KR20130105130A

KR20130105130A - 태양전지판의 세정장치

Info

Publication number: KR20130105130A
Application number: KR1020120027294A
Authority: KR
Inventors: 장승락
Original assignee: (주)마미로봇
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2013-09-25
Also published as: KR101351677B1

Abstract

본 발명은 태양전지판의 표면을 세정하는 세정장치에 관한 것으로, 전원을 공급하는 배터리가 내장된 로봇본체; 상기 로봇본체에 구동력을 제공하여 상기 로봇본체를 상기 태양전지판을 따라 주행시키는 주행유닛; 상기 로봇본체에 마련되고, 상기 태양전지판의 표면에 밀착되면서 상기 태양전지판의 표면을 세정하는 세정유닛; 및 상기 주행유닛과 상기 세정유닛에 상기 배터리의 전원을 공급하면서 상기 주행유닛과 상기 세정유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함한다. 본 발명에 의하면, 로봇본체에 주행유닛 및 세정유닛이 마련됨에 따라 별개의 이송장치가 설치되지 않고도 로봇본체가 태양전지판을 주행하면서 간편하게 세정할 수 있고, 또 송풍유닛에 의해 분사되는 냉풍이나 온풍에 의해 태양전지판의 표면이 냉각되거나 가열되므로, 물사용이나 별개의 급수시설이 없이도 태양전지판의 과열이나 과냉을 방지함으로써 설비구축 비용이나 세정비용의 현저한 절감은 물론 태양전지판의 발전효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Description

태양전지판의 세정장치{APPARATUS FOR WASHING SOLAR CELL}

본 발명은 태양전지판의 세정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지판을 따라 주행하면서 태양전지판의 표면을 세정하여 태양전지판의 발전효율을 향상시킬 수 있는 태양전지판의 세정장치에 관한 것이다.

태양에너지는 환경오염과 에너지 자원의 고갈에 따라 대체에너지로써 각광받고 있으며, 옥외에 설치되는 태양전지판에 의해 전기에너지로 변환된다.

태양전지판은 표면에 마련되는 다수의 셀로 이루어진 집광모듈을 통해 태양광을 집광하여 전기에너지를 발전하며, 발전량을 높이기 위하여 여러 장이 연결된 상태로 야외에 배치되어 태양광을 집광한다.

이러한 태양전지판의 발전효율을 저해하는 요소로는 태양전지판의 표면온도 상승으로 인한 열화현상, 황사나 먼지와 같은 대기중의 오염원에 의한 태양전지판의 오염 및 겨울철에 태양전지판에 적설되는 눈이 있다.

구체적으로, 태양전지판은 표면에 적재되는 오염원이나 눈에 의해 태양광의 투과도가 감소됨에 따라 발전효율이 저하되며, 특히 고온으로 인하여 표면이 열화되었을 경우 발전효율이 현저하게 저하된다.

예컨대, 태양전지판은 표면온도 25℃에서의 발전량을 기준으로 표면온도가 1℃ 상승할 때마다 0.5%씩 발전량이 저하되는바, 오히려 일사량이 과도하게 많은 여름철보다 봄, 가을철에 더 많은 발전량을 기록하고 있다.

이와 같은 태양전지판의 출력저하를 방지하기 위하여 태양전지판의 표면을 세정함으로써 태양전지판에 적재된 요염원이나 눈을 제거하는 동시에 태양전지판의 표면온도를 낮추고 있다.

본 발명에 선행된 태양전지판의 세정장치로는 등록특허 제10-1034192호에 개시된 태양전지패널 청소용 로봇장치가 있다.

위의 태양전지패널 청소용 로봇장치는 태양전지패널을 따라 청소로봇이 이송되면서 태양전지패널을 청소토록 하는 점에서 어느 정도의 세척효과를 기대할 수는 있으나, 그러나, 위의 태양전지패널 청소용 로봇장치는 청소로봇이 태양전지 어레이를 자유롭게 주행하지 못하고 태양전지 어레이의 양측에 고정설치된 이송기에 의해서만 이동하기 때문에 이송기와 청소로봇을 각각 태양전지패널에 설치하여야 하므로 설치구조가 복잡하게 되고, 또 이러한 구조를 태양전지패널에 설치하는 비용이 과도하게 소모되는 문제점이 있다.

또한, 위의 태양전지패널 청소용 로봇장치는 세척액을 태양전지패널에 분사한 후 청소로봇이 청소함에 따라 세정과 동시에 태양전지패널의 온도를 냉각시키는 효과가 있으나, 분사된 세척액이 태양전지패널의 경사면을 따라 흐르면서 지면으로 바로 낙하하는 구성이므로 세척액이 과도하게 소모되게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 태양전지판에 고정되는 별도의 이송장치가 없이도 태양전지판의 표면을 자유롭게 주행할 수 있는 청소용 로봇을 통해 태양전지판을 간편하게 세정할 수 있는 태양전지판의 세정장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

또한, 본 발명은 주행하는 로봇이 세정작업과 동시에 태양전지판의 표면에 냉풍이나 온풍을 분사함으로써 물을 사용하지 않고도 태양전지판의 과열이나 과냉을 방지할 수 있는 태양전지판의 세정장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

또한, 본 발명은 태양전지판의 크기나 수량에 제약됨이 없이 태양전지판을 간편하게 세정할 수 있는 태양전지판의 세정장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지판의 세정장치는, 태양전지판의 표면을 세정하는 세정장치에 있어서, 전원을 공급하는 배터리가 내장된 로봇본체; 상기 로봇본체에 구동력을 제공하여 상기 로봇본체를 상기 태양전지판을 따라 주행시키는 주행유닛; 상기 로봇본체에 마련되고, 상기 태양전지판의 표면에 밀착되면서 상기 태양전지판의 표면을 세정하는 세정유닛; 및 상기 주행유닛과 상기 세정유닛에 상기 배터리의 전원을 공급하면서 상기 주행유닛과 상기 세정유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함한다.

본 발명에 따른 태양전지판의 세정장치는 로봇본체에 주행유닛 및 세정유닛이 마련됨에 따라 별개의 이송장치가 설치되지 않고도 로봇본체가 태양전지판을 주행하면서 간편하게 세정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 태양전지판의 세정장치는 송풍유닛에 의해 분사되는 냉풍이나 온풍에 의해 태양전지판의 표면이 냉각되거나 가열되므로, 물사용이나 별개의 급수시설이 없이도 태양전지판의 과열이나 과냉을 방지함으로써 설비구축 비용이나 세정비용의 현저한 절감은 물론 태양전지판의 발전효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 태양전지판의 세정장치는 태양전지판의 크기나 수량에 제약됨이 없이 태양전지판을 효과적으로 간편하게 세정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 태양전지판의 세정장치를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지판의 세정장치를 나타내는 저면사시도.
도 3은 본 발명의 구성을 나타내는 블럭도.
도 4는 본 발명에 따른 태양전지판의 세정장치를 나타내는 작동상태도.
도 5는 본 발명에 따른 태양전지판의 세정장치를 나타내는 부분확대도.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 태양전지판의 세정장치는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 로봇본체(10), 주행유닛(20), 세정유닛(40) 및 컨트롤러(50)를 포함하여 구성할 수 있다.

로봇본체(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 통상의 청소로봇이나 자동차와 같은 형태로 형성되고, 전원을 충전하여 공급하는 미도시된 배터리가 내장된다.

주행유닛(20)은 로봇본체(10)에 구동력을 제공하여 로봇본체(10)를 태양전지판(1)을 따라 주행시키는 구성요소로써, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 구동휠(21), 장애물센서(23) 및 구동모터(25)를 포함하여 구성할 수 있다.

구동휠(21)은 도 2에 도시된 바와 같이 로봇본체(10)에 회전가능하게 설치되어 로봇본체(10)를 태양전지판(1)의 표면에 이동가능하게 지지하는 것으로, 도시된 바와 같이 차륜형태로 구성되어 도 3에 도시된 바와 같이 로봇본체(10)의 전후측방에 제각기 설치될 수 있으며, 도시된 바와 달리 무한궤도형태로 구성되어 로봇본체(10)의 양측에 회전가능하게 설치될 수도 있다.

이러한 구동휠(21)은 도 2에 도시된 바와 같이 외주면을 따라 다수의 흡착판(21a)이 마련되어 태양전지판(1)의 표면에 흡착판(21a)을 통해 흡착되면서 로봇본체(10)를 이동시킨다.

흡착판(21a)은 도 2에 도시된 바와 같이 중앙이 오목한 빨판형태로 형성되어 태양전지판(1)의 표면에 밀착되면서 진공을 형성하여 흡착되고, 후술되는 구동모터(25)의 회전력에 의해 진공이 강제로 해제된다.

따라서, 로봇본체(10)는 경사상태로 설치된 태양전지판(1)의 표면을 구동휠(21)의 흡착판(21a)을 통해 흡착하면서 주행하므로 태양전지판(1)에서 추락하거나 미끄러짐이 없이 안정적으로 주행할 수 있다.

장애물센서(23)는 도 2에 도시된 바와 같이 로봇본체(10)에 설치되어 로봇본체(10)와 함께 이동하면서 장애물이나 태양전지판(1)의 단부를 감지하여 후술되는 컨트롤러(50)에 제공하는 구성요소이다.

이러한 장애물센서(23)는 도 2에 도시된 바와 같이 로봇본체(10)의 주행방향에 설치되어 적외선이나 초음파의 발광을 통해 장애물의 유무나 태양전지판(1)의 단부에 도달했는가를 감지하며, 로봇본체(10)의 둘레를 따라 복수로 설치될 수도 있다.

구동모터(25)는 구동휠(21)에 회전력을 제공하는 부재로써, 도 4에 도시된 바와 같이 구동휠(21)에 연결되고, 후술되는 컨트롤러(50)의 제어에 의한 배터리의 전원에 의해 작동하면서 구동휠(21)을 회전시킨다.

이러한 구동모터(25)의 작동에 의해 구동되는 구동휠(21)은 통상의 로봇청소기에 설치되는 구성과 동일한 것을 이용할 수 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

세정유닛(40)은 로봇본체(10)와 함께 주행하면서 태양전지판(1)의 표면을 세정하는 구성요소로써, 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이 롤러(41), 걸레(43), 세정액탱크(45), 세정액펌프(47) 및 세정모터(49)를 포함하여 구성할 수 있다.

롤러(41)는 도 3에 도시된 바와 같이 로봇본체(10)의 일측에 회전가능하게 설치되는 부재로서, 이러한 롤러(41)는 도 3에 도시된 바와 같이 봉형태로 형성될 수 있으며, 후술되는 세정모터(49)의 회전력에 의해 회전한다.

걸레(43)는 도 3에 도시된 바와 같이 롤러(41)의 외주면을 감싸는 형태로 고정되며, 태양전지판(1)의 표면에 접촉한 상태로 롤러(41)와 함께 회전하면서 태양전지판(1)의 표면을 세정한다.

이러한 걸레(43)는 이물질의 제거가 용이하도록 극세사로 구성되어 롤형태로 형성되면서 롤러(41)에 결합될 수 있으며, 이와 달리 섬유재로 형성된 부직포로 구성되어 롤러(41)의 외주에 설치될 수도 있다.

세정액탱크(45)는 세정액이 저장되는 부재로써, 도 3에 도시된 바와 같이 로봇본체(10)에 내장된 상태로 설치된다. 이러한 세정액탱크(45)는 미도시된 충전구가 마련되어 세정액을 충전구를 통해 충전하며, 후술되는 세정액펌프(47)가 연결되는 배출구가 마련된다.

세정액펌프(47)는 도 4에 도시된 바와 같이 세정액탱크(45)에 연결되어 세정액탱크(45)에 저장된 세정액을 펌핑하여 걸레(43)에 공급한다.

세정모터(49)는 도 4에 도시된 바와 같이 롤러(41)에 연결되어 후술되는 컨트롤러(50)에 의해 작동하면서 롤러(41)를 걸레(43)와 함께 회전시킨다.

즉, 걸레(43)는 세정모터(49)에 의해 롤러(41)와 함께 회전하면서 세정액펌프(47)에 의해 세정액이 공급됨에 따라 태양전지판(1)의 표면에 적재된 먼지와 같은 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다.

여기서, 세정유닛(40)은 세정액을 태양전지판(1)의 표면에 직접분사하는 종래기술과 달리 걸레(43)를 적시는 정도로만 세정액펌프(47)가 세정액을 공급하므로 물의 사용량이 종래기술에 비해 현격하게 감소할 수 있다.

한편, 세정유닛(40)은 세정액탱크(45)에 저장된 세정액을 냉각하거나 가열하는 미도시된 온도변환부재가 마련되어 태양전지판(1)을 냉각하거나 가열하면서 세정할 수도 있다.

다른 한편, 세정유닛(40)은 도 4에 도시된 바와 같이 세정브러시(42) 및 브러시모터(44)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

세정브러시(42)는 도 3에 도시된 바와 같이 걸레(43)의 타측에서 로봇본체(10)에 회전가능하게 설치되고, 후술되는 브러시모터(44)에 의해 회전하면서 태양전지판(1)의 표면에 적재된 이물질이나 눈을 쓸어서 제거하는 부재이다.

이러한 세정브러시(42)는 도 3에 도시된 바와 같이 회전축의 둘레를 따라 방사상태로 마련되어 걸레(43)의 전방에서 이물질을 쓸어서 제거한다.

브러시모터(44)는 도 4에 도시된 바와 같이 세정브러시(42)에 연결되어 후술되는 컨트롤러(50)의 제어에 따라 작동하면서 세정브러시(42)를 회전시킨다.

즉, 세정유닛(40)은 세정브러시(42)의 회전을 통해 이물질을 쓸어서 제거하는 동시에 걸레(43)의 회전을 통해 태양전지판(1)의 표면을 닦아서 세정하므로 태양전지판(1)에 적재된 먼지나 눈을 완전히 제거할 수 있다.

따라서, 태양전지판(1)은 표면에 적재된 이물질이 세정유닛(40)에 의해 제거됨에 따라 태양광의 집광량 저하가 방지될 수 있다.

컨트롤러(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 로봇본체(10)에 내장되어 배터리의 전원을 주행유닛(20), 및 세정유닛(40)에 공급하면서 주행유닛(20), 및 세정유닛(40)의 작동을 제어한다.

이러한 컨트롤러(50)는 마이크로프로세서 및 메모리로 구성되어 PCB기판에 실장될 수 있으며, 주행프로그램을 통해 로봇본체(10)의 주행경로를 설정하고, 전술한 장애물센서(23)의 감지신호에 따라 주행유닛(20)을 제어하여 로봇본체(10)를 주행시킨다.

한편, 본 발명에 따른 태양전지판의 세정장치는 송풍유닛(30)을 더 포함하여 구성할 수 있다.

송풍유닛(30)은 로봇본체(10)에 마련되어 외부공기를 냉각시키거나 가열시키면서 태양전지판(1)의 표면에 냉풍이나 온풍을 분사하는 구성요소로써, 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이 공기유로(31), 온도센서(33), 히트펌프(35) 및 분사팬(37)을 포함하여 구성할 수 있다.

공기유로(31)는 로봇본체(10)의 내측에 마련되어 외부공기가 소통하는 통로를 형성하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 외부공기가 유입되는 유입구(31a) 및 도 3에 도시된 바와 같이 유입된 공기가 배출되는 배출구(31b)를 갖는다.

온도센서(33)는 도 4에 도시된 바와 같이 로봇본체(10)에 설치되어 외기온도 또는 태양전지판(1)의 표면온도를 감지하여 상기 컨트롤러(50)에 제공한다. 즉, 온도센서(33)는 태양전지판(1)이 태양광발전에 적합한 온도인가를 감지한다.

히트펌프(35)는 도 3에 도시된 바와 같이 공기유로(31)에 설치되어 유입구(31a)로 유입된 외부공기를 냉각하거나 가열하는 구성요소로써, 온도센서(33)의 감지신호에 따라 상기 컨트롤러(50)의 제어에 의해 작동하며, 태양전지판(1)이 과열되었을 경우 외부공기를 냉각시키고, 이와 달리 태양전지판(1)이 과냉되었을 경우 외부공기를 가열한다.

이러한 히트펌프(35)는 통상의 냉난방기에 설치되는 구성과 같이 압축기, 증발기, 응축기, 팽창밸브 등으로 구성되며, 냉매의 발열이나 응축열을 이용하여 외부공기를 가열하거나 냉각시킨다.

분사팬(37)은 도 4에 도시된 바와 같이 히트펌프(35)에 연결되어 히트펌프(35)에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 공기유로(31)의 배출구(31b)를 통해 태양전지판(1)의 표면에 분사한다.

즉, 송풍유닛(30)은 태양전지판(1)의 온도에 따라 냉풍이나 온풍을 분사함으로써, 태양전지판(1)을 태양광발전에 적합한 온도로 냉각시키거나 가열한다.

따라서, 태양전지판(1)은 물의 분사가 없이도 송풍유닛(30)의 냉풍이나 온풍에 의해 과열 또는 과냉이 방지됨에 따라 발전효율의 저하가 방지될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 태양전지판의 세정장치는 급수유닛(60)을 더 포함하여 구성할 수 있다.

급수유닛(60)은 송풍유닛(30)의 히트펌프(35)의 작동에 따라 외부공기가 냉각 또는 가열되면서 발생하는 수분을 집수하여 세정유닛(40)에 공급하는 구성요소이다.

즉, 급수유닛(60)은 히트펌프(35)에서 외부공기가 냉각 또는 가열됨에 따라 공기의 온도차에 의해 발생하는 응축수나 결로와 같은 수분을 집수하여 세정유닛(40)에 공급한다. 이러한 급수유닛(60)은 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이 급수탱크(61) 및 급수펌프(63)를 포함하여 구성할 수 있다.

급수탱크(61)는 도 3에 도시된 바와 같이 히트펌프(35)에 일측이 연결되어 수분이 유입되면서 저장되고, 전술한 세정유닛(40)의 세정액탱크(45)에 타측이 연결된다.

급수펌프(63)는 급수탱크(61)에 설치되어 전술한 컨트롤러(50)의 제어에 따라 작동하고, 급수탱크(61)에 집수된 수분을 펌핑하여 세정액탱크(45)로 공급한다.

즉, 세정유닛(40)은 세정액탱크(45)에 충전되는 수분을 급수유닛(60)에 의해 공급되는 송풍유닛(30)의 수분으로 충전할 수 있다.

따라서, 세정유닛(40)은 송풍유닛(30)의 작동에 의해 자연적으로 발생하는 수분이 급수유닛(60)에 의해 공급되므로 별개의 급수시설이 없이도 세정액탱크(45)에 수분을 충전할 수 있으며, 이에 따라 물의 소비량을 감소시킬 수 있다.

한편, 태양전지판(1)은 도 5에 도시된 바와 같이 연속적으로 설치되면서 전지판모듈(2)을 구성할 수 있으며, 전지판모듈(2)이 복수열을 이루면서 태양전지판 어레이(3)를 구성할 수 있다. 즉, 태양전지판(1)은 태양광발전소와 같이 대규모 발전시설에 설치될 경우 태양전지판 어레이(3) 형태를 이루면서 설치된다.

여기서, 본 발명에 따른 세정장치는 도 5에 도시된 바와 같이 태양전지판 어레이(3)를 구성하는 복수의 전지판모듈(2)을 서로 연결함으로써 로봇본체(10)가 이동하는 이동경로를 제공하는 트랜스퍼(70)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

트랜스퍼(70)는 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이 이동레일(71) 및 안내레일(73)을 포함하여 구성할 수 있다.

이동레일(71)은 도 5에 도시된 바와 같이 태양전지판 어레이(3)의 일측 외곽을 따라 설치되면서 전지판모듈(2)들의 단부를 연결하며, 로봇본체(10)가 길이방향을 따라 주행함에 따라 로봇본체(10)가 어느 하나의 전지판모듈(2)에서 다른 전자판모듈(2)로 이동할 수 있는 이동경로를 제공한다.

안내레일(73)은 도 5에 도시된 바와 같이 이동레일(71)에 동일체로 마련되어 이동레일(71)과 전지판모듈(2)의 단부를 제각기 연결한다.

즉, 로봇본체(10)는 어느 하나의 전지판모듈(2)을 주행하면서 태양전지판(1)들의 세정작업을 완료한 후, 안내레일(73)을 통해 이동레일(71)에 진입한 후 이동레일(71)을 따라 이동하면서 인접된 안내레일(73)을 통해 또 다른 전지판모듈(2)로 진입하여 태양전지판(1)들을 세정한다.

따라서, 로봇본체(10)는 복수열의 전지판모듈(2)들로 구성된 태양전지판 어레이(3)를 트랜스퍼(70)를 통해 순차적으로 주행하면서 태양전지판(1)들을 세정할 수 있다.

한편, 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이 트랜스퍼(70)의 일측에 로봇본체(10)가 트랜스퍼(70)를 따라 이동하면서 도킹하여 대기하는 스테이션(80)을 더 포함하여 구성할 수 있다.

스테이션(80)은 도 6에 도시된 바와 같이 트랜스퍼(70)를 구성하는 이동레일(71)의 일단부에 마련되어 로봇본체(10)가 대기하는 스테이션본체(81)로 구성되며, 스테이션본체(81)에 마련되어 로봇본체(10)의 배터리를 충전하는 충전부(83)를 포함하여 구성할 수 있다.

즉, 로봇본체(10)는 트랜스퍼(70)를 따라 이동하여 복수의 태양전지판(1)들을 세정하면서 배터리의 충전량이 감소될 경우, 컨트롤러(50)의 제어에 의해 스테이션본체(81)에 도킹하여 미도시된 충전단자를 충전부(83)에 접속하여 전원을 충전한다.

한편, 스테이션(80)은 별개의 배터리를 완충상태로 스테이션본체(81)에 보관하면서 로봇본체(10)의 방전된 배터리를 로봇본체(10)로부터 탈거하고, 완충된 배터리를 로봇본체(10)에 장착하는 배터리교환수단이 마련될 수 있다. 이에 따라 로봇본체(10)는 충전부(83)를 통한 충전시간이 배터리교환수단에 의해 단축될 수 있다.

다른 한편, 스테이션(80)은 스테이션본체(81)에 도킹한 로봇본체(10)에 마련된 세정유닛(40)의 오염된 부분을 세탁하는 세탁부(85)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

세탁부(85)는 태양전지판(1)의 세정작업을 통해 오염된 세정유닛(40)의 걸레(43)를 세탁하는 구성요소로써, 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이 세탁조(85a), 저수조(85b) 및 폐수통(85c)을 포함하여 구성할 수 있다.

세탁조(85a)는 도 6에 도시된 바와 같이 스테이션본체(81)의 바닥면에 홈형태로 형성되어 로봇본체(10)의 걸레(43)가 수용되며, 세탁수가 공급되면서 저수됨에 따라 걸레(43)를 세탁하면서 미도시된 배출구를 통해 세탁수를 배출한다.

저수조(85b)는 세탁수를 저장하는 부재로써, 도 6에 도시된 바와 같이 세탁조(85a)에 일측이 연결되고, 로봇본체(10)의 걸레(43)가 세탁조(85a)에 수용됨에 따라 미도시된 개폐밸브를 개방하여 세탁수를 세탁조(85a)에 공급한다.

폐수통(85c)은 세탁조(85a)의 배출구에 연결되어 세탁조(85a)에서 배출된 세탁수 즉, 폐수를 저장한다. 이러한 폐수통(85c)은 스테이션본체(81)에 착탈가능하게 결합되어 관리자에 의해 분리되면서 폐수를 처리할 수 있으며, 별개의 폐수처리기에 연결되어 폐수를 처리할 수도 있다.

즉, 로봇본체(10)는 스테이션본체(81)에 도킹하여 충전부(83)를 통해 배터리를 충전하는 동시에 걸레(43)가 세탁조(85a)에 수용된 상태로 세탁수를 통해 세탁되며, 이때 걸레(53)는 세정모터(49)의 작동에 의해 세탁조(85a)의 내측에서 공회전함에 따라 오염된 부분이 원활하게 세탁된다.

따라서, 로봇본체(10)는 스테이션(80)에 도킹하여 배터리를 충전함은 물론 충전시간 동안 걸레(43)를 세탁함으로써 깨끗하고 완충된 상태로 태양전지판(1)을 세정할 수 있다.

한편, 본 발명은 미도시된 제어서버;를 더 포함하여 구성할 수 있다.

제어서버는 미도시된 관제실에 마련되어 전술한 컨트롤러(50)와 통신하면서 전술한 주행유닛(20), 송풍유닛(30) 및 세정유닛(40)의 작동상태를 감시하며, 컨트롤러(50)를 통해 주행유닛(20), 송풍유닛(30) 및 세정유닛(40)의 작동을 제어한다.

즉, 제어서버는 관리자에 의해 조작되면서 각 유닛(20)(30)(40)(50)의 작동을 제어하는 미도시된 컴퓨터로 구성할 수 있다.

따라서, 주행유닛(20), 송풍유닛(30) 및 세정유닛(40)은 컨트롤러(50)의 프로그램에 의해 제어되어 작동하면서 제어서버를 통한 관리자에 의해 통제될 수 있다.

상기와 같은 구성요소를 포함하는 본 발명에 따른 태양전지판의 세정장치의 작동을 설명한다.

로봇본체(10)는 스테이션(80)에 도킹된 상태로 대기하며, 컨트롤러(50)의 제어에 의한 주행유닛(20)의 구동에 의해 이동레일(71)을 따라 이동하며, 안내레일(73)을 통해 전지판모듈(2)로 진입하여, 전지판모듈(2)을 이루는 태양전지판(1)들을 세정유닛(40)으로 세정한다.

이때, 로봇본체(10)는 구동휠(21)의 회전에 의해 이동하면서 구동휠(21)에 마련된 흡착판(21a)들이 태양전지판(1)의 표면에 흡착되면서 이동하므로 경사상태의 태양전지판(1)에서 미끄러짐이 없이 안정적으로 주행하며, 장애물센서(23)를 통해 장애물이나 전지판모듈(2)의 단부를 감지하면서 이동하므로 전지판모듈(2)에서 추락하지 않는다.

한편, 로봇본체(10)는 주행유닛(20)의 작동에 의해 이동하면서 컨트롤러(50)의 제어에 의한 세정유닛(40)의 작동을 통해 태양전지판(1)의 표면을 세정한다.

이때, 세정유닛(40)은 세정브러시(42)가 로봇본체(10)의 전방에서 회전하면서 태양전지판(1)에 적재된 이물질이나 눈을 쓸어서 제거하며, 걸레(43)가 로봇본체(10)의 후방에서 롤러(41)와 함께 회전하면서 태양전지판(1)의 표면을 닦아서 세정한다. 여기서, 걸레(43)는 세정액펌프(47)에 의해 세정액탱크(45)에 저장된 세정액이 공급되므로 태양전지판(1)의 표면을 원활하게 세정할 수 있다.

다른 한편, 로봇본체(10)는 세정유닛(40)에 의해 태양전지판(1)의 표면을 세정하면서 컨트롤러(50)의 제어에 의한 송풍유닛(30)의 구동에 의해 태양전지판(1)의 표면에 냉풍이나 온풍을 분사한다.

이때, 송풍유닛(30)은 온도센서(33)를 통해 감지된 외기온도나 태양전지판(1)의 표면온도가 과열된 경우 히트펌프(35)를 통해 외부공기를 냉각시켜서 태양전지판(1)에 냉풍을 분사하며, 외기온도나 태양전지판(1)의 표면온도가 과냉된 경우 히트펌프(35)를 통해 외부공기를 가열하여 태양전지판(1)에 온풍을 분사한다.

따라서, 태양전지판(1)은 세정유닛(40)에 의해 표면이 세정됨에 따라 집광량이 증가되며, 송풍유닛(30)에 의해 냉풍이나 온풍이 분사됨에 따라 발전에 적합한 온도로 냉각 또는 가열됨으로써 발전효율의 저하가 방지된다.

여기서, 급수유닛(60)은 히트펌프(35)의 작동에 의해 발생하는 수분을 급수탱크(61)에 집수하고, 집수된 수분을 급수펌프(63)를 통해 세정액탱크(45)에 공급한다.

그리고, 로봇본체(10)는 하나의 전지판모듈(2)을 세정한 후, 컨트롤러(50)의 제어에 의한 주행유닛(20)의 구동에 의해 주행하면서 안내레일(73)을 통해 이동레일(71)로 진입하여 또 다른 전지판모듈(2)로 이동한다.

이때, 컨트롤러(50)는 로봇본체(10)에 내장된 배터리의 잔량을 확인하여 충전이 필요한 경우 주행유닛(20)을 제어하여 로봇본체(10)를 스테이션(80)으로 이동시킨다.

이에 따라, 로봇본체(10)는 스테이션본체(81)로 도킹하여 충전단자를 충전부(83)에 접속하여 배터리를 충전한다.

이때, 걸레(43)는 로봇본체(10)가 스테이션본체(81)로 도킹함에 따라 세탁조(85a)에 수용되며, 저수조(81b)에서 공급되는 세탁수에 의해 세탁된다.

그리고, 로봇본체(10)는 배터리의 충전 및 걸레(43)의 세탁이 완료되면 컨트롤러(50)의 제어에 따른 주행유닛(20)의 구동에 의해 이동레일(71)을 따라 이동하면서 안내레일(73)을 통해 또 다른 전지판모듈(2)으로 진입함으로써 태양전지판 어레이(3)를 순차적으로 세정한 후 스테이션(80)으로 복귀한다.

이상과 같은 본 발명 태양전지판의 세정장치에 의하면, 로봇본체(10)에 주행유닛(20) 및 세정유닛(40)이 마련됨에 따라 별개의 이송장치가 설치되지 않고도 로봇본체(10)가 태양전지판(1)을 주행하면서 세정할 수 있으므로 태양전지판(1)의 크기에 제약됨이 없이 태양전지판(1)을 세정할 수 있다.

특히, 송풍유닛(30)에 의해 분사되는 냉풍이나 온풍에 의해 태양전지판(1)의 표면이 냉각되거나 가열되므로, 물사용이나 별개의 급수시설이 없이도 태양전지판(1)의 과열이나 과냉을 방지함으로써 설비구축 비용이나 세정비용의 현저한 절감은 물론 태양전지판(1)의 발전효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 주행유닛(20)을 구성하는 구동휠(21)의 외주면에 흡착판(21a)이 마련되므로 로봇본체(10)가 경사상태의 태양전지판(1)을 주행할 경우에도 미끄러짐 없이 안정적으로 주행할 수 있으며, 장애물센서(23)가 마련됨에 따라 장애물을 회피하면서 주행함은 물론 태양전지판(1)으로부터 추락이 방지될 수 있다.

또, 송풍유닛(30)을 구성하는 히트펌프(35)가 온도센서(33)에 의해 감지된 외기온도나 태양전지판(1)의 표면온도에 따라 작동하면서 외부공기를 냉각 또는 가열하므로 냉풍이나 온풍을 유동적으로 태양전지판(1)의 표면에 제공할 수 있다.

이에 더하여, 세정유닛(40)을 구성하는 걸레(43)가 태양전지판(1)의 표면을 세정하면서 세정액탱크(45) 및 세정액펌프(47)에 의해 세정액이 공급되므로 태양전지판(1)의 표면을 더욱 원활하게 세정할 수 있다.

덧붙여, 세정브러시(42) 및 세정모터(44)가 마련됨에 따라 태양전지판(1)에 적재된 이물질이나 눈이 세정브러시(42)의 회전에 의해 먼저 제거될 수 있으므로 걸레(43)가 더욱 효과적으로 태양전지판(1)의 표면을 세정할 수 있다.

그리고, 히트펌프(35)의 작동에 의해 발생한 수분이 급수유닛(60)에 의해 세정액탱크(45)로 공급되므로 세정유닛(40)에서 사용되는 물의 양을 절감시킬 수 있다.

더욱이, 이동레일(71) 및 안내레일(73)로 구성된 트랜스퍼(70)에 의해 복수열의 태양전지판(1)들을 연결하는 이동경로가 제공되므로, 발전소와 같이 대량의 태양전지판 어레이(3)가 설치된 경우에도 로봇본체(10)가 순차적으로 이동하면서 세정작업을 할 수 있다.

또한, 이동레일(71)의 일단부에 스테이션(80)이 마련되므로 로봇본체(10)가 도킹하여 대기할 수 있는 공간을 제공할 수 있다.

특히, 스테이션(80)을 구성하는 스테이션본체(81)에 충전부(83)가 마련되므로 대기상태의 로봇본체(10)에 내장된 배터리를 충전할 수 있으며, 스테이션본체(81)에 세탁부(85)가 마련되므로 배터리의 충전시간 동안 세정유닛(40)의 걸레(43)를 세탁할 수 있다.

구체적으로, 걸레(43)가 세탁조(85a)에 수용된 상태로 저수조(85b)에서 공급되는 세탁수에 의해 세탁되므로 걸레(43)의 오염된 부분을 깨끗하게 세탁할 수 있다.

덧붙여, 컨트롤러(50)와 통신하는 제어서버가 마련되므로 관리자에 의해 주행유닛(20), 송풍유닛(30) 및 세정유닛(40)이 제어될 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

10 : 로봇본체 20 : 주행유닛
21 : 구동휠 21a : 흡착판
23 : 장애물센서 25 : 구동모터
30 : 송풍유닛 31 : 공기유로
33 : 온도센서 35 : 히트펌프
37 : 분사팬 40 : 세정유닛
41 : 롤러 42 : 세정브러시
43 : 걸레 44 : 브러시모터
45 : 세정액탱크 47 : 세정액펌프
49 : 세정모터 50 : 컨트롤러
60 : 급수유닛 61 : 급수탱크
63 : 급수펌프 70 : 트랜스퍼
71 : 이동레일 73 : 안내레일
80 : 스테이션 81 : 스테이션본체
83 : 충전부 85 : 세탁부
85a : 세탁조 85b : 저수조
85c : 폐수통

Claims

태양전지판의 표면을 세정하는 세정장치에 있어서,
전원을 공급하는 배터리가 내장된 로봇본체;
상기 로봇본체에 구동력을 제공하여 상기 로봇본체를 상기 태양전지판을 따라 주행시키는 주행유닛;
상기 로봇본체에 마련되고, 상기 태양전지판의 표면에 밀착되면서 상기 태양전지판의 표면을 세정하는 세정유닛; 및
상기 주행유닛과 상기 세정유닛에 상기 배터리의 전원을 공급하면서 상기 주행유닛과 상기 세정유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 태양전지판의 세정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 주행유닛은,
상기 로봇본체에 회전가능하게 설치되어 상기 로봇본체를 상기 태양전지판의 표면에 이동가능하게 지지하고, 정회전하거나 역회전하면서 상기 로봇본체를 이동시키며, 상기 태양전지판의 표면에 흡착되는 흡착판이 외주면을 따라 복수로 마련된 구동휠;
상기 로봇본체에 설치되고, 상기 구동휠의 회전에 의해 상기 로봇본체와 함께 태양전지판을 이동하면서 장애물을 감지하거나 상기 태양전지판의 단부를 감지하여 상기 컨트롤러에 감지신호를 제공하는 장애물센서; 및
상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 구동휠에 회전력을 제공하는 구동모터;를 포함하는 태양전지판의 세정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 세정유닛은,
상기 로봇본체에 회전가능하게 설치되는 롤러;
상기 롤러의 외주면에 고정되고, 상기 태양전지판의 표면에 접촉한 상태로 상기 롤러와 함께 회전하면서 상기 태양전지판의 표면을 세정하는 걸레;
상기 로봇본체에 마련되고, 세정액이 저장되는 세정액탱크;
상기 세정액탱크에 저장된 상기 세정액을 펌핑하여 상기 걸레에 공급하는 세정액펌프; 및
상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 롤러에 회전력을 제공하는 세정모터;를 포함하는 태양전지판의 세정장치.
제 3 항에 있어서, 상기 세정유닛은,
상기 걸레의 타측에서 상기 로봇본체에 회전가능하게 설치되고, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 회전하면서 상기 태양전지판의 표면에 적재된 이물질이나 눈을 쓸어서 제거하는 세정브러시; 및
상기 세정브러시에 연결되고, 상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 세정브러시에 회전력을 제공하는 브러시모터;를 더 포함하는 태양전지판의 세정장치.
제 1 항에 있어서,
상기 주행유닛에 의해 주행하는 상기 로봇본체에 마련되고, 외부공기를 냉각시키거나 가열하면서 상기 태양전지판의 표면에 냉풍이나 온풍을 분사하는 송풍유닛;을 더 포함하는 태양전지판의 세정장치.
제 5 항에 있어서, 상기 송풍유닛은,
상기 로봇본체에 마련되어 외부공기가 유입되는 유입구를 가지며, 유입된 외부공기가 배출되는 배출구를 갖는 공기유로;
상기 로봇본체에 설치되어 외기온도나 상기 태양전지판의 표면온도를 감지하여 상기 컨트롤러에 감지신호를 제공하는 온도센서;
상기 공기유로에 설치되고, 상기 온도센서의 감지신호에 따른 상기 컨트롤러에 의해 작동하면서 상기 유입구로 유입된 외부공기를 냉각시키거나 가열하는 히트펌프; 및
상기 히트펌프에 의해 냉각되거나 가열된 공기를 상기 공기유로의 배출구를 통해 상기 태양전지판의 표면에 분사하는 분사팬;을 포함하는 태양전지판의 세정장치.
제 5 항에 있어서,
상기 송풍유닛에서 외부공기의 냉각이나 가열에 의한 온도차에 의해 발생하는 결로나 응축수와 같은 수분을 집수하고, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 작동하면서 상기 집수된 수분을 상기 세정유닛에 공급하는 급수유닛;을 더 포함하는 태양전지판의 세정장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 태양전지판이 연속적으로 설치되어 전지판모듈을 형성하면서 상기 전지판모듈이 복수열을 이루는 태양전지판 어레이에 설치되고, 상기 복수열의 전지판모듈의 단부를 서로 연결하여 상기 로봇본체가 상기 주행유닛에 의해 또 다른 상기 전지판모듈로 이동하는 이동경로를 제공하는 트랜스퍼;를 더 포함하는 태양전지판의 세정장치.
제 8 항에 있어서, 상기 트랜스퍼는,
상기 태양전지판 어레이의 일측 외곽을 따라 설치되어 상기 전지판모듈들의 단부를 서로 연결하고, 상기 로봇본체가 길이방향을 따라 이동하는 이동레일; 및
상기 이동레일에 동일체로 마련되고, 상기 이동레일과 상기 전지판모듈의 단부를 제각기 연결하여 상기 로봇본체를 상기 전지판모듈로 안내하는 안내레일;을 포함하는 태양전지판의 세정장치.
제 8 항에 있어서,
상기 트랜스퍼의 일측에 마련되어 상기 로봇본체가 상기 트랜스퍼를 따라 이동하면서 도킹하는 스테이션;을 더 포함하는 태양전지판의 세정장치.
제 10 항에 있어서, 상기 스테이션은,
상기 트랜스퍼의 일단부에 연장상태로 마련되어 상기 로봇본체가 대기하는 스테이션본체; 및
상기 스테이션본체에 마련되고, 상기 로봇본체에 내장된 상기 배터리의 충전단자가 유선이나 무선으로 접속되면서 상기 배터리를 충전하는 충전부;를 포함하는 태양전지판의 세정장치.
제 11 항에 있어서, 상기 스테이션은,
상기 스테이션본체의 마련되고, 상기 충전부에 접속되는 상기 로봇본체에 마련된 상기 세정유닛의 오염된 부분을 수용한 상태로 상기 세정유닛의 오염된 부분을 세탁하는 세탁부;를 더 포함하는 태양전지판의 세정장치.