KR20190099740A

KR20190099740A - 태양광 패널 자동 청소 장치

Info

Publication number: KR20190099740A
Application number: KR1020180019562A
Authority: KR
Inventors: 강건민
Original assignee: 주식회사 더블유피; 강건민
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2019-08-28

Abstract

개시된 본 발명에 따른 태양광 패널 자동 청소 장치는 복수의 태양광 패널(10)을 자동으로 청소하기 위한 것으로써, 복수의 태양광 패널(10)의 외곽을 감싸도록 설치되는 레일(20)과, 레일(20)을 따라 이동하면서 상기 태양광 패널(10)을 자동으로 청소하는 청소 로봇(100)을 포함한다. 청소 로봇(100)은 레일(20) 상부에 위치하며 상기 레일(20)을 따라 가로방향으로 이동하고, 가로 프레임(112)과 세로 프레임(114)을 구비하는 프레임 유닛(110)과, 프레임 유닛(110)에 안착되게 설치되며 상기 프레임 유닛(110)을 따라 세로방향으로 이동하여 상기 태양광 패널(10)을 청소하는 브러쉬 유닛(120)과, 브러쉬 유닛(120)의 브러쉬(122)를 구동하기 위한 브러쉬 구동모터와, 상기 브러쉬 유닛(120)을 세로방향으로 이동시키기 위한 상하 구동모터와, 상기 프레임 유닛(110)을 가로방향으로 이동시키기 위한 좌우 구동모터를 포함하는 모터 유닛 및 프레임 유닛(110) 또는 브러쉬 유닛(120)에 적어도 하나 이상 설치되어 태양광 패널(10)에 물을 분사시키는 분사 노즐(150)을 포함한다.청소 로봇(100)은 복수의 태양광 패널 중 일측 가장자리의 태양광 패널에서 청소를 시작하여 순차적으로 타측으로 이동하여 타측 가장자리의 태양광 패널까지 청소를 수행하며, 하나의 태양광 패널 청소 시 상단 또는 하단에서 시작하여 설정된 횟수로 상하 이동하여 청소를 수행한다.

Description

태양광 패널 자동 청소 장치{AUTOMATIC CLEANING APPARATUS FOR SOLAR CELL PANEL}

본 발명은 태양광 패널을 자동으로 청소할 수 있는 태양광 패널 자동 청소 장치에 관한 것이다.

최근 각광 받고 있는 신재생 에너지에 대한 관심 증가에 따라 시스템 구조가 단순하여 유지 보수가 간단하고 수명이 20년 내지 30년 정도로 긴 태양광 발전 시스템의 수요가 증가하고 있다. 태양광 발전은 화석연료 등의 기존 에너지원과 달리 지구 온난화를 유발하는 온실가스 배출, 소음, 환경파괴 등의 위험성이 없는 청정 에너지원이며 고갈의 염려도 없고, 또한 여타 풍력이나 해수력과 달리 설치가 자유롭고 유지비용이 저렴하다는 장점이 있다.

하지만 태양광 모듈은 태양광 패널에 황사, 악천후 등의 기상현상 등에 의해 오물이 쉽게 쌓일 수 있다는 단점을 갖는데, 태양광 패널에 오물이 쌓일 경우 태양광 패널은 광흡수율이 현저히 떨어지고 결과적으로 발전 효율이 저하되는 문제점이 발생한다. 또한 비나 눈 등이 태양광 패널에 내릴 경우 발전효율의 저하가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 오물, 눈, 비 등으로 인한 발전효율의 저하를 방지하기 위해서 태양광 패널을 주기적으로 청소할 필요가 있다.

한편 넓은 면적에 많은 수로 설치되는 태양광 패널을 일일이 수작업으로 세척하는 것은 많은 시간과 인력을 필요로 한다. 또한 태양광 패널 특성상 높은 위치에 설치되어 있어 작업자의 안전성 확보를 담보하기 어렵고 태양광 패널의 파손 피해가 우려된다. 따라서 자동으로 태양광 패널을 청소하는 기술이 최근 들어 관심받고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1822307호(2018.01.19. 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1768113호(2017.08.08. 등록)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로써, 태양광 패널을 쉽고 빠르게 자동으로 청소할 수 있도록 하는 태양광 패널 자동 청소 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 패널 자동 청소 장치는, 복수의 태양광 패널(10)의 외곽을 감싸도록 설치되는 레일(20)과, 상기 레일(20)을 따라 이동하면서 상기 태양광 패널(10)을 자동으로 청소하는 청소 로봇(100)을 포함한다. 상기 청소 로봇(100)은 상기 레일(20) 상부에 위치하며 상기 레일(20)을 따라 가로방향으로 이동하고, 가로 프레임(112)과 세로 프레임(114)을 구비하는 프레임 유닛(110); 상기 프레임 유닛(110)에 안착되게 설치되며 상기 프레임 유닛(110)을 따라 세로방향으로 이동하여 상기 태양광 패널(10)을 청소하는 브러쉬 유닛(120); 상기 브러쉬 유닛(120)의 브러쉬(122)를 구동하기 위한 브러쉬 구동모터와, 상기 브러쉬 유닛(120)을 세로방향으로 이동시키기 위한 상하 구동모터와, 상기 프레임 유닛(110)을 가로방향으로 이동시키기 위한 좌우 구동모터를 포함하는 모터 유닛; 상기 프레임 유닛(110)과 브러쉬 유닛(120)에 설치되어 상기 모터 유닛의 구동에 의해 상기 레일(20)과 세로 프레임(114)을 따라 이동하는 바퀴 유닛(140); 상기 프레임 유닛(110) 또는 브러쉬 유닛(120)에 적어도 하나 이상 설치되어 태양광 패널(10)에 물을 분사시키는 분사 노즐(150); 상기 프레임 유닛(110) 또는 브러쉬 유닛(120)에 설치되며, 청소 로봇의 이탈을 방지하도록 위치를 감지하는 이탈방지 센서와 우천시 동작을 위한 레인 감지 센서를 포함하는 센서 유닛; 상기 청소 로봇(100)에 전원을 공급하는 충전 배터리; 및, 상기 프레임 유닛(110), 브러쉬 유닛(120), 모터 유닛(), 바퀴 유닛(140), 분사 노즐(150), 센서 유닛 및 충전 배터리의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 청소 로봇(100)이 복수의 태양광 패널 중 일측 가장자리의 태양광 패널에서 청소를 시작하여 순차적으로 타측으로 이동하여 타측 가장자리의 태양광 패널까지 청소를 수행하며, 하나의 태양광 패널 청소 시 상단 또는 하단에서 시작하여 설정된 횟수로 상하 이동하여 청소를 수행한다.

본 발명에 의하면 태양광 패널을 쉽고 빠르게 자동으로 청소할 수 있어 작업성 및 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널 자동 청소 장치의 사시도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널 자동 청소 장치의 단면도,
도 4 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널 자동 청소 장치의 동작을 단계적으로 설명하는 도면이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널 자동 청소 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널 자동 청소 장치()는 복수의 태양광 패널(10)을 자동으로 청소하기 위한 것으로써, 복수의 태양광 패널(10)의 외곽을 감싸도록 설치되는 레일(20)과, 레일(20)을 따라 이동하면서 태양광 패널(10)을 자동으로 청소하는 청소 로봇(100)을 포함한다.

태양광 패널(10)은 보통 복수개의 태양광 패널(11,12,13)이 하나의 모듈로 설치되며, 태양광 시스템이 설치되는 위치에서 이러한 태양광 모듈이 복수개 설치된다. 한편, 복수의 태양광 패널(11,12,13)을 구비하는 하나의 태양광 모듈에는 태양광 모듈의 외곽을 감싸도록 레일(20)이 설치되며, 청소 로봇(100)은 상기 레일(20)을 따라 이동하면서 태양광 패널을 자동으로 청소하게 된다.

청소 로봇(100)은 프레임 유닛(110), 브러쉬 유닛(120), 모터 유닛(), 바퀴 유닛(140), 분사 노즐(150), 센서 유닛(), 충전 배터리 및 제어부를 포함한다.

프레임 유닛(110)은 청소 로봇(100)의 몸체 역할을 하는 것으로써 레일(20)을 따라 가로방향으로 이동 가능하도록 레일(20) 상부에 위치한다. 프레임 유닛(110)은 가로 프레임(112)과 세로 프레임(114)을 구비한다.

브러쉬 유닛(120)은 프레임 유닛(110)에 안착되게 설치되며 프레임 유닛(110)을 따라 세로방향으로 이동하면서 태양광 패널(10)을 청소한다. 브러쉬 유닛(120)은 태양광 패널을 청소하는 한 쌍의 브러쉬(122)와, 브러쉬(122)가 지지되게 설치되며 프레임 유닛(110)을 따라 이동하는 브러쉬 지지프레임(124)을 포함한다.

모터 유닛은 브러쉬 유닛(120)의 브러쉬(122)를 구동하기 위한 브러쉬 구동모터와, 브러쉬 유닛(120)을 세로방향으로 이동시키기 위한 상하 구동모터 및 프레임 유닛(110)을 가로방향으로 이동시키기 위한 좌우 구동모터를 포함한다.

바퀴 유닛(140)은 모터 유닛의 구동에 의해 구동하며, 프레임 유닛(110)의 하부에 설치되어 레일(20)을 따라 이동하는 좌우 이동바퀴(144)와, 브러쉬 유닛(120)의 하부에 설치되어 프레임 유닛(110)의 세로 프레임(114)을 따라 이동하는 좌우 이동바퀴(144)를 포함한다.

분사 노즐(150)은 프레임 유닛(110) 또는 브러쉬 유닛(120)에 적어도 하나 이상 설치되어 태양광 패널(10)에 물을 분사시킨다.

센서 유닛은 프레임 유닛(110) 또는 브러쉬 유닛(120) 등에 설치되어 청소 로봇의 각종 동작 등을 감지하는데, 구체적으로 청소 로봇의 이탈을 방지하도록 위치를 감지하는 이탈방지 센서와 우천시 동작을 위한 레인 감지 센서 등 다양한 센서를 포함할 수 있다.

충전 배터리는 청소 로봇(100)에 전원을 공급한다. 충전 배터리는 별도의 전원 공급원으로부터 전원을 공급받거나 또는 태양광 모듈로부터 전원을 공급받을 수 있다.

제어부는 청소 로봇(100)의 각 구성요소 즉 프레임 유닛(110), 브러쉬 유닛(120), 모터 유닛, 바퀴 유닛(140), 분사 노즐(150), 센서 유닛 및 충전 배터리의 동작을 제어한다.

한편 제어부는 청소 로봇(100)이 복수의 태양광 패널 중 일측 가장자리의 태양광 패널에서 청소를 시작하여 순차적으로 타측으로 이동하여 타측 가장자리의 태양광 패널까지 청소를 수행하며, 하나의 태양광 패널 청소 시 상단 또는 하단에서 시작하여 설정된 횟수로 상하 이동하여 청소를 수행하도록 한다.

이하 도 4 내지 도 10을 참조하며, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널 자동 청소 장치의 동작을 구체적으로 설명하기로 한다. 본 실시예에서는 하나의 태양광 모듈은 총 3개의 태양광 패널(11,12,13)로 구성되는 것으로 예시한다.

도 4와 같이 청소 로봇(100)은 복수의 태양광 패널 중 일측(우측) 가장자리 옆에서 시작하는데, 이곳을 원점(출발점)이라 칭하고 원점에 먼저 위치한다.

그 후 좌측의 태양광 패널로 한 단 위치이동하여 복수의 태양광 패널 중 일측(우측)의 첫번째 태양광 패널(11)로 이동한 후 멈춘다.

그 후 청소 로봇(100)의 브러쉬 유닛(120)은 상하 이동하게 되는데, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 순차적으로 상하 이동하면서 브러쉬(122)가 구동하여 태양광 패널(11)을 청소하게 된다. 브러쉬(122) 구동시 분사 노즐(150)도 구동하여 태양광 패널에 물을 분사하게 된다. 브러쉬 유닛(120)의 상하 이동은 설정된 횟수에 따라 반복적으로 수행될 수 있다.

하나의 태양광 패널의 청소가 끝나면 해당 태양광 패널의 하부에 위치한 후, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)은 좌측으로 순차적으로 이동하여 인접한 태양광 패널(12, 13)을 위 순서대로 청소하게 된다, 즉 좌측으로 한 단 이동 후 청소 로봇(100)은 일단 멈춘 후 브러쉬 유닛(120)이 아래서부터 위로 이동하면서 청소를 상하 반복적으로 수행한 후 맨 하부에 위치하게 된다. 좌측 마지막 태양광 패널(13)의 청소가 완료되면 우측의 원점(출발점)이로 이동하여 다음 동작 명령이 있을때까지 대기하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10. 태양광 패널 20. 레일
100. 청소 로봇 112. 가로 프레임
114. 세로 프레임 120. 브러쉬 유닛
122. 브러쉬 124. 브러쉬 지지프레임
140. 바퀴 유닛 150. 분사 노즐

Claims

복수의 태양광 패널(10)을 자동으로 청소하기 위한 것으로써, 상기 복수의 태양광 패널(10)의 외곽을 감싸도록 설치되는 레일(20)과, 상기 레일(20)을 따라 이동하면서 상기 태양광 패널(10)을 자동으로 청소하는 청소 로봇(100)을 포함하는 태양광 패널 자동 청소 장치에 있어서,
상기 청소 로봇(100)은,
상기 레일(20) 상부에 위치하며 상기 레일(20)을 따라 가로방향으로 이동하고, 가로 프레임(112)과 세로 프레임(114)을 구비하는 프레임 유닛(110);
상기 프레임 유닛(110)에 안착되게 설치되며 상기 프레임 유닛(110)을 따라 세로방향으로 이동하여 상기 태양광 패널(10)을 청소하는 브러쉬 유닛(120);
상기 브러쉬 유닛(120)의 브러쉬(122)를 구동하기 위한 브러쉬 구동모터와, 상기 브러쉬 유닛(120)을 세로방향으로 이동시키기 위한 상하 구동모터와, 상기 프레임 유닛(110)을 가로방향으로 이동시키기 위한 좌우 구동모터를 포함하는 모터 유닛;
상기 프레임 유닛(110)과 브러쉬 유닛(120)에 설치되어 상기 모터 유닛의 구동에 의해 상기 레일(20)과 세로 프레임(114)을 따라 이동하는 바퀴 유닛(140);
상기 프레임 유닛(110) 또는 브러쉬 유닛(120)에 적어도 하나 이상 설치되어 태양광 패널(10)에 물을 분사시키는 분사 노즐(150);
상기 프레임 유닛(110) 또는 브러쉬 유닛(120)에 설치되며, 청소 로봇의 이탈을 방지하도록 위치를 감지하는 이탈방지 센서와 우천시 동작을 위한 레인 감지 센서를 포함하는 센서 유닛;
상기 청소 로봇(100)에 전원을 공급하는 충전 배터리; 및,
상기 프레임 유닛(110), 브러쉬 유닛(120), 모터 유닛(), 바퀴 유닛(140), 분사 노즐(150), 센서 유닛 및 충전 배터리의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 청소 로봇(100)이 복수의 태양광 패널 중 일측 가장자리의 태양광 패널에서 청소를 시작하여 순차적으로 타측으로 이동하여 타측 가장자리의 태양광 패널까지 청소를 수행하며, 하나의 태양광 패널 청소 시 상단 또는 하단에서 시작하여 설정된 횟수로 상하 이동하여 청소를 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 자동 청소 장치.