KR20190085889A - 태양광 패널 청소기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광 패널 청소기에 관한 것으로서, 태양광 패널로부터 물을 사용하지 않고 먼지나 눈 등의 이물질을 제거하는 장치이다. 본 발명의 태양광 패널 청소기는 이동부, 세척부, 연결부재로 구성된다. 상기 태양광 패널 청소기의 이동부는 상기 태양광 패널의 상 측에서 바퀴를 X 방향으로 이동하고 , 권취부를 통하여 세척부를 Y 방향으로 이동함으로써, 상기 태양광 패널 중 임의의 위치에서의 세척이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 태양광 패널의 크기에 따라 와이어의 길이를 조정할 수 있어 다양한 패널 의 크기에 적용 가능하여 태양광 패널의 이물질을 세척하는 장치이다.

Description

태양광 패널 청소기 {Solar panel cleaning robot using Sensor}
본 발명은 태양광 패널의 청소기에 관한 것으로, 태양광 패널의 발전 효율을 향상 시키기 위해 보다 상세하게는 태양광 패널의 상부면에 쌓인 먼지와 같은 이물질을 용이하게 제거할 수 있는 태양광 패널 청소기에 관한 것이다.
최근 화석 에너지의 사용에 따른 환경오염, 에너지 비용 증가 등 다양한 원인에 의해 친환경에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 태양에너지는 대표적인 친환경 에너지 이다. 태양광 발전의 발전 원리는 반도체인 태양전지에 빛을 쏘이면 전자의 정공이 발생하여 +전극과 -전극이 형성되고 그 전극이 외부회로와 접속되어 있으면 전류가 흐르게 된다. 이렇게 태양광 패널이 직접 빛을 전기로 변환시키는 원리를 “광전 효과” 라 부른다.
이러한 태양광 패널의 광전 효과를 높이기 위해서는 많은 양의 태양광을 흡수해야 한다. 그러나 태양광 패널 위에 태양광 패널에 눈과 이물질이 쌓여 집광량을 감소시킨다. 이에 따라 출력이 떨어져 발전효율을 저하시킨다. 이러한 발전을 효율적으로 향상하기 위해서는 다양한 장치를 통한 유지, 보수가 필수적이다.
상기와 같은 이유로써 주기적으로 태양광 패널을 세척하고 있으나, 인력을 통해 태양광 패널을 세척하는데 따른 인건비가 증가하고 있다. 그래서 태양광 패널 세척 시스템은 태양광 패널 면을 솔을 이용하여 단순히 털어주는 형태로 태양광 패널 면을 청소하거나, 태양광 패널 상부에 물을 흘려 보냄으로써 물만을 이용하여 태양광 패널을 세척하는 방식이 사용되고 있다. 하지만 솔을 이용하여 단순히 털어주는 방식은 정전기가 일어날 수 있고, 깔끔하게 이물질 제거가 안 되는 단점이 있다.
물을 이용한 세척 방법의 경우 수분에 의해 태양광 패널 등의 장치가 부식되는 문제점이 있다. 또한, 물을 이용한 세척 방법은 물이 없는 사막 지역에서는 물을 구하기 힘들어 적용하기 어렵고, 영하의 날씨가 지속되는 추운 지역에서는 물이 얼어서 적용하기 어렵다는 문제점도 있다. 그리고 물을 이용한 세척 방법은, 다량의 물을 사용해야 하므로 장치의 운용 비용이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 태양광 패널의 상단에서 태양광 패널의 하단까지 물을 흘러보내어 태양광 패널을 세척하기 때문에 태양광 패널의 면적이 넓을 경우전체 면적을 세척하기 어려운 단점이 있다.
특히 세척 후 태양광 패널을 건조시키기 위한 수단이 구비되지 않아 이물질을 포함하는 물이 흘러내린 상태에서 증발할 경우 광의 산란이 발생하여 태양전지의 발전효율을 저하시키게 된다. 또한, 태양광 판넬의표면은 일반 유리가 아닌 코팅이 되어있는 강화유리 이다. 기본적으로 코팅이 되어있는 태양광 판넬은 물 과 만날 경우, 물에 있는 불순물로 인해 코팅이 벗겨지거나 손상이 될 수 있고, 태양광 패널에 얼룩이 그대로 남게 되어 발전 효율이 떨어지는 문제점이 추가적으로 발생한다. 또한, 물로 표면을 세척하면서 솔로 씻는 형태로 청소를 수행하고 있다. 이러한 방법 또한 건조시키기 위한 수단이 구비되지 않아 상기와 같은 단점이 생길 수 있고, 청소 솔이 물을 흡수하여 청소 솔의 효율이 떨어질 수 있는 단점이 생길 수 있다.
세척부는 태양광 패널의 경사면을 올라가기 위한 방법으로 진공 흡착, 가이드 레일을 따라 올라가는 슬라이드 바퀴, 모터 이동부 등으로 경사각을 오르고 있다.
하지만 진공 흡착 방식은 배터리 소모가 많아 에너지 효율이 떨어지는 단점이 있다. 또한 가이드 레일을 따라 올라가는 기술과 함께 사용 함 으로서 태양광 패널의 크기에 맞추어 가이드 레일을 제작하게 된다. 이러한 기술들은 태양광 패널의 크기에 맞게 가이드레일 프레임을 제작하기 때문에 제작비용이 많이 드는 단점이 있고, 자유롭게 이동할 수 없는 단점이 있다 또한, 다양한 패널의 크기에 적용할 수 없는 경우 또한 생길 수 있다.
1. 대한민국 등록특허공보 제10-2016-0140652호(2016. 10. 27. 공고) 2. 대한민국 등록특허공보 제10-2016-0102401호(2016. 08. 11. 공고) 3. 대한민국 등록특허공보 제10-2016-0102403호(2016. 08. 11. 공고) 4. 대한민국 등록특허공보 제10-2013-0144300호(2013. 11. 26 공고) 5. 대한민국 등록특허공보 제10-2016-0120656호(2016. 09. 21. 공고)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다수의 다양한 크기의 태양광 패널 위를 자유롭게 이동하도록 만들고, 가이드 레일 없이 최소한의 제작비용으로 최대한의 태양광 발전의 효율을 향상시키기 위한 것이다. 또한 물을 사용 하지 않고 태양광 패널 위의 이물질을 효과적으로 제거하는 태양광 패널 청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 태양광 패널 청소기는 상, 하로 움직이기 위한 와이어, 고정도르래와, 청소기와 태양광 패널을 걸 수 있는 요입 홈을 구비하고, 좌, 우로 움직일 수 있는 바퀴를 구비하고, 상, 하로 움직일 수 있게 하는 본체 이동부와 세척부 하부에 전, 후로 원통 솔을 배치되어 있는 세척부를 구비하고 이동부와 세척부에 낙차 방지를 하기 위한 센서부 이하 초음파 센서, 적외선 센서, 스위치, GPS를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
선행 발명에 따른 태양광 패널 청소기는 태양광 패널 위를 상하로 왕복 이동 하며 정밀하게 세척한다. 그리고, 세척부에서 세척수를 이용하여 건조되는 동안 광의 산란이 발생하여 태양광 패널의 발전효율을 저하시키게 되는 문제점을 보완 하는 이점이 있다. 또한 물을 사용하지 않아 물청소에 대한 의존도에서 벗어날 수 있다. 모터의 회전 방향을 수정하여 이물질이 바깥쪽으로 제거 된다.
본 발명에 따른 태양광 패널 청소기는 원통 솔을 이용하여 오염물질을 제거하는 이점이 있다. 또한, 이동부에 요입 홈걸이 및 리프트를 이용하여 태양광 패널의 높이에 영향 받지 않고, 미끄럼 방지 좌우 이동 바퀴, 롤러, 볼캐스터, 무한궤도를 통한 이동 및 세척을 겸할 수 있는 이점이 있다.
또한, 이동부와 세척부가 와이어 및 로프, 체인 등으로 태양광 패널의 크기에 영향 받지 않고 이동 및 세척을 겸할 수 있는 이점이 있다.
또한, 이동부와 세척부에 센서부 이하 스위치 및 적외선 센서, 초음파 센서, GPS를 이용한 기구적 작동에 따라 자동으로 세척이 이루어져 낙차 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 패널 세척장치의 일 실시예의 사시도,
도 2은 본 발명에 따른 이동 바퀴와 도르래를 나타내기 위한 사시도,
도 3은 본 발명에 세척장치의 도르래와 세척용 브러시를 나타내기 위한 사시도,
도 4은 본 발명에 세척장치의 적외선 센서와 세척용 브러시를 나타내기 위한 사시도,
도 5는 본 발명에 이동부의 구성을 나타내는 블록 구성도,
도 6은 본 발명에 세척부의 구성을 나타내는 블록 구성도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시에 따른 태양광 패널 세척장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 태양광 패널 청소기의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 패널 세척장치의 일 실시예의 사시도이다.
본 발명에 따른 태양광 패널 청소기는 세척부(300), 와이어(400), 이동부(200)로 구성되어 있다.
도시된 바와 같이, 태양광 발전 장치를 구성하는 태양광 패널(100) 상의 이물질 제거를 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 장치를 위한 세척수단(310)은 세척부(300)에 구비되어 있다. 세척수단(310) 이하 솔 브러쉬(310a)는 세척부(300)에 전면과 후면에 배치되어 내려가고 올라갈 때 전면 브러시는 시계방향으로 후면 브러시는 반 시계방향으로 회전하여 먼지는 밖으로 털어내도록 회전하여 세척한다. 이때 와이어(400), 로프(400a), 체인(400b) 군 중 하나를 이용하여도 이동 가능하다. 세척부(300)와 이동부(200)에는 낙차방지를 위해 세척부(300)와 이동부에 센서부는 좌, 우, 정면에 스위치, 적외선 센서, 초음파 센서, GPS를 구비하여 낙차방지를 하고 있다. 스위치, 적외선 센서, 초음파 센서, GPS는 상하로 가서 더 이상 갈 수 없을 때 권취부(232)의 제2 구동모터(231)의 움직임을 멈추어 낙하는 방지하게 한다.
도2는 본 발명에 따른 태양광 패널 장치의 이동부에 따른 실시예의 사시도 이다.
이동부(200)는 태양광 패널(100)의 상단부의 형상에 대응되는 요입 홈이 형성 된 요입부(210)를 구비한다.
요입 홈이 형성된 요입부에는 태양광 패널의 이탈방지 목적을 위한 거치 상단부, 지지대를 구비하고 있다. 또한 이동부(200)는 낙차방지를 위해 이동부(200)에 센서부(211)는 좌, 우, 정면에 스위치(211a), 적외선 센서(211b), 초음파 센서(211c), GPS(211d)를 구비하여 제1 구동모터(231)를 제어하여 낙차방지를 한다. 제1 구동모터(231)는 이동수단(213)를 구비하여 상하 이동이 끝나 세척이 끝난 후에 좌, 우로 움직여 다음 패널을 세척한다. 패널을 더 이상 좌우로 움직이지 못할 때에는 본래의 자리로 되돌아간다. 상하로 이동하기 위해 세척부(300)에는 고정부(320)가 구비되어 있고 이에 와이어(400) 이하 로프(400a), 체인(400b) 을 연결하기 위해 이동부(200)에 제2 구동모터(231)와 권취부(232)가 구비되어 있다.
도3은 본 발명에 따른 태양광 패널 장치의 세척부에 따른 실시예의 사시도 이다.
세척부(300)는 세척수단(310)를 구동시킬 제3 구동모터(340)가 위치해 있다. 세척부(300)는 추락방지를 위한 센서부(330)는 스위치(330a), 적외선센서(330b), 초음파센서(330c), GPS(330d)가 있다. 이동부(200)는 와이어(400)로 연결되어 있어 다양한 패널의 크기에 적용 가능한 기기이다. 또한 추락방지를 위한 센서부(240)는 스위치(240a), 적외선센서(240b), 초음파센서(240c), GPS(240d)가 있다. 제2 구동모터(231)와 제1 구동모터(212)는 모두 스테핑모터로 구동되며 권취부(232)는 도르래 방식으로 구동된다.
100: 태양광 패널 200: 이동부
210: 요입부
211: 센서부 211a: 스위치
211b: 적외선센서 211c: 초음파센서
211d: GPS
212: 제1구동모터
213: 이동수단 213a:바퀴
213b:롤러 213c:볼캐스터
213d: 무한궤도 213e: 메카넘휠
220: 지지대
230: 상단부 231:제2 구동모터
232: 권취부
300: 세척부 310: 세척 수단
310a: 솔 브러쉬
320: 고정부 330: 제2 센서부
330a: 스위치 330b: 적외선 센서
330c: 초음파 센서 330d: GPS
340: 제3 구동모터
400: 와이어 400a: 로프
400b: 체인

Claims (9)

  1. 태양광 패널 청소기에 있어서,
    상기 패널의 외부면을 세척하는 세척부(300)와,
    태양광 패널의 상부에서 상기 세척부를 이동 시키는 이동부(200)와,
    상기 이동부와 상기 세척부를 연결하는 연결부재(400),
    로 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이동부는 태양광 패널의 이탈방지 목적을 위한 요입부(210)와 요입부에 하단에 결합된 지지대(220), 요입부 상단에 결합된 상단부(230)를 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 이동부는 태양광 패널에 이동부를 결속시키는 요입부(210) 일측에 위치신호를 받는 센서부(211) 가 구성되어 있고, 요입부(210) 내부에 이동수단(213)이 결합된 제1구동모터(212) 가 구성되어 있고, 상기 상단부(230)에 연결부재(400)가 장착되어 제2구동모터(231) 가 결합된 권취부(232)로 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 세척부(300)는 상기 연결부재를 고정하는 고정부(320)와, 위치 신호를 받아 낙차방지 하는 제2 센서부(330)와, 세척을 하는 세척수단을 결합한 제3 구동모터(340)로 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소기.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 요입부(210)의 요입 홈이 상기 패널 상단부의 형상에 대응되어 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소기.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 이동부(200)의 이동수단(213)이 바퀴(213a), 룰러(213b), 볼캐스터(213c), 무한궤도(213d), 메카넘휠(213e) 군 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재가 와이어(400), 로프(400a), 체인(400b) 군 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소기.
  8. 제 3항, 4항에 있어서,
    상기 낙차방지를 목적으로 하는 센서부(211)와 제2 센서부(330)는 스위치(211a), 적외선 센서(211b), 초음파 센서(211c), GPS(211d) 군 중에서 선택된 어느 하나인 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소기.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 세척부(300)양단에 복수개의 세척수단(310)이 솔 브러쉬(310a)를 구비하여 태양광 패널을 세척하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소기.
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