ＣＦＭ以上のレートにおいて、約３．０ＰＳＩ（ゲージ）以上の圧力で加圧空気を受容することができる。そのうえ、幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィング２００を離れる加圧空気は、層流又は実質的に層流に維持される。幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィング２００によって受容される加圧空気の体積及び圧力は、例えば、ブロワー１７２のパワー出力を設定することによって、車両６０のオペレーターによって調節可能であり得る。

デブリ除去ウィング２００は、支持アーム１５０によって、及び、より詳細に下記に議論されている追加的な特徴によって、少なくとも部分的に動作表面１１２Ａに近接して維持されている。デブリ除去ウィング２００は、空気供給部１７０から加圧空気を提供される。加圧空気の一部分は、デブリ除去ウィング２００から吹き出し方向５１（図８、図１７）に方向付けられる。幾つかの実施形式では、吹き出し方向５１は、動作表面１１２Ａと平行の第１のベクトル成分と、動作表面１１２Ａに対して垂直の第２のベクトル成分とを含む。従って、幾つかの実施形式では、吹き出し方向５１は、部分的に動作表面１１２Ａに沿っており、及び部分的に動作表面１１２Ａに向かっていることが可能であり、従って、下記に図１７を参照してより詳細に議論されているように、所定の角度で動作表面１１２Ａに当たっている。幾つかの実施形式では、吹き出し方向５１は、動作表面１１２Ａに対して平行以外の方向に第１のベクトル成分を有し、動作表面１１２Ａに対して垂直以外の方向に第２のベクトル成分を有することが可能であり、ここで、吹き出し方向５１は、動作表面１１２Ａからデブリを取り除くのに適切な任意の方向である。幾つかの実施形式では、吹き出し方向５１は、動作表面１１２Ａに対して平行の第１のベクトル成分を有していないことも可能であり、そのケースでは、吹き出し方向５１は、直接的に動作表面１１２Ａに向かうか又は別の方向になることが可能である。

支持アーム１５０は、支持ベース１６０によって車両６０に固定されるように構成されており、また、ソーラーモジュールアレイ１１０の上方にデブリ除去ウィング２００を支持するように構成されており、それによって、前縁方向５０への車両６０の前進によって、ソーラーモジュールアレイ１１０に沿って前縁方向５０へ前進させられるように、デブリ除去ウィング２００を押すか又は引く。幾つかの実施形式では、吹き出し方向５１の第１のベクトル成分は、おおよそ前縁方向５０と平行になっている。幾つかの実施形式では、吹き出し方向５１の第２のベクトル成分は、おおよそ前縁方向５０に対して垂直になっている。

車両６０は、ユーティリティー車両を含むことが可能であり、除雪のケースなどでは、例えば、ＫＵＢＯＴＡ（商標）ＲＴＶ Ｘ１１００Ｃ、ＴＯＯＬＣＡＴ（商標）５６００、又は、冬の天候及び地形条件において動作するのに適切な別の車両を含むことが可能である。動作の間に、車両６０は、ソーラー発電プラントにおいて時々存在するように、起伏の多い地形を横断することが可能であり得る。

図２は、前縁方向５０の後方からのシステム１００の斜視図であり、非限定的な実施形式による、デブリ除去ウィング２００、空気供給部１７０、支持アーム１５０、及び支持ベース１６０を示している。

支持アーム１５０は、ソーラーモジュールアレイ１１０の上方にデブリ除去ウィング２００を支持している。本実施形式では、支持アーム１５０は、十分な長さの構造的な金属、例えば、アルミニウム、ファイバーグラス、又はスチールなどのビームを含み、車両６０が、ソーラーモジュールアレイ１１０と車両６０との間にスペースを伴って、デブリ除去ウィング２００を支持することができるようになっている。任意の適切な寸法を有し、任意の構造及び／又は材料を含むことが可能な、さまざまなサポートが企図される。本実施形式では、支持アーム１５０は、より詳細に下記に議論されているように、車両６０から遠位に配設されている（及び／又は、車両６０から遠位になるように構成されている）支持アーム１５０の端部において、液圧的な及び／又は電気的なパワーをアクチュエーターに供給するための液圧的な接続部及び／又は電気的な接続部を含む。

幾つかの実施形式では、支持アーム１５０は、その長さに沿って伸縮式になっていることが可能であり、支持アーム１５０がさまざまな距離まで延在し、ソーラーモジュールアレイ１１０の上方にデブリ除去ウィング２００を位置決めすることを可能にする。

支持アーム１５０は、その遠位端部に制御アーム１５２を含み、制御アーム１５２は、図６Ａを参照して下記に議論されているように、デブリ除去ウィング２００の調節、制御、及び関節運動を提供する。

デブリ除去ウィング２００は、支持ベース１６０から支持アーム１５０を除去することによって、及び、支持アーム１５０からデブリ除去ウィング２００を除去することによって、部分的に分解され得、それによって、効率的な輸送を可能にする。さらに、支持アーム１５０は、支持アーム１５０に沿って少なくとも１つのピボット又はヒンジ（図示せず）を含むことが可能であり、支持アーム１５０が折り畳まれることを可能にし、車両６０との保管のために、又は、車両６０との輸送のために、車両６０に概して隣接した位置に、又は、車両６０の前に、デブリ除去ウィング２００を持って行く。

支持ベース１６０は、支点１６２を含み、支持アーム１５０は、支点１６２に固定されている。支点１６２は、回転可能なベース１６４に装着されており、回転可能なベース１６４は、装着ベース１６８の上に装着されている。回転可能なベース１６４は、車両６０の垂直方向軸線の周りに回転可能であり、車両６０の垂直方向軸線は、車両６０のホイールによって画定される平面に対して垂直の軸線を表している。回転可能なベース１６４は、車両６０の垂直方向軸線の周りの回転を支点１６２に提供し、それによって、支持アーム１５０及びデブリ除去ウィング２００を車両６０の周りにスイングさせ、車両６０のいずれかの側にデブリ除去ウィング２００を位置決めすることが可能である。カウンターウェイト１６６が、支持アーム１５０に接続され得、接続は、支点１６２によって支持されており、従って、支持アーム１５０にカウンターウェイト力を提供する。幾つかの実施形式では、カウンターウェイト力は、液圧アキュムレーターシステムを介して支持アーム１５０に印加され得る。

本実施形式では、回転可能なベース１６４は、ＬＡＺＹ ＳＵＺＡＮ軸受及びキングピンを含む。ＬＡＺＹ ＳＵＺＡＮ軸受及びキングピンは、支持ベース１６０が回転すること、及び、その後に支持アーム１５０が回転することを可能にし、車両６０のいずれかの側にデブリ除去ウィング２００を位置決めすることを含む、デブリ除去ウィングの位置決めを可能にする。他の実施形式では、回転可能なベース１６４は、支持のためのホイールキャスターを有するターンテーブルを含むことが可能である。回転可能なベース１６４の回転は、回転可能なベース１６４と装着ベース１６８との間に取り付けられたロータリーアクチュエーター又はリニアアクチュエーターによって制御され得る。さまざまな回転メカニズムが企図される。幾つかの実施形式では、支持ベース１６０は、ロータリーモーター、又は、ロータリーモーターによって動力を与えられる旋回リングを含むことが可能である。

支持ベース１６０は、支点１６２の周りで支持アーム１５０を垂直方向に昇降させるための、ロータリーアクチュエーター又はリニアアクチュエーターをさらに含むことが可能である。支持アーム１５０は、ピローブロック又は他のハウジング付き軸受ユニット（ＨＯＵＳＥＤ ＢＥＡＲＩＮＧ ＵＮＩＴ）によって、支点１６２に取り付けられ得、他のハウジング付き軸受ユニットは、支持アーム１５０が上下の配向に自由に枢動することを可能にする。従って、システム１００の動作時に、デブリ除去ウィング２００は、車両６０の運動の乱れにかかわらず、ソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａに近接したままであることが可能である。リニアアクチュエーター及びピローブロックが説明されているが、デブリ除去ウィング２００の垂直方向の支持及び制御を提供するさまざまな機械的な実施形式が企図される。支持アーム１５０を持ち上げる及び回転させる機能は、さまざまな方式で実現され得、それは、装着ベース１６８がリフトを提供する方式、又は、回転可能なベース１６４から独立して、支点１６２が回転を提供する方式、及び、他の変形例を含むということが企図される。

空気供給部１７０は、ブロワー１７２及び供給ホース１７４を含む。ブロワー１７２は、加圧空気を発生させ、加圧空気は、デブリ除去ウィング２００による受容及び使用のために、供給ホース１７４によって給送されることになる。供給ホース１７４は、支持アーム１５０の長さに沿って、さまざまなポイントにおいて支持アーム１５０と連結され得る。支持アーム１５０が十分な幅を含む幾つかの実施形式では、供給ホース１７４は、少なくとも部分的に支持アーム１５０の内部に配設され得る。さまざまなブロワー及び供給ラインが企図される。

ブロワー１７２は、高圧遠心ブロワーもしくは再生式ブロワーを含むことが可能であり、又は、ディーゼルモーター、ガスモーター、もしくは電気モーターによって動力を与えられる同様のものを含むことが可能であり、又は、車両６０の液圧システムによって駆動される液圧モーターによって動力を与えられるブロワーを含むことが可能である。幾つかの実施形式では、ブロワー１７２は、約３６００の平均動作毎分回転数（ＲＰＭ）を有することが可能である。

幾つかの実施形式では、ブロワー１７２は、回転可能なベース１６４の上に装着され得る。しかし、他の実施形式では、ブロワー１７２は、装着ベース１６８の上に装着され得るか、支持ベース１６０の上の他の場所に装着され得るか、又は、車両６０の上の他の場所に装着され得る。

幾つかの実施形式では（図示せず）、支持アーム１５０は、その長さに沿ってよじられ、より好ましい構造的強度をそれに付与することが可能である。よじることは、支持アーム１５０と車両６０との間のクリアランス、又は、支持アーム１５０と供給ホース１７４との間のクリアランスを提供することが可能である。

図３及び図４は、非限定的な実施形式によるデブリ除去ウィング２００の斜視図を示している。デブリ除去ウィング２００は、本体部２０２を含み、本体部２０２は、軽量の構造材料の骨組構造体を含むことが可能である。

本体部２０２は、上部パネル２０４及び底部パネル２０６（図５）、ならびに、本体部２０２を形成するサイドパネルを含む。上部パネル２０４及び底部パネル２０６は、それらの雪との低い表面摩擦のために、限定されるものではないが、ファイバーグラスもしくは炭素繊維複合材、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ）、又は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含む、材料から形成され得る。しかし、シートメタル、アルミニウム、もしくは処理済み木材シート、又は、そのようなものの組み合わせを含む、低い表面摩擦を有する他の軽量の構造材料も企図される。幾つかの実施形式では、サイドパネル及び底部パネル２０６は、デブリ除去ウィング２００がソーラーモジュールアレイ１１０と適正に整合させられていない場合に、デブリ除去ウィング２００とぶつかることからソーラーモジュール１１２を保護するために、軟質の詰め物材料（図示せず）又は非摩耗性ブラシ（図示せず）の中に被覆され得る。

幾つかの実施形式では、本体部２０２は、ファイバーグラスモールド又は他の複合材料モールドを含む、マルチパーツモールドから形成され得る。

デブリ除去ウィング２００は、上部パネル２０４に固定されたマウント２１０を含み、マウント２１０は、装着プレート２１２を有しており、装着プレート２１２は、支持アーム１５０と接続するために、マウント２１０に溶接されているか又はその他の方法で締結されている。マウント２１０は、アルミニウムによって形成され得るが、他の軽量で強力な滑らかな材料も企図される。

デブリ除去ウィング２００の本体部２０２は、先端部２４２を含み、先端部２４２は、前縁方向５０に下に傾くようにテーパーが付けられている。先端部２４２は、アルミニウム又はシートメタルから形成され得るが、低い表面摩擦を有する他の軽量の構造材料、例えば、上部パネル２０４及び底部パネル２０６に関連して上記に説明されているものなども企図される。テーパーは、デブリ除去ウィング２００が前縁方向５０に前進させられる間に、雪などのような凍結した堆積物の形態のデブリを削り取るように配向されている。

幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィング２００は、デブリ除去ウィング２００の先端部２４２を越えて前縁方向５０に吊られた複数の張設されたワイヤー２６２を含むことが可能である。張設されたワイヤー２６２は、先端部２４２から延在することが可能であり、延在部材２６０同士の間に吊られており、結び付け、結び目、フック、スクリュー、又は他の締結具によって、延在部材２６０に固定され得る。張設されたワイヤー２６２は、ソーラーモジュール１１２の上のデブリのさらなる破砕を提供することが可能である。デブリが雪を含むケースでは、張設されたワイヤー２６２は、より小さいピースへと雪を分離することが可能であり、より小さいピースは、加圧空気によってより容易に変位させられる。張設されたワイヤー２６２は、金属ワイヤー、コード、チェーン、ストリング、又は他の可撓性の材料を含むことが可能である。他の実施形式では、非摩耗性ブラシ、スクイージー、耕運用ホイール（ＴＩＬＬＩＮＧ ＷＨＥＥＬ）、又は他の適切な用具を含む、ソーラーモジュール１１２の上のデブリを機械的に破壊又は破砕するためのさまざまな用具が使用され得るということが企図される。

デブリ除去ウィング２００は、前方空気出口部２２０を含み、前方空気出口部２２０は、動作時に、加圧空気の一部分をデブリ除去ウィング２００の先端部２４２から外方へ吹き出し方向５１（図８、図１７）に方向付け、ソーラーモジュール１１２からデブリを除去するように構成されている。本実施形式では、先端部２４２は、上部前縁パネル２４２−１及び底部前縁パネル２４２−２を含み、上部前縁パネル２４２−１及び底部前縁パネル２４２−２は、前方末端部２４２−３に向けてテーパーを付けられている。前方空気出口部２２０は、前方末端部２４２−３に沿って位置しており、デブリ除去ウィング２００の幅のすべて、実質的にすべて、又は一部分に亘って広がっている。前方空気出口部２２０は、前方末端部２４２−３に沿って位置している複数のアパーチャー又はスロット（図示せず）を含む。上部前縁パネル２４２−１及び底部前縁パネル２４２−２は、スクリューなどのような締結具（図示せず）によって接合され得、締結具は、前方空気出口部２２０のアパーチャーのサイズを増加又は減少させるように調節され得る。加圧空気は、空気供給部１７０から前方空気出口部２２０及び下側空気出口部２３４（図１２）へ提供される。前方空気出口部２２０のアパーチャーは、排出される空気の速度が雪などのようなデブリをソーラーモジュール１１２から持ち上げるのに効果的となるようにサイズ決めされている。幾つかの実施形式では、前方空気出口部２２０のアパーチャーを形成する上部前縁パネル２４２−１と底部前縁パネル２４２−２との間の距離は、約０．０５インチから約０．０７インチであることが可能であり、前方末端部２４２−３に沿って約３インチから６インチごとに間隔を置いて配置された締結具によって調節可能であり得る。そのようなアパーチャーサイズにおいて、及び、約１５００ＡＣＦＭから約２５００ＡＣＦＭにおいて約１．０ＰＳＩ（ゲージ）から１．７ＰＳＩ（ゲージ）の圧力でデブリ除去ウィング２００によって受容される加圧空気を有することにより、及び、前方空気出口部２２０を通して方向付けられるデブリ除去ウィング２００によって受容される加圧空気の約８５パーセントから約９３パーセントを有することにより、前方空気出口部２２０を離れる加圧空気の速さは、約２０，０００ＦＴ／ＭＩＮから３０，０００ＦＴ／ＭＩＮにあることが可能であり、それは、ほとんどの種類の雪のデブリを変位させるのに適切である。しかし、除去されているデブリに応じて、さまざまなアパーチャーサイズ、加圧空気の体積、及び速度が企図されるということが強調されるべきである。

デブリ除去ウィング２００は、本体部２０２の先端部２４２から前縁方向５０に延在する延在部材２６０を含む。延在部材２６０は、十分な長さに作製されており、図９を参照してより詳細に説明されているように、デブリ除去ウィング２００が前縁方向５０に前進させられるときに、ソーラーモジュールアレイ１１０のギャップ５２がデブリ除去ウィング２００によって横断され得るようになっている。

幾つかの実施形式では、延在部材２６０は、延在部材２６０を支持するために上部パネル２０４から延在するサポート付属物２６６を含む。延在部材２６０は、底部パネル２０６によってデブリ除去ウィング２００の本体部２０２の先端部２４２に接合されている。延在部材２６０は、ファイバーグラス、アルミニウム、スプリングスチール、ＨＤＰＥ、ＵＨＭＷ、木材、それらの組み合わせ、又は、任意の他の適切な軽量の構造材料から形成され得る。延在部材２６０の底部表面は、ソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａを損傷させることなく、ソーラーモジュール１１２の表面に接触するのに適切な非摩耗性ブラシの中に被覆されており、又は、幾つかの実施形式では、表面を損傷させることなく、ソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａと接触するのに適切な非摩耗性フェルト又は他の耐引き裂き性及び耐摩耗性の材料の中に被覆されている。幾つかの実施形式では、延在部材２６０は、その下側の可撓性の部分にホッチキス留めされた非摩耗性ブラシを含むことが可能であり、下側の可撓性の部分は、ＵＨＭＷ又はＨＤＰＥなどのような可撓性の材料を含み、延在部材２６０及び実質的に剛性の上側部分に弾性を提供し、下側の可撓性の部分は、実質的に剛性の上側部分に締結されており、実質的に剛性の上側部分は、アルミニウム、ファイバーグラス、又はスプリングスチールなどのような、実質的に剛性材料を含み、実質的な剛性を延在部材２６０に提供する。延在部材２６０は、ソーラーモジュール１１２を損傷させることなく、ギャップ５２を横断するデブリ除去ウィング２００によって引き起こされるソーラーモジュール１１２への任意の衝撃を支える（ＢＲＡＣＥ）のに十分に弾性的であるように設計され得、それによって、ソーラーモジュールアレイ１１０のギャップ５２の上方のデブリ除去ウィング２００のより滑らかな横断を提供する。延在部材２６０は、底部パネル２０６の主平面から離れるように上向きに湾曲した遠位端部２６４をさらに含み、ギャップ５２を横切って横断するデブリ除去ウィング２００によって引き起こされるソーラーモジュール１１２への任意の衝撃を支えることをさらに促進させる。

デブリ除去ウィング２００は、調節可能なフラップ２５０をさらに含み、調節可能なフラップ２５０は、遮断位置（図４）と後退位置（図３）との間で調節可能である。フラップ２５０は、ピボット２０８において本体部２０２に接合されており、ピボット２０８は、遮断位置と後退位置との間のピボットポイントを提供している。フラップ２５０は、例えば、面ファスナー（例えば、ＶＥＬＣＲＯ（登録商標））などのような締結具によって、ピボット２０８において接合され得るが、ボタン、スクリュー、及びテープのような他の締結具、又は、それらの組み合わせも企図される。幾つかの実施形式では、ピボット２０８は、ヒンジ、ロック及びピンメカニズム、又は、他の適切な枢動調節メカニズムを含むことが可能である。

フラップ２５０は、低表面摩擦材料から形成されている。幾つかの実施形式では、フラップ２５０は、剛性フラップを含み、剛性フラップは、フラップ２５０に剛性を提供する、ファイバーグラスもしくは炭素繊維複合材、アルミニウム、又はそれに類するものなどのような、軽量の材料を含む。他の実施形式では、フラップ２５０は、ＮＯＲＴＨＳＡＩＬＳ ３ＤＩ（商標）可撓性の複合材料、ＤＡＣＲＯＮ（商標）ポリエステルファイバー、ポリウレタンタープ、ＥＤＰＭ又は他の可撓性の、軽量の、低伸縮性の、低い表面摩擦の、及び防水の材料などのような、軽量のシート材料の緩んだフラップを含み、その前部縁部に一体化された細長い支持部材を有しており、遮断位置又は後退位置において緩んだフラップを支持するために、緩んだフラップの支持部材をデブリ除去ウィング２００に締結するサポートコード又はワイヤーランヤードを有している。幾つかの実施形式では、細長い支持部材は、剛性チューブを含むことが可能である。他の実施形式では、フラップ２５０は、剛性フラップと、剛性フラップに締結された緩んだフラップとの組み合わせを含む。幾つかの実施形式では、フラップ２５０は、剛性材料に締結された緩んだシート材料を含み、緩んだシート材料に十分な張力及び運動の自由を提供し、緩んだフラップへの雪の付着を防ぐ。

その後退位置にあるときに、フラップ２５０は、デブリ除去ウィング２００から離れるように凹形になった湾曲を形成することが可能である。この湾曲は、重力によるデブリ除去ウィング２００からのデブリの除去を支援し、ここでは、フラップ２５０の開いた配向は、テーパー付きの先端部２４２によって持ち上げられたデブリを、集まるように及びフラップ２５０から落下するように方向付けることになる。

その遮断位置にあるときに、フラップ２５０は、概して外向きの及び下向きの配向で係合されており、それは、ソーラーモジュール１１２から除去されているデブリからの吹き戻しを遮断及び制限し、その吹き戻しは、加圧空気と接触した後に上向きの軌跡を有する可能性がある。そのような吹き戻しは、デブリが軽い雪、ダスト、又は砂などを含む場合に、とりわけ、よく見られる。フラップ２５０が剛性フラップを含む場合、フラップ２５０は、ピボット２０８に回転を提供する、デブリ除去ウィング２００の中に配設されたロータリーアクチュエーターによって、その遮断位置と後退位置との間で係合され得る。さまざまな作動メカニズムが企図される。

図５は、非限定的な実施形式による、その下側側部２０３から見たときのデブリ除去ウィング２００を示している。側部２０３は、底部パネル２０６及び下側空気出口部２３４（図１２）を含み、下側空気出口部２３４は、動作時に、加圧空気の一部分を側部２０３から外方へ方向付け、ソーラーモジュール１１２の上方にデブリ除去ウィング２００を少なくとも部分的に浮揚させるように構成されている。下側空気出口部２３４は、バルブを含むことが可能であり、バルブは、それを通る加圧空気の流れを調整するように構成可能である。

示されている本実施形式では、下側空気出口部２３４は、側部２０３にわたって配設されているエアキャスター２３２を通して加圧空気を提供する。エアキャスター２３２は、可撓性の膨張可能なダイヤフラム２３２−１を有する空気圧式のデバイスであり、ダイヤフラム２３２−１は、エアホール２３２−２を含み、エアホール２３２−２は、加圧空気がそれを通って移動することを可能にする。

エアキャスター２３２のダイヤフラム２３２−１は、下側空気出口部２３４を通して提供される加圧空気によって膨張させられる。膨張させられるときに、エアホール２３２−２は、下側空気出口部２３４からの加圧空気を、側部２０３から離れるように、ソーラーモジュール１１２に向けて下向き方向に排出し、デブリ除去ウィング２００とソーラーモジュール１１２との間に、加圧空気の薄いフィルム又はクッションを生成させる。このフィルム又はクッションは、ソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａに近接して所定の距離にデブリ除去ウィング２００を維持し、デブリ除去ウィング２００とソーラーモジュール１１２との間の接触を最小化及び／又は回避する。フィルム又はクッションは、ソーラーモジュール１１２の上方でのデブリ除去ウィング２００の低摩擦移動をさらに促進させる。

エアキャスター２３２は、さまざまな配置で側部２０３の上に配設され得る。図５では、エアキャスター２３２は、延在部材２６０とほぼ一列になって、対向するセットで配設されている。エアキャスター２３２は、長さ方向及び幅方向に、対称的に配置され得る。エアキャスター２３２の数及び位置決めは、デブリ除去ウィング２００のサイズ及び形状に応じて変化することが可能である。デブリ除去ウィング２００は、ソーラーモジュールアレイ１１０のソーラーモジュール１１２の変化する幅、長さ、及び量を収容するように異なってサイズ決めされ得る。

幾つかの実施形式では、エアキャスター２３２は、図５に示されているように、デブリ除去ウィング２００の幅に沿って均一に間隔を置いて配設されており、近隣のエアキャスター２３２同士の間に十分な横方向のギャップを備えており、クランプなどのような突出部、又は、ソーラーモジュール１１２からの他の突出部のために、クリアランスを提供し、そのような突出部がエアキャスター２３２に接触し、場合によってはエアキャスター２３２を損傷させることを回避する。

エアキャスター２３２は、コーティングされたバリスティックナイロン、例えば、ＣＯＲＤＵＲＡ（登録商標）ファブリック又はそれに類するものなどから形成され得る。ウレタンなどのような、他の可撓性の、軽量の、低伸縮性の、ならびに、耐引き裂き性及び耐摩耗性の材料も企図される。

デブリ除去ウィング２００は、空気入口部２３０を含み、空気入口部２３０は、前方空気出口部２２０及び下側空気出口部２３４に加圧空気を提供するための供給ホース１７４との接続部を提供する。

前方空気出口部２２０及び下側空気出口部２３４は、ソーラーモジュール１１２の上方でのデブリ除去ウィング２００の十分な浮揚、及び、ソーラーモジュール１１２からのデブリの十分な変位を提供する様式で、加圧空気を分割するように構成されている。加圧空気の一部分は、出口部２２０、２３４の相対的なサイズを固定することを含む、さまざまな方式で、前方空気出口部２２０と下側空気出口部２３４との間で分割され得る。幾つかの実施形式では、出口部２２０の相対的なサイズは、上部前縁パネル２４２−１と底部前縁パネル２４２−２との間の締結具を調節し、それらの間の開口部を調節することによって、及び／又は、下側空気出口部２３４の中に位置するバルブを調節することによって、調節可能であり得る。幾つかの実施形式では、前方空気出口部２２０及び下側空気出口部２３４は、バルブを介して空気入口部２３０と連通した状態になっていることが可能であり、バルブは、それへの加圧空気の流れを調整するように構成可能である。

幾つかの実施形式では、前方空気出口部２２０を通して方向付けられる加圧空気の第１の部分は、合計加圧空気流れの約８５体積パーセントから約９３体積パーセントを含み、残部は、下側空気出口部２３４を通して方向付けられる。幾つかの実施形式では、約８８体積パーセントから約９３体積パーセントが、前方空気出口部２２０を通して方向付けられる。幾つかの実施形式では、約９０体積パーセントから約９３体積パーセントが、前方空気出口部２２０を通して方向付けられる。幾つかの実施形式では、約９０体積パーセントから約９２体積パーセントが、前方空気出口部２２０を通して方向付けられる。それぞれのケースでは、残部は、下側空気出口部２３４を通して方向付けられる。

図６Ａは、非限定的な実施形式による、支持アーム１５０の制御アーム１５２の斜視図である。制御アーム１５２は、２つの制御ポイントを含み、２つの制御ポイントは、液圧アクチュエーター（ヨーアクチュエーター１５４及びロールアクチュエーター１５６として示されている）によって動力を与えられ、デブリ除去ウィング２００をソーラーモジュールアレイ１１０のソーラーモジュール１１２と整合させるために、ヨー運動及びロール運動を提供する。

制御アーム１５２は、フィンガージョイント１５３を含み、フィンガージョイント１５３は、ヨー移動がヨーアクチュエーター１５４によって制御されることを可能にする。

ロールアクチュエーター１５６は、ロッド１５５を回転させるために、制御アーム１５２の前部の近くに取り付けられており、ロッド１５５は、装着プレート２１２の上のスロット２１３を通って突出するものとして示されている。ロッド１５５が回転するときに、ロッド１５５は、スロット２１３の一部分に接触して付勢し、デブリ除去ウィング２００のロールを引き起こす。動作時に、デブリ除去ウィング２００がソーラーモジュール１１２に近接して位置決めされているときに、ロッド１５５は、スロット２１３の中に中央に位置しており、それは、支持アーム１５０を通して伝達される車両６０の運動の任意の乱れから独立して自由に、デブリ除去ウィング２００がロール及びピッチすることを可能にする。ロール方向及びピッチ方向への移動の自由は、示されているように互いに対して直角に位置している２つのピローブロック１５７、１５８のセット、又は、他のハウジング付き軸受ユニットによって実現される。第１のピローブロック１５７は、制御アーム１５２に取り付けられており、第２のピローブロック１５８は、装着プレート２１２に接続されている。ピローブロック１５７、１５８のセットの中に位置しているロッドは、ブロック１５９と一体になっており、従って、ロール軸線及びピッチ軸線の周りの同時の回転を可能にするユニバーサルジョイントとしての役割を果たしている。

幾つかの実施形式では、制御アーム１５２によって実現されるヨー運動及びロール運動、ならびに、支持ベース１６０によって実現されるリフト運動及びスイング運動は、プログラムされたロジックによって決定される所定の様式で、工業用ジョイスティックコントローラー、プッシュボタン、タッチスクリーン、コンピューター、又は他の入力デバイスを介して、車両６０のオペレーターによって制御可能とされ、プログラムされたロジックは、マイクロコントローラー、ステートマシン、特定用途向け集積回路（ＡＩＳＣ）、システム−オン−チップ（ＳＯＣ）、ＡＲＤＵＩＮＯ（商標）、ＲＡＳＰＢＥＲＲＹ ＰＩ（商標）、ＡＬＬＥＮ−ＢＲＡＤＬＥＹ（商標）コントローラー、又はそれに類するものを含む、プロセッサーを含む制御システムプラットフォームの上で走り、プロセッサーは、アクチュエーター又は他の制御コンポーネントを駆動するために制御ロジックを実行するように構成されている。

幾つかの実施形式では、制御システムを通した制御アーム１５２の制御は、距離センサー及び位置センサー、近接センサーを含む配向センサー及び運動センサー、加速度計及びジャイロスコープ、又は他のセンサーを含む、センサーによって知らされる。デブリ除去ウィング２００は、それによって、プログラミングロジックを含み、ソーラーモジュールアレイ１１０の平面を自己調節するか、又は、それらの上方に吊られているときに、ソーラーモジュールアレイ１１０の上方に一定の高さを維持するように自己調節することが可能であり、従って、オペレーター介入を最小化し、動作の安全手段を提供する。

上記に説明されているアクチュエーターは、液圧リニアアクチュエーターを含むことが可能である。しかし、他の実施形式も企図され、そこでは、液圧ロータリーアクチュエーター、電気的なリニアアクチュエーターもしくはロータリーアクチュエーター、液圧シリンダー及びマニホールド、空気圧式のシリンダー及びマニホールド、ギヤモーター、ステッパーモーター又はサーボモーター、チェーン及びスプロケット又はギヤアッセンブリを含む、他の運動制御デバイスが使用される。

他の実施形式では、制御アーム１５２の周りのデブリ除去ウィング２００の配向は、デブリ除去ウィング２００の限られた多方向の運動の自由を提供する、フローティングアクチュエーター、スイーベル、又はジンバルを含む、他のメカニズムによって実現される。

図６Ｂは、非限定的な実施形式による、支持アーム１５０Ｂのジンバル制御アーム１５２Ｂの斜視図である。ジンバル制御アーム１５２Ｂは、デブリ除去ウィング２００にヨーを提供するためのヨーアッセンブリ１５２Ｂ−１０と、デブリ除去ウィング２００にロールを提供するためのロールアッセンブリ１５２Ｂ−２０とを含む。ヨーアッセンブリ１５２Ｂ−１０は、シャフトハブ１５２Ｂ−１２と、シャフトハブ１５２Ｂ−１２に回転を提供するためのヨーアクチュエーター１５２Ｂ−１４、例えば、示されている液圧ロータリーアクチュエーターなどとを含む。同様に、ロールアッセンブリ１５２Ｂ−２０は、シャフトハブ１５２Ｂ−２２と、シャフトハブ１５２Ｂ−２２に回転を提供するためのロールアクチュエーター１５２Ｂ−２４、例えば、示されている液圧ロータリーアクチュエーターなどとを含む。シャフトハブ１５２Ｂ−１２、１５２Ｂ−２２は、平歯車のセット（図示せず）を通して回され得る。

ヨーアッセンブリ１５２Ｂ−１０は、支持アーム１５０Ｂの遠位端部１５０Ｂ−１に取り付けられている。ロールアッセンブリ１５２Ｂ−２０は、エクステンション１５２Ｂ−３０への固定によって、ヨーアッセンブリ１５２Ｂ−１０に連通しており、エクステンション１５２Ｂ−３０は、ヨーアッセンブリ１５２Ｂ−１０からデブリ除去ウィング２００の方向に向けて延在している。

エクステンション１５２Ｂ−３２は、シャフトハブ１５２Ｂ−１２から延在しているエクステンション１５２Ｂ−３０に対して垂直に、シャフトハブ１５２Ｂ−２２から延在しており、エクステンション１５２Ｂ−３２を通って延在するピッチシャフト１５２Ｂ−３４を支持している。ピッチシャフト１５２Ｂ−３４は、装着プレート２１２（図６Ａを参照）の上のピローブロック１５８（図６Ａを参照）を通って、又は、他のハウジング付き軸受ユニットを通って延在し、デブリ除去ウィング２００を支持している。

ピッチシャフト１５２Ｂ−３４は、ピローブロック１５８を通ってフリーフローティング式になっており、従って、ピッチ配向への自由可動域をデブリ除去ウィング２００に提供する。ヨーアクチュエーター１５２Ｂ−１４及びロールアクチュエーター１５２Ｂ−２４は、デブリ除去ウィング２００のヨー及びロールをそれぞれ調節するために作動させられ得る。動作時に、ヨーアクチュエーター１５２Ｂ−１４は、デブリ除去ウィング２００のヨーを固定された状態に保持し、ヨー配向への移動を防止することが可能であり、一方、ロールアクチュエーター１５２Ｂ−２４は、ロール方向への自由運動をデブリ除去ウィング２００に提供するために、浮遊することを許容され得る。ヨーアクチュエーター１５２Ｂ−１４及びロールアクチュエーター１５２Ｂ−２４の固定及び浮遊は、図６Ａを参照して上記に説明されているような制御システムによって制御され得る。それによって、ジンバル制御アーム１５２Ｂは、車両６０によって横断されている地形の凹凸などのような動作の乱れ、ソーラーモジュール１１２の傾斜の変化、又は他の乱れを補償しながら、デブリ除去ウィング２００がソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａに対して平面的な状態に維持されることを可能にすることができる。

図７及び図８は、非限定的な実施形式による、ソーラーモジュールアレイ１１０のソーラーモジュール１１２から雪を除去する動作時のシステム１００の斜視図を示している。

動作の前に、デブリ除去ウィング２００は、目標ソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａに近接して位置している。従って、デブリ除去ウィング２００は、除去されることになる雪を有するソーラーモジュール１１２の作業部分に亘って広がる幅を有している。デブリ除去ウィング２００を位置決めすることは、上記に説明されているように支持アーム１５０を持ち上げること及びスイングさせることによって、ならびに、上記に説明されているように制御アーム１５２によるヨー及びロールの関節運動によって実現される。

動作の間に、エアキャスター２３２のダイヤフラム２３２−１は、加圧空気によって充填され、エアホール２３２−２は、デブリ除去ウィング２００とソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａとの間に、空気のフィルム又はクッションを提供する。このフィルム又はクッションは、ソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａに近接して所定の距離にデブリ除去ウィング２００を維持し、デブリ除去ウィング２００とソーラーモジュール１１２との間の接触を最小化及び／又は回避する。フィルム又はクッションは、ソーラーモジュール１１２の上方でのデブリ除去ウィング２００の低摩擦移動をさらに促進させる。底部パネル２０６は、低摩擦表面をさらに含むことが可能であり、ソーラーモジュール１１２を横切るデブリ除去ウィング２００の低摩擦移動をさらに促進させる。

動作の間に、車両６０は、ソーラーモジュールアレイ１１０に沿って前縁方向５０に前進し、デブリ除去ウィング２００がソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａに沿って前縁方向５０に前進することを引き起こす。

デブリ除去ウィング２００の前方空気出口部２２０は、高い体積の加圧空気を吹き出し方向５１に方向付け、ソーラーモジュール１１２の上の雪のデブリを変位又は分解させる。図７に示されているように、雪が主に高密度で高湿分の雪を含むケースでは、デブリ除去ウィング２００は、ソーラーモジュール１１２から雪をかく。場合によっては、先端部２４２のテーパー付きのプロファイルに起因して、及び、前方空気出口部２２０からの加圧空気による雪の変位から、雪の一部分は、示されているような後退位置にあるフラップ２５０の上部に移ることになる。ソーラーモジュール１１２の傾斜を所与として、重力が、次いで、雪に作用し、雪がフラップ２５０の低摩擦表面を滑り落ちることを引き起こし、それによって、雪がソーラーモジュール１１２から除去される。図８に示されているように、雪が主に低密度で低湿分の雪を含むケースでは、デブリ除去ウィング２００（前方空気出口部２２０からの加圧空気）は、ソーラーモジュール１１２から雪を直接的に変位させることが可能である。

ソーラーモジュール１１２の上の雪の深さが約１０ＣＭ以下となる条件では、雪は、デブリ除去ウィング２００の上へ雪が移ることなしに、単に、前方空気出口部２２０から噴出される高速空気によって前方へ変位させられ得る。幾つかの実施形式では、前方空気出口部２２０は、デブリ除去ウィング２００からの加圧空気を、底部パネル２０６から約４５度の角度で方向付けるように構成されている。従って、加圧空気は、動作の間にソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａに約４５度で方向付けられ、デブリ除去ウィング２００がソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａの上方に約３ＣＭに維持されているときに、前方空気出口部２２０から約３ＣＭの接点を結果として生じさせる。

図９は、非限定的な実施形式による、ソーラーモジュールアレイ１１０のギャップ５２を横断しているデブリ除去ウィング２００を示している。ソーラーモジュール１１２は、典型的に、幅が約４０インチ、及び、長さが約８０インチであり、ソーラーモジュール１１２は、典型的に、約３インチから約１２インチの距離の範囲にある、それらの間のギャップ５２を伴って、隣接するテーブルの中に配置されている。そのようなギャップ５２は、隣接するテーブル間に、高さの差をさらに含むことが可能である。上記に説明されている延在部材２６０は、そのようなギャップ５２を越えてデブリ除去ウィング２００を横断させることを支援する。非摩耗性ブラシ、弾性、及び、湾曲した遠位端部２６４は、ギャップ５２を横切る滑らかな横断を促進させることに貢献する。

図１０は、非限定的な実施形式による、ソーラーモジュールアレイ１１０のソーラーモジュール１１２からデブリを除去するための方法３００のフローチャートである。方法３００は、本明細書で議論されているシステム１００及びデブリ除去ウィング２００によって実施されるものとして説明されているが、これは限定するものではなく、方法３００は、代替的に、その変形例である他のシステム又は装置によって実施され得る。

ブロック３１０において、デブリ除去ウィング２００は、ソーラーモジュールアレイ１１０のソーラーモジュール１１２に近接して維持される。「近接して」という用語は、上記に定義されているように理解されるべきである。幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィング２００は、支持アーム１５０の支持によって維持され、また、そのアクチュエーターによる任意の持ち上げによって、及び、支持アーム１５０を適切な位置へとスイングさせるための支持ベース１６０の適正な回転によって維持される。幾つかの実施形式では、また、維持することは、ロール軸線及びピッチ軸線の周りの自由回転を可能にする制御アーム１５２又はジンバル制御アーム１５２Ｂによって実現されており、ヨーは、固定されている。幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィング２００は、ヨーアクチュエーター１５４又はロールアクチュエーター１５６の任意の関節運動によって関節運動させられ得る。さらに、幾つかの実施形式では、維持することは、下側空気出口部２３４及び／又はエアキャスター２３２からの高圧空気のフィルム又はクッションによって引き起こされる浮揚によって実現され得る。幾つかの実施形式では、維持することは、少なくともヨー方向又はロール方向へのデブリ除去ウィング２００のアクティブ関節運動を必要とする可能性があり、ソーラーモジュール１１２又は車両６０が移動する地形の傾斜の変化を補償する。

ブロック３２０において、加圧空気は、前方空気出口部２２０から外方へ方向付けられ、ソーラーモジュール１１２の上のデブリを変位させる。上記に議論されているように、場合によっては、前方空気出口部２２０からの加圧空気は、ソーラーモジュール１１２から雪を直接的に変位させることが可能である。他の場合には、デブリの一部分は、デブリ除去ウィング２００の上に移ることが可能である。

ブロック３３０において、デブリ除去ウィング２００は、前縁方向５０に前進させられる。場合によっては、先端部２４２のテーパー付きのプロファイルに起因して、及び、前方空気出口部２２０からの加圧空気による雪の変位から、重力が、デブリに作用し、デブリがデブリ除去ウィング２００から滑り落ちることを引き起こすことが可能であり、それによって、デブリがソーラーモジュール１１２から除去される。デブリ除去ウィング２００を前進させることは、延在部材２６０を使用してギャップ５２を横断することを必要とする可能性がある。延在部材２６０は、ギャップ５２よりも大きい長さだけ、前縁方向５０に延在しており、従って、ギャップ５２に橋を架けており、ギャップ５２の上方にデブリ除去ウィング２００を支持する。ギャップ５２の第１の側にある第１のソーラーモジュール１１２と、ギャップ５２の第２の側にある第２のソーラーモジュール１１２との間で、ギャップ５２がエレベーションの増加を含む場合、延在部材２６０の遠位端部２６４の上向きの湾曲が、第２の近隣のソーラーモジュール１１２と接触し、デブリ除去ウィング２００を上向きに偏向させ、ソーラーモジュール間の任意のエレベーションの変化に適応する。延在部材２６０は、延在部材２６０が接触する第２のソーラーモジュール１１２を損傷させることなく、デブリ除去ウィング２００の任意のそのような衝撃を支えるのに十分に弾性的であるように設計され得る。

方法３００は、遮断位置（図４）に係合されているフラップ２５０を使用して、ソーラーモジュール１１２からのデブリの吹き戻しを遮断することをさらに含むことが可能である。

図１１は、非限定的な実施形式による、デブリ除去ウィングの別の実施形式の斜視図であり、それは、デブリ除去ウィング２００Ａとして示されている。デブリ除去ウィング２００Ａでは、フラップ２５０Ａは、ピボット２０８Ａにおいて取り付けられており、ピボット２０８Ａは、デブリ除去ウィング２００Ａの本体部２０２Ａの後方の近くに位置している。

フラップ２５０Ａは、張設されたケーブル２５２Ａによって支持されて保持されており、張設されたケーブル２５２Ａは、マウント２１０Ａからおおよそフラップ２５０Ａの後方へ延在している。

デブリ除去ウィング２００Ａは、支持アーム１５０への取り付けのための装着カラム２１０Ａを含み、装着カラム２１０Ａは、デブリ除去ウィング２００Ａの先端部の近くに位置している。従って、幾つかの実施形式では、支持アーム１５０と接続するためのマウント２１０Ａの位置は変化することが可能であるということが分かる。

図１２は、非限定的な実施形式による、デブリ除去ウィング２００Ａの内部を見ることを可能にするために上部パネル２０４が省略された状態のデブリ除去ウィング２００Ａの斜視図である。デブリ除去ウィング２００Ａは、空気入口部２３０、前方空気出口部２２０、及び下側空気出口部２３４と連通している、デブリ除去ウィング２００Ａの本体部２０２の内側に配設されているエアプレナム２３６を含む。本実施形式では、エアプレナム２３６は、デブリ除去ウィング２００の内側のスペースを含む。従って、エアプレナム２３６は、上部パネル２０４と底部パネル２０６との間に画定されており、前方空気出口部２２０及び下側空気出口部２３４への送達の前に加圧空気を貯蔵及び構築するように構成されたスペースを提供する。幾つかの実施形式では、約１５００実立方フィート毎分（ＡＣＦＭ）の容積の加圧空気が空気入口部２３０からエアプレナム２３６に受容され、約１．０ＰＳＩの圧力が維持される。

空気入口部２３０から前方空気出口部２２０及び下側空気出口部２３４へ加圧空気を提供するためのさまざまな構成が企図される。幾つかの実施形式では、デブリ除去ウィング２００は、別々のコンパートメントとして、及び／又は、前方空気出口部２２０及び下側空気出口部２３４と流体連通している入口部及び出口部を有するデブリ除去ウィング２００の内側に配設されたコンポーネントとして、エアプレナム２３６を含むことが可能である。幾つかの実施形式では、エアプレナム２３６は、省略され得、また、空気入口部２３０から前方空気出口部２２０及び下側空気出口部２３４へ加圧空気を連通させるパイピング又はチュービングによって交換され得る。幾つかの実施形式では、前方空気出口部２２０及び下側空気出口部２３４は、バルブを介して空気入口部２３０と連通した状態になっていることが可能であり、バルブは、それへの加圧空気の流れを調整するように構成可能である。

本体部２０２の骨組構造体は、アルミニウムチューブ、又は他の構造的サポート材料を含む、サポート２３７によって構造的に支持され得る。

図１３は、別の非限定的な実施形式によるデブリ除去ウィング２００Ｂを示しており、その下側側部２０３を示している。デブリ除去ウィング２００Ｂは、４つの延在部材２６０を含み、側部２０３の上に配設されているエアキャスター２３２の配置は、延在部材２６０とほぼ整合させられている。幾つかの実施形式では、エアキャスター２３２は、延在部材２６０と整合させられた様式で配設され得、デブリ除去ウィング２００がギャップ５２を横切るときに（図９）、延在部材２６０によって支持されている状態から、エアキャスター２３２からの加圧空気によって支持されている状態へ、滑らかな移行を提供するように構成される様式で延在部材２６０と整合するように配置されている。しかし、さらに他の実施形式では、十分な被覆率が存在しており、デブリ除去ウィング２００Ｂが動作の間に十分にバランスされるようになっているという条件で、エアキャスター２３２は、さまざまな配置で側部２０３の周りに配設され得る。従って、延在部材２６０及びエアキャスター２３２のさまざまな配置及び量が企図されるということが分かる。エアキャスター２３２は、さまざまな直径、高さ、形状、又は任意の他の寸法のものであることが可能であるということがさらに企図される。

図１４は、別の非限定的な実施形式によるデブリ除去ウィング２００Ｃの斜視図である。デブリ除去ウィング２００Ｃは、底部パネル２０６によってデブリ除去ウィング２００Ｃの本体部２０２の先端部２４２に接合された延在部材２６０Ｃを含む。延在部材２６０Ｃは、デブリ除去ウィング２００の延在部材２６０の中に含まれるサポート付属物２６６を省略し、デブリのための追加的なクリアランスを提供している（図３）。

図１５は、別の非限定的な実施形式によるデブリ除去ウィング２００Ｄの斜視図である。デブリ除去ウィング２００Ｄは、空気入口部２３０Ｄを含む。デブリ除去ウィング２００Ｄは、２パーツの成形された本体部２０２Ｄを含み、本体部２０２Ｄは、ファイバーグラスから形成された上部パネル２０４Ｄ及び底部パネル２０６Ｄを有しており、本体部２０２Ｄは、その長さに沿ってくさびのような様式で、テーパー付きの及び傾斜付きのプロファイル２０１Ｄを含み、本体部２０２Ｄは、先端部２４２Ｄの前方末端部における前方空気出口部２２０Ｄにおいて終端している。傾斜付きのプロファイル２０１Ｄ、先端部２４２Ｄ、及び前方空気出口部２２０Ｄは、より詳細に下記に説明されている。

図１６は、非限定的な実施形式によるデブリ除去ウィング２００Ｄの正面図であり、断面Ｇ−Ｇの線を示し、エアキャスター２３２Ｄを示している。図１７は、非限定的な実施形式による、断面Ｇ−Ｇに対応する断面図である。従って、底部パネル２０６Ｄは平坦なものとして示されているが、一方、上部パネル２０４Ｄは、前方空気出口部２２０Ｄから空気入口部２３０Ｄへ、傾斜付きのプロファイル２０１Ｄとして示されているさまざまな傾斜を特徴としているということが分かる。先端部２４２Ｄにより近い上部パネル２０４Ｄの前方部分２０４Ｄ−１は、急な傾斜が付けられ、エアプレナム２３６Ｄに向けて概して凹形になっており、一方、上部パネル２０４Ｄの中央部分２０４Ｄ−２は、急でない傾斜が付けられ、外向きに概して凹形になっている。

そのうえ、先端部２４２Ｄは、上部パネル２０４Ｄの前方部分２０４Ｄ−１と底部パネル２０６Ｄとの間に取り付けられており、前方空気出口部２２０Ｄを提供している。前方空気出口部２２０Ｄは、デブリ除去ウィング２００Ｄからの加圧空気を、底部パネル２０６Ｄから約４５度の角度に方向付けるように構成されており、それは、吹き出し方向５１として示されている。

加圧空気が、底部パネル２０６Ｄから約４５度の角度で、ソーラーモジュール１１２の動作表面１１２Ａに方向付けられる場合に、加圧空気は、前方空気出口部２２０Ｄから約３ＣＭの接点において、動作表面１１２Ａに衝突する。次いで、加圧空気は、所定の距離にわたって、動作表面１１２Ａに沿ってより遠くへ移動することが可能である。デブリ除去ウィング２００が動作表面１１２Ａに近接しているときに、デブリ除去ウィング２００からのソーラーモジュール１１２からデブリを取り除く加圧空気の効果的な範囲は、デブリが雪を含むケースでは、ソーラーモジュール１１２の上の雪の密度、湿分含有量、及び深さによって少なくとも部分的に決定される。幾つかの実施形式では、雪が主に低密度で低湿分の粉末状の雪を含む場合に、加圧空気の効果的な範囲は、浅い雪において約３ＣＭから約５Ｍに延在することが可能であり、中間の深さの雪において、約３ＣＭから約２Ｍに延在することが可能であり、深い雪において、約３ＣＭから約５０ＣＭに延在することが可能である。幾つかの実施形式では、雪が主に高密度で高湿分の雪を含む場合に、加圧空気の効果的な範囲は、浅い雪において、約３ＣＭから約５０ＣＭに延在することが可能であり、中間の深さの雪において、約３ＣＭから約３０ＣＭに延在することが可能であり、深い雪において、約３ＣＭから約１５ＣＭに延在することが可能である。幾つかの実施形式では、雪が高密度で高湿分の雪を含む場合に、デブリ除去ウィング２００が効果的に雪をかく、加圧空気の効果的な範囲は、さらに限定され得る。加圧空気の効果的な範囲は、ソーラーモジュール１１２の上の加圧空気の衝突の角度によって少なくとも部分的に決定され得る。

幾つかの実施形式では、前方空気出口部２２０Ｄは、底部パネル２０６Ｄから約３０度から約６０度に加圧空気を方向付けるように構成され得る。幾つかの実施形式では、前方空気出口部２２０Ｄは、底部パネル２０６Ｄから約７５度に加圧空気を方向付けるように構成され得る。さらに他の実施形式では、前方空気出口部２２０Ｄは、動作表面１１２Ａに向けて直接的に又は実質的に直接的に、底部パネル２０６Ｄから９０度又は約９０度に加圧空気を方向付けるように構成され得る。

それによって、プロファイル２０１Ｄは、上部パネル２０４の上方のデブリ（特に、雪）が移ることを促進させることが可能であり、デブリ除去ウィング２００Ｄからのデブリの重力除去を促進させることが可能である。

従って、ソーラーモジュールの上方に近接して維持されているデブリ除去ウィングから加圧空気を送達することは、雪、砂、ダスト、及び他のデブリを含む、デブリを、ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールから除去することが可能であるということが分かる。

また、デブリは、従来ではディーゼルエンジン、ガスエンジン、又は電気エンジンによって動力を与えられる、リーフブロワー又は市販のデブリブロワーなどのようなブロワーからの加圧空気を直接的に使用して、ソーラーモジュールから除去され得る。しかし、ブロワーの直接的な使用は、吹き出される空気の力が、クリーニングされているソーラーモジュールからの範囲の増加とともに、著しく減少するという点において限定されている。従って、ブロワーは、一般的に、ソーラーモジュールから所定の距離において使用されることとなり、限られた幅の円錐状に空気を吹き出し、ブロワーは、効率的な様式で幾つかのモジュールの幅でソーラーモジュールアレイを被覆することを実行できない。

ソーラーモジュールに近接して維持されているデブリ除去ウィングから送達される加圧空気は、デブリに対して至近距離で加圧空気を提供し、従って、従来のブロワーの使用において経験される範囲の課題を克服する。さらに、デブリ除去ウィングは、ソーラーモジュールアレイの作業部分に亘って広がっており、従って、従来のブロワーの限られた円錐形の影響範囲の限定を克服する。そのうえ、デブリ除去ウィングは、低摩擦本体部を提供し、デブリがデブリ除去ウィングの上に移される場合に、デブリが低摩擦本体部を滑り落ちることが可能であり、それは、デブリが水気の多い雪を含む場合に、特に有用である可能性がある。

デブリが雪を含むケースでは、デブリは、また、ロータリーブラシを使用してソーラーモジュールから除去され得る。ロータリーブラシは、モジュールと物理的な接触をし、少なくとも３つの主な欠点を引き起こす。第１に、ブラシの摩耗は、大きいプラントにおいて使用されるときに、著しくなる可能性がある。第２に、モジュールの上方にロータリーブラシの均一な高さを維持することは、注意深いオペレーター制御を必要とし、それは、モジュールアレイの表面の中に変化を有する多くのプラントにおいて懸念事項である。第３に、ロータリーブラシとソーラーモジュールとの間の激しい物理的な接触は、幾つかのソーラーモジュール製造業者の保証を無効にするのに十分に影響力がある可能性がある。デブリ除去ウィングは、加圧空気の薄いフィルム又はクッションの上で、ソーラーモジュールの上方に浮揚し、従って、ブラシの重大な摩耗を最小化し／回避し、ソーラーモジュールに対して均一の高さを維持し、ソーラーモジュールに対する接触及び潜在的な損傷を最小化し／回避する。

また、雪は、軟質表面のレーキを使用して、ソーラーモジュールから除去され得る。しかし、軟質表面のレーキの使用は、手動であり、大きな労働力を要する。雪は、降雪後に２４時間〜４８時間以内にソーラーモジュールから除去されるべきであるので、手動の軟質表面のレーキの使用は、コストがかかる可能性があり、また、品質制御問題につながる可能性があり、さらに、作業が凍結温度の間に滑りやすい表面の上で行われることが多いので、人身傷害又はモジュールの損傷のリスクの増加につながる可能性がある。デブリ除去ウィングは、１人のオペレーターによって、又は、自動化された車両によって使用され、タイムリーにソーラーモジュールアレイの大部分を一掃することが可能である。

また、雪は、ソーラーモジュールを加熱するために、化学薬品又はソーラーモジュールに組み込まれた電気的なシステムを使用して、雪を融解させることによって、ソーラーモジュールから除去され得る。化学薬品は、特に、大きいソーラー発電プラントにおいて必要であり得るように大量に使用されるときに、環境及びユーザーに対して有害である可能性がある。そのうえ、化学的な融解剤は、残留物を残すか、又は、ソーラーモジュールの表面に激しく影響し、結果的に、ソーラーモジュール性能に影響を与える可能性がある。電気的なシステムは、すでに多くの資本を要し複雑なソーラープラントに、資本コスト及び複雑性を追加し、ソーラーモジュールからの全体的なエネルギー出力を低減させ、全体的なソーラーモジュール発電効率を減少させる。デブリ除去ウィングは、化学物質の使用を必要とせず、ソーラーモジュールから電気エネルギーを引き出さない。

上記に説明されているデブリ除去ウィングの実施形式は、ソーラーモジュールからの雪の除去を参照し得るが、限定されるものではないが、あられ、みぞれ、雨、及び砂、ダスト、ほこり、葉っぱ、鳥の糞、及びコケなどを含む、他のデブリも、上記に説明されているものと同様の様式で、ソーラーモジュールから除去され得るということが企図される。そのうえ、上記に説明されている実施形式は、新しい雪、固まった雪、水気の多い雪、半解けの雪、粉雪、及び、他のタイプの雪を含む、さまざまなタイプの雪を除去するために適用され得るということが企図される。そのうえ、本明細書で説明されているシステム又はデブリ除去ウィングは、ソーラーモジュール以外の表面からデブリを除去するために使用され得るということが企図される。

さらに、上記に説明されているデブリ除去ウィングの実施形式は、加圧空気が吹き出し方向に方向付けられており、加圧空気の少なくとも一部分が概してデブリ除去ウィングの移動方向にソーラーモジュールに沿って移動することを引き起こすということを示しているが、また、デブリ除去ウィングは、側方空気出口部、又は、デブリ除去ウィングの側部に対して部分的に角度の付けられた前方空気出口部を含み、デブリ除去ウィングの側部から加圧空気を提供し、デブリ除去ウィングの幅よりも大きい幅から、ソーラーモジュールからデブリをさらに除去することが可能であるということが企図される。さらに、デブリ除去ウィングは、ベベルを含むことが可能であるか、又は、その側部においてテーパーを付けられ得、デブリ除去をさらに促進させる。さらに、デブリ除去ウィングは、デブリ除去ウィングの側部の周りからデブリを除去するための追加的な付属物を含むことが可能である。さらに、デブリ除去ウィングは、前方空気アパーチャーの追加的なセット、空気ノズル、空気キャノン、又は、ソーラーモジュールからデブリを除去するためにソーラーモジュールに沿って追加的な加圧空気を方向付けるための他のデバイスを含むことが可能である。

さらに、デブリ除去ウィングの実施形式は、砂、ほこり、ダスト、葉っぱ、鳥の糞、コケ、又は、他のそのようなデブリの除去のために、任意の組み合わせで、加圧空気とともに、又は、別々のチャネルを介して投射される、水スプレー、投射される蒸気、又は投射されるドライアイスを含むことが可能である。

さらに、デブリ除去ウィングの下側側部は、ロータリーブラシを含む、追加的な非摩耗性ブラシを含み、デブリの追加的な除去を提供することが可能である。

本明細書で議論されている実施形式は、システムの特定の実施形式に関係しているが、実施形式の組み合わせ、サブセット、及び変形例も、本開示の範囲内にあるということが理解されることになる。

特許請求の範囲は、上記の例において記載されている実施形式によって限定されるべきではなく、全体として本説明に一貫する最も広い解釈を与えられるべきである。

５０ 前縁方向
５１ 吹き出し方向
５２ ギャップ
６０ 車両
１００ システム
１１０ ソーラーモジュールアレイ
１１２ ソーラーモジュール
１１２Ａ 動作表面
１５０ 支持アーム
１５０Ｂ 支持アーム
１５０Ｂ−１ 遠位端部
１５２ 制御アーム
１５２Ｂ ジンバル制御アーム
１５２Ｂ−１０ ヨーアッセンブリ
１５２Ｂ−１２ シャフトハブ
１５２Ｂ−１４ ヨーアクチュエーター
１５２Ｂ−２０ ロールアッセンブリ
１５２Ｂ−２２ シャフトハブ
１５２Ｂ−２４ ロールアクチュエーター
１５２Ｂ−３０ エクステンション
１５２Ｂ−３２ エクステンション
１５２Ｂ−３４ ピッチシャフト
１５３ フィンガージョイント
１５４ ヨーアクチュエーター
１５５ ロッド
１５６ ロールアクチュエーター
１５７ 第１のピローブロック
１５８ 第２のピローブロック
１５９ ブロック
１６０ 支持ベース
１６２ 支点
１６４ 回転可能なベース
１６６ カウンターウェイト
１６８ 装着ベース
１７０ 空気供給部
１７２ ブロワー
１７４ 供給ホース
２００ デブリ除去ウィング
２００Ａ デブリ除去ウィング
２００Ｂ デブリ除去ウィング
２００Ｃ デブリ除去ウィング
２００Ｄ デブリ除去ウィング
２０１Ｄ 傾斜付きのプロファイル
２０２ 本体部
２０２Ａ 本体部
２０２Ｄ 本体部
２０３ 下側側部
２０４ 上部パネル
２０４Ｄ 上部パネル
２０４Ｄ−１ 前方部分
２０４Ｄ−２ 中央部分
２０６ 底部パネル
２０６Ｄ 底部パネル
２０８ ピボット
２０８Ａ ピボット
２１０ マウント
２１０Ａ 装着カラム、マウント
２１２ 装着プレート
２１３ スロット
２２０ 前方空気出口部
２２０Ｄ 前方空気出口部
２３０ 空気入口部
２３０Ｄ 空気入口部
２３２ エアキャスター
２３２−１ ダイヤフラム
２３２−２ エアホール
２３２Ｄ エアキャスター
２３４ 下側空気出口部
２３６ エアプレナム
２３６Ｄ エアプレナム
２３７ サポート
２４２ 先端部
２４２−１ 上部前縁パネル
２４２−２ 底部前縁パネル
２４２−３ 前方末端部
２４２Ｄ 先端部
２５０ フラップ
２５０Ａ フラップ
２５２Ａ 張設されたケーブル
２６０ 延在部材
２６０Ｃ 延在部材
２６２ 張設されたワイヤー
２６４ 遠位端部
２６６ サポート付属物

Claims (34)

1. ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールからデブリを除去するためのシステムであって、
   デブリ除去ウィングであって、
   目標ソーラーモジュールの動作表面に近接して位置決めされるように構成されている第１の側部を有している本体部であって、前記ソーラーモジュールアレイの作業部分に亘って広がる幅を具備する先端部を有している前記本体部と、
   加圧空気を受容するように構成されている前記本体部の空気入口部と、
   吹き出し方向において前記デブリ除去ウィングの前記先端部から外方に向かって前記加圧空気の第１の部分を方向付けるように構成されている前記本体部の第１の空気出口部であって、前記吹き出し方向が、前記ソーラーモジュールアレイの前記作業部分のソーラーモジュールの動作表面と平行とされる第１のベクトル成分を含んでいる、前記第１の空気出口部と、
   前記本体部の第２の空気出口部であって、前記第２の空気出口部が、前記デブリ除去ウィングの前記本体部の前記第１の側部から外方へ、前記目標ソーラーモジュールの前記動作表面に向けて、前記加圧空気の第２の部分を方向付けるように構成されており、これにより、前記目標ソーラーモジュールに近接した状態で前記デブリ除去ウィングを少なくとも部分的に浮揚させる、前記本体部の第２の空気出口部と、
   を有している前記デブリ除去ウィングと、
   前記デブリ除去ウィングに加圧空気を提供するように構成されている前記空気入口部に接続されている空気供給部と、
   前記目標ソーラーモジュールに近接した状態で前記デブリ除去ウィングを支持する
   ように構成されている支持アームと、
   前記支持アームを車両に固定するように構成されている支持ベースであって、前記車両が、前縁方向において前記ソーラーモジュールアレイに沿って前記デブリ除去ウィングを前進させるように動作可能とされる、前記支持ベースと、
   を備えている、システム。
2. 前記デブリ除去ウィングが、前記本体部の前記第１の側部に配設されている少なくとも１つのエアキャスターをさらに備えており、少なくとも１つの前記エアキャスターが、前記第２の空気出口部からの前記加圧空気の前記第２の部分の少なくとも一部分を受容し、前記目標ソーラーモジュールの前記動作表面に向けて方向付けるように構成されており、これにより、前記目標ソーラーモジュールの前記動作表面に近接した状態で前記デブリ除去ウィングを少なくとも部分的に浮揚させる、請求項１に記載のシステム。
3. 前記デブリ除去ウィングは、前記本体部の前記先端部から前記前縁方向に延在する少なくとも１つの延在部材をさらに含み、少なくとも１つの前記延在部材は、前記ソーラーモジュールの前記動作表面から離れるように湾曲した遠位端部を有している、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 少なくとも１つの前記延在部材は、前記ソーラーモジュールの動作表面に接触するように構成されている非摩耗性ブラシをさらに含む、請求項３に記載のシステム。
5. 前記本体部の前記先端部は、前記前縁方向にテーパーの付いたプロファイルを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記本体部の前記第１の側部は、低摩擦表面を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 前記デブリ除去ウィングは、前記本体部に取り付けられているフラップをさらに含み、前記フラップは、遮断位置と後退位置との間に調節可能になっており、前記遮断位置は、前記本体部の前記先端部を越えて延在し、前記ソーラーモジュールアレイの前記作業部分のソーラーモジュールの動作表面からのデブリの吹き戻しを遮断し、前記後退位置は、前記デブリ除去ウィングの前記本体部に沿って延在している、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記フラップは、低摩擦シート材料を含む、請求項７に記載のシステム。
9. 前記支持ベースは、前記車両のいずれかの側に前記デブリ除去ウィングを位置決めするように回転可能になっている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 前記支持アームは、少なくともヨー方向及びロール方向に前記デブリ除去ウィングを関節運動させるための制御アームを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 前記加圧空気の前記第１の部分は、前記加圧空気の８５体積パーセントから９３体積パーセントを構成し、前記加圧空気の前記第２の部分は、残部を構成する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. 前記デブリは、雪を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. 前記デブリ除去ウィングは、エアプレナムをさらに含み、前記エアプレナムは、前記空気入口部、前記第１の空気出口部、及び前記第２の空気出口部に流体連通している、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. 前記加圧空気の前記第１の部分の前記吹き出し方向は、前記ソーラーモジュールアレイの前記作業部分のソーラーモジュールの動作表面に対して垂直の第２のベクトル成分を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
15. 前記吹き出し方向の前記第１のベクトル成分は、前記前縁方向に対して平行である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
16. ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールからデブリを除去するためのデブリ除去ウィングであって、
    目標ソーラーモジュールの動作表面に近接して位置決めされるように構成されている第１の側部を有している本体部であって、前記ソーラーモジュールアレイの作業部分に亘って広がる幅を具備する先端部を有している前記本体部と、
    加圧空気を受容するように構成されている前記本体部の空気入口部と、
    吹き出し方向において前記デブリ除去ウィングの前記先端部から外方に向かって前記加圧空気の第１の部分を方向付けるように構成されている前記本体部の第１の空気出口部であって、前記吹き出し方向が、前記ソーラーモジュールアレイの前記作業部分のソーラーモジュールの動作表面と平行とされる第１のベクトル成分を含んでいる、前記第１の空気出口部と、
    前記本体部の第２の空気出口部であって、前記第２の空気出口部は、前記デブリ除去ウィングの前記本体部の前記第１の側部から外方へ、前記目標ソーラーモジュールの前記動作表面に向けて、前記加圧空気の第２の部分を方向付けるように構成されており、前記目標ソーラーモジュールに近接して前記デブリ除去ウィングを少なくとも部分的に浮揚させる、前記本体部の第２の空気出口部と、
    を備えているデブリ除去ウィング。
17. 前記本体部の前記第１の側部に配設されている少なくとも１つのエアキャスターをさらに含み、少なくとも１つの前記エアキャスターは、前記第２の空気出口部からの前記加圧空気の前記第２の部分の少なくとも一部分を受容し、前記目標ソーラーモジュールの前記動作表面に向けて方向付け、前記目標ソーラーモジュールの前記動作表面に近接して前記デブリ除去ウィングを少なくとも部分的に浮揚させるように構成されている、請求項１６に記載のデブリ除去ウィング。
18. 前記本体部の前記先端部から前縁方向に延在する少なくとも１つの延在部材をさらに含み、少なくとも１つの前記延在部材は、前記ソーラーモジュールの前記動作表面から離れるように湾曲した遠位端部を有している、請求項１６又は１７のいずれか一項に記載のデブリ除去ウィング。
19. 少なくとも１つの前記延在部材は、ソーラーモジュールの動作表面に接触するように構成されている非摩耗性ブラシをさらに含む、請求項１８に記載のデブリ除去ウィング。
20. 前記本体部の前記先端部は、前記前縁方向にテーパーの付いたプロファイルを含む、請求項１８又は１９に記載のデブリ除去ウィング。
21. 前記本体部の前記第１の側部は、低摩擦表面を含む、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載のデブリ除去ウィング。
22. 前記本体部に取り付けられているフラップをさらに含み、前記フラップは、遮断位置と後退位置との間に調節可能になっており、前記遮断位置は、前記本体部の前記先端部を越えて延在し、前記ソーラーモジュールアレイの前記作業部分のソーラーモジュールの動作表面からのデブリの吹き戻しを遮断し、前記後退位置は、前記デブリ除去ウィングの前記本体部に沿って延在している、請求項１６〜２１のいずれか一項に記載のデブリ除去ウィング。
23. 前記フラップは、低摩擦シート材料を含む、請求項２２に記載のデブリ除去ウィング。
24. 前記加圧空気の前記第１の部分は、前記加圧空気の８５体積パーセントから９３体積パーセントを構成し、前記加圧空気の前記第２の部分は、残部を構成する、請求項１６〜２３のいずれか一項に記載のデブリ除去ウィング。
25. 前記デブリ除去ウィングは、エアプレナムをさらに含み、前記エアプレナムは、前記空気入口部、前記第１の空気出口部、及び前記第２の空気出口部に流体連通している、請求項１６〜２４のいずれか一項に記載のデブリ除去ウィング。
26. 前記加圧空気の前記第１の部分の前記吹き出し方向は、前記ソーラーモジュールアレイの前記作業部分のソーラーモジュールの動作表面に対して垂直の第２のベクトル成分を含む、請求項１６〜２５のいずれか一項に記載のデブリ除去ウィング。
27. 前記吹き出し方向の前記第１のベクトル成分は、前記前縁方向に対して平行である、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のデブリ除去ウィング。
28. ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールからデブリを除去するための方法であって、
    前記ソーラーモジュールアレイの前記ソーラーモジュールのうち一のソーラーモジュールに近接した状態にデブリ除去ウィングを維持するステップと、
    前記ソーラーモジュールアレイの前記ソーラーモジュールの動作表面と平行とされる第１のベクトル成分を含んでいる吹き出し方向において前記デブリ除去ウィングから前記ソーラーモジュールアレイのソーラーモジュールに沿って加圧空気を方向付けるステップであって、前記ソーラーモジュールから前記デブリを少なくとも部分的に除去するように構成されている前記ステップと、
    前縁方向において前記ソーラーモジュールに沿って前記デブリ除去ウィングを前進させるステップと、
    を備えており、
    前記ソーラーモジュールのうち一のソーラーモジュールに近接した状態に前記デブリ除去ウィングを維持するステップが、加圧空気によって前記デブリ除去ウィングを浮揚させることを含む、方法。
29. 前記ソーラーモジュールアレイの前記ソーラーモジュールの動作表面との前記デブリ除去ウィングのアライメントを制御するために、前記デブリ除去ウィングを関節運動させる
    ステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
30. 前記デブリ除去ウィングに取り付けられているフラップを使用して、前記ソーラーモジュールからのデブリの吹き戻しを遮断するステップをさらに含む、請求項２８〜２９のいずれか一項に記載の方法。
31. 前記デブリ除去ウィングの先端部から延在する少なくとも１つの延在部材を使用して、ソーラーモジュール間のギャップを横切って前記デブリ除去ウィングを横断させるステップをさらに含む、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の方法。
32. 前記デブリ除去ウィングを前進させる前記ステップは、前記ソーラーモジュールからの前記デブリの少なくとも一部分を前記デブリ除去ウィングの上に方向付けるように構成されており、重力が前記デブリ除去ウィングから前記デブリを滑り落とさせることを可能にする、請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の方法。
33. 前記吹き出し方向は、前記ソーラーモジュールの動作表面に対して垂直の第２のベクトル成分を含む、請求項２８〜３２のいずれか一項に記載の方法。
34. 前記吹き出し方向の前記第１のベクトル成分は、前記前縁方向に対して平行である、請求項２８〜３３のいずれか一項に記載の方法。