WO2004091816A1 - Cleaning arrangement for photovoltaic generators and solar collectors - Google Patents

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WO2004091816A1
WO2004091816A1 PCT/DE2004/000778 DE2004000778W WO2004091816A1 WO 2004091816 A1 WO2004091816 A1 WO 2004091816A1 DE 2004000778 W DE2004000778 W DE 2004000778W WO 2004091816 A1 WO2004091816 A1 WO 2004091816A1
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guide rails
brush roller
brush
cleaning
cleaning system
Prior art date
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PCT/DE2004/000778
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German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer Rudischer
Frank Prastka
Original Assignee
Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH
K-Metall Gmbh
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    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00Working measures on existing buildings
    • E04G23/002Arrangements for cleaning building facades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00Cleaning by methods involving the use of tools, brushes, or analogous members
    • B08B1/008Cleaning by methods involving the use of tools, brushes, or analogous members using translating operative members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

The invention relates to a cleaning arrangement for photovoltaic generators and flat concentrating solar collectors. Said cleaning arrangement can be used, particularly, in arid and semi-arid zones. The aim of the invention is to produce the simplest, most economical, robust, waterproof and transportable configuration which can eliminate dust and sand particles or layers affecting the functional reliability of said generators and collectors. The invention is characterised in that a brush cylinder (6) is automatically displaced along two toothed guide rails (4) and the brush cylinder (6) is rotationally displaced by means of a drive unit (5) in order to clean the generators and panels. Said drive unit engages in one of the provided drive gears (3) and the rotational movement of the brush cylinders (6) by the drive gears (3) into a parallel displacement movement is converted along the toothed guide rails (4).

Description

       

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  Abreinigungsanlage für   Photovoltaik-Generatoren   und   Sonnenkollektoren   [001] Die Erfindung betrifft eine Abreinigungsanlage mit zylinderförmigen Bürstenwalzen für   Photovoltaik-Generatoren   und   Sonnenkollektoren.   



  [002] Vor allem in Ländern mit viel Sonnenschein wird in zunehmendem Masse   solare   Energie genutzt, insbesondere wenn eine Anbindung an ein elektrisches Netz nicht vorhanden ist oder nicht sinnvoll erscheint oder ein Wunsch nach einer autarken Energieversorgungseinrichtungen besteht. 



  [003] Die Energieeffektivität eines Photovoltaik-Generators wird massgeblich durch Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung bestimmt. Der Ertrag eines solchen Generators wird aber auch nachhaltig durch die Reinheit der Photovoltaik-Module wesentlich beeinflusst. Die Erfindung bietet für die Sauberhaltung der Module, namentlich wenn sie in ariden oder   halbariden   Zonen eingesetzt werden, eine Lösung, die sich durch hohe Praxistauglichkeit auszeichnet. 



  [004] Da die Reinigung von glatten Flächen, z. B. an   Glasdächern,   Gewächshäusern, Fassaden oder dergleichen, ein allgemeines Problem ist, ist hierfür eine Vielzahl unterschiedlichster, vorzugsweise nassreinigender Anlagen bekannt. 



  [005] So beschreibt z. B. DE 196 53 697 C1 eine Vorrichtung zum Reinigen von gro- ssen Flächen, insbesondere Gebäudeverglasungen, eine drehend angeordnete Bürstenwalze und eine Halteeinrichtung, die eine Verlagerungsbewegung des Bürstenschlittens über die zu reinigende Fläche ermöglicht. Die Bürstenwalze wird im Reinigungsbetrieb derart drehend angetrieben, dass sie durch Eingriff mit der zu reinigenden Fläche eine in Vorschubrichtung auf den   Bürstenschlitten   wirkende Kraft erzeugt. Die Vorrichtung kann durch Zug an flexible Haltestangen oder Seilen-ähnlich einem Lenkdrachen-über die zu reinigende Fläche gleitend verfahren werden. 



  [006] Für diese Konstruktion sind mindestens zwei Antriebe erforderlich, ein Antrieb für die Drehbewegung der Bürstenwalze und mindestens ein Antrieb zur gleitenden Veränderung der Position der Bürstenwalze. Die Vorrichtung besitzt keine Führungs- 

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 schienen. Sie liegt nur durch die Schwerkraft auf der zu reinigenden Fläche auf und könnte beispielsweise mit Hilfe eines Autokrans über die Fläche verfahren werden. 



  DE 3 445 432 beschreibt ein ähnliches Prinzip. Ein Einsatz dieser Vorrichtungen bei sturmartigen Windböen erscheint nicht möglich. 



  [007] Das Gebrauchsmuster DE-GM 18 69 097 beschreibt einen selbsttätigen Schrubber für Gewächshäuser ; demgemäss wird eine drehend angetriebene Walzenbürste in einem Rahmen gehaltert, der motorisch angetrieben über die zu reinigende Glasfläche verfahren wird. Dazu ist der Rahmen verfahrbar an einer Schiene   gehal-   tert, die sich an Führungsschienen abgestützt quer über die zu reinigende Fläche bewegen kann. Der Rahmen wird mittels Seilzug entlang der Führungsschienen bewegt. Dies geschieht durch einen weiteren Antrieb oder per Hand. 



  [008] Ein Seilzug ist im Hinblick auf die erforderliche Gleitschmierung und das geforderte Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung-hohe Staub-und Sandbelastung und daraus folgend salzhaltige harte Schmutzkrusten-für die sichere Funktionsfähigkeit problematisch. 



  [009] Aus EP 05 38 521 B1 ist eine Vorrichtung zur Reinigung von Fensterflächen mit einer rotierenden Bürstenwalze, die durch Halterungen auf Schienen verfahrbar angebracht ist, bekannt. Die Bürstenwalze ist teleskopartig verlängerbar ; die Verfahrbewegung der Halterungen ist asynchron, so dass die Bürstenwalze auch nichtrechteckförmige Flächen überstreichen kann. Aus dem Ziel dieser Konstruktion ergeben sich neben dem Antrieb für die Bürstenwalze auch notwendigerweise mindestens zwei Stepper-Motoren für eine Verfahrbewegung der Bürstenwalze. 



  [010] Aus England (GB 1 344 783) ist ebenso eine Vorrichtung mit einem Antrieb für die Bürstenwalze und einem Antrieb für deren Verfahrbewegung bekannt. 



    [011]   Des weiteren beschreibt das Patent GB 1 154 983 eine selbstfahrende Vorrichtung zur Reinigung von Fenstern oder Wandflächen, welche in fest verankerte Laufschienen geklemmt ist, und mit diesen Laufrädern eine Verfahrbewegung durchführt. 

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    [012]   Zur Überwindung der Schwerkraft und für eine Verfahrbewegung sind des weiteren auch'Vorrichtungen mit Saugnäpfen (EP 05 05 956) oder Magneten (DE 27 37 619) bekannt. 



    [013]   Eine Vorrichtung mit scheibenförmigen Bürsten kann schon wegen der erhöhten Komplexität einer derartigen Konstruktion für die benannte automatisierte Anwendung nicht in Betracht gezogen werden. Zudem erscheint das Ergebnis der Reinigung in einem klimatisch anspruchsvollen Einsatzgebiet nicht vorteilhaft. Schliesslich bieten auch komplexere Vorrichtungen mit Sprühdüsen, Wischern, Ventilatoren oder dergleichen ebenso wie Vorrichtungen mit einem hydraulischen Antrieb keine verwertbaren Anregungen zur photovoltaik-technischen Applikation. 



  [014] Die bekannten Vorrichtungen weisen durchgängig mehr als eine Antriebseinheit   auf ;   vielfach sind sie durch Seile oder flexible Gestänge nicht sturmsicher, oder liegen oftmals nur durch Schwerkraft auf der zu reinigenden Oberfläche auf. Der Umstand, dass in einem klimatisch anspruchsvollen Einsatzgebiet die zu reinigende Fläche stark verschmutzt sein wird und im weiteren die Vorrichtung selbst einer hohen Schmutzbelastung ausgesetzt ist, die ihre Betriebssicherheit und Betriebsfähigkeit nicht gefährden darf, wird durch den Stand der Technik nicht anforderungsgerecht gelöst. 



    [015]   Es gilt auch zu beachten, dass es im bevorzugten Einsatzgebiet nicht nur an Regenfall fehlt, der einen Teil der Reinigung auf natürliche Weise übernimmt, es fehlt auch an Brauchwasser und Wasser generell, mit dem eine Reinigung zumindest unterstützend vorgenommen werden könnte. 



    [016] In   Wüsten, Halbwüsten oder Steppen ist neben der allgemeinen Trockenheit insbesondere mit äusserst kleinen, aber auch grösseren geklumpten Staubteilchen bis zu einer Korngrösse von mehreren Millimetern zu rechnen. Überdies ist der Staub und Sand häufig leicht salzhaltig. Der Salzgehalt des Staubes erscheint auf den ersten Blick unverdächtig, Salze sind aber generell hygroskopisch und ziehen Wasser an. 



  Während der Nacht kühlt es in den genannten Regionen ab und es kommt zu einer   Taubildung.   Die Luftfeuchtigkeit kondensiert auf den Photovoltaikmodulen, und der Tau löst die eingelagerten Salzkristalle, die sich mit dem vorhandenen Körnchen- 

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 staub zu einer Schicht verbindet. Bei steigenden Temperaturen nach Tagesanbruch bilden die Schmutzteilchen mehr oder weniger homogene Schichten. Bei starkem Wind wird zusätzlich Sand und Staub auf die eventuell taufeuchte Schmutzschicht aufgeblasen, so dass Verklumpungen und Aushärtung der Staub-und   Sandpartikel   zu Korngrössen von mehreren Millimetern nicht ungewöhnlich sind. 



    [017]   Gerade mit einer solchen Verschmutzung sinkt der Wirkungsgrad der Photovoltaik-Anlage wesentlich. 



  [018] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, insbesondere soll eine Abreinigungsvorrichtung für eine trokkene mechanische Abreinigung von Photovoltaik-Generatoren und ebenen Sonnenkollektoren sowie den Spiegel konzentrierender Systeme vorgeschlagen werden, die sich durch eine möglichst einfache, kostengünstige, robuste, wetterfeste und transportable Ausführung, die funktionssicher insbesondere in klimatisch problematischen Gebieten zum Einsatz kommen kann, auszeichnet. 



  [019] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmässige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2-6. 



  [020] Nach Massgabe der Erfindung löst eine rotierende, zylinderförmige   Bürstenwal-   ze durch eine Drehbewegung eine entstandene Schmutzschicht von einem Photo-   voltaik-Generator   infolge mechanischer Krafteinwirkung ab, nimmt die Schmutzteilchen auf und streift sie an einer Kante wieder ab. Die Bürstenwalze wird dabei über den gesamten Bereich des   Photovoltaik-Generators   verschoben. 



  [021] Erfindungsgemäss ist die Reinigungsanlage mit nur einer Antriebseinheit ausgestattet. Dieser Antrieb übernimmt sowohl die Verfahrbewegung der Bürstenwalzen, also das Verschieben der Bürstenwalzen entlang der Führungsschienen, als auch das Drehen der Bürstenwalzen, also die eigentliche Reinigungsarbeit. 



  [022] Die Bürstenwalze verfügt an ihren beiden axialen Enden jeweils über ein Getriebe. Mit diesen Getrieben wird die Drehbewegung   der Walzenbürste   in eine Ver- 

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 fahrbewegung   der Walzenbürste   umgeformt. Es können auch mehrere Bürstenwalzen zu einer Bauteilgruppe zusammengefasst sein, so dass diese gemeinsam in das Getriebe eingreifen. 



  [023] Das Getriebe seinerseits greift in eine Führungsschiene mit einer Zahnbahn, die sich vorzugsweise im unteren, dem   Photovoltaik-Generator   zugewandten Bereich der Führungsschiene befindet, ein. Von oben her ist ein Abgleiten der Getriebe durch eine Laufwalze abgesichert. Die Führungsschiene besteht vorzugsweise aus Leichtmetallprofilen, die in mehrere klappbare Segmente unterteilt sein kann. Eine solche Segmentierung bietet sich vor allem dann an, wenn die Abreinigungsanlage an einer transportablen Kompaktanlage, etwa einer solaren Eiserzeugungs-oder Milchkühlunit verwendet wird, aber auch bei stationären Photovoltaikflächensystemen. 



  [024] Der Erfindung liegt im weiteren der Gedanke zugrunde, dass die Verfahrbewegung der Bürstenwalze in jedem Fall parallel erfolgen muss, da bedingt dadurch, dass ein Photovoltaik-Generator meist aus mehreren, üblicherweise in überstehenden Rahmen gefassten Solar-Modulflächen zusammengesetzt ist, ansonsten keine effiziente Reinigung mit dem angestrebten minimierten Aufwand möglich ist. 



  [025] Selbst bei Modulplatten ohne Berandung erweist sich ein paralleles Verschieben der Bürstenwalzen als sehr vorteilhaft, da sich so auch der Reibungswiderstand verringert und infolge dessen die erforderliche Gesamtleistung des Antriebs verringert. Dies ist ein sehr wesentlicher Effekt, da etwa Dreiviertel der aufzubringenden Antriebsleistung für die Bewegung   der Walzenbürste   eingesetzt werden muss. Erfindungsgemäss ist vorgeschlagen, dass die Energieversorgung des elektromotorischen Antriebes durch einen Photovoltaik-Generator bereitgestellt wird, im einfachsten Fall durch jenen Generator, den es zu reinigen gilt. 



  [026] Die rotierende Bürstenwalze löst die entstandene Schmutzschicht durch mechanische Krafteinwirkung und nimmt die Schmutzteilchen auf. Eine Schutzabdekkung der Bürstenwalze übernimmt dabei die Aufgabe, die aufgenommenen Schmutzteilchen von der Bürstenwalze abzustreifen. Im einfachsten Fall ist vorgesehen, dass die Schutzabdeckung an ihrer Unterseite mit zwei   Blechkanten   in den Bereich der Borsten eingreift und eine Kammer bildet, welche den Schmutz aufnimmt. 

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  Eine Blechkante ist klappbar ausgebildet, um den Schmutz wieder entfernen zu können. Dies geschieht vorzugsweise in einer Parkposition der Bürstenwalze nach einem Reinigungsdurchlauf, und wird durch einen Mechanismus, z. B. einen Federmechanismus, ausgelöst. 



  [027] Die Drehrichtung der Bürstenwalze wird bevorzugt entgegengesetzt zu ihrer Verschiebungsbewegung gewählt, damit sicht die Relativgeschwindigkeit der Borsten gegenüber der zu reinigenden Oberfläche erhöht. 



  [028] Ausserhalb der Betriebsphase ruht die Bürstenwalze dort, wo sie praktisch keinen Schatten auf den Photovoltaik-Generator wirft. 



  [029] Die robuste, sturmsichere Abreinigungsanlage gemäss der Erfindung gestattet auch eine automatische Steuerung der Anlage, wie sie einfach durch eine feste Zeitschaltung und/oder Umkehrschaltung realisierbar ist. Ungeachtet der herrschenden Wetter-und Windsituation kann die Abreinigungsanlage selbständig, unbeaufsichtigt, und mit hoher Betriebssicherheit einen Reinigungsdurchlauf starten. 



  [030] Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierzu zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Abreinigungsanlage, aufgesetzt auf einem Photovoltaik-Generator Fig. 2 eine Seitenansicht der Abreinigungsanlage und Fig. 3 ein seitliches Schnittbild durch das Schutzgehäuse der Anlage. 



  [031] Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. 



  [032] Der Photovoltaik-Generator besteht aus zwei Solarmodulflächen 1, die von einem Solarmodulrahmen 2 berandet sind. Des weiteren sind die Fahrgetriebe 3, die Führungsschienen 4, die Antriebseinheit 5 und die Bürstenwalze 6 mit innenliegender Bürstenwelle 7 gezeigt. Die Bürstenwalze 6 ist in einem Schutzgehäuse 8 mit   Abstreiffunktion   eingelagert. Die gezeigte einfache Ausführung besteht nur aus einer Bürstenwalze. 

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  [033] An die Trägerkonstruktion der   Solarmodulrahmen   2 ist seitlich je eine, aus Aluminiumprofilen bestehende, Führungsschiene 4 angebracht. Der Bereich der Bürstenwalze 6, welcher nicht über die Rahmen 2 der Solarmodulflächen 1 streicht, ist in der Figur strichpunktiert dargestellt. In einem solchen Bereich sind die Borsten der Bürstenwalze 6 etwas kürzer oder (wie in Fig. 1 dargestellt) nicht vorhanden, insbesondere da die Berandung der Solarmodulflächen 1 häufig nicht plan und eben ist. 



  Entlang der Führungsschiene 4 wird die Bürstenwalze 6 bei einem Reinigungsschritt - aus Sicht dieser Schemadarstellung-vertikal von oben nach unten und wieder zurück in die Parkposition verfahren. Die Führungsschienen 4 bestehen aus mehreren klappbaren Segmenten. Am unteren und oberen Ende der Führungsschiene 4 befindet sich ein mechanischer Auslöser 14 für die Richtungsumkehrung der Bürstenwelle 7, der gleichzeitig die Auslösefunktion für die Entleerungseinrichtung 13 realisiert. 



  Eine Energiekette (nicht dargestellt) für die Stromübertragung zur Antriebseinheit 5 ist sturm-und wetterfest ausgelegt. 



  [034] Aus Fig. 2 sind die Antriebseinheit 5, die   Bürstenwelle   7, die Führungsschiene 4 mit Zahnbahn 9, das Fahrgetriebe 3, die Zahnradkombination 10 und der Zahnriemen 11 ersichtlich. 



  [035] Diese Darstellung verdeutlicht, wie mit der Antriebseinheit 5 eine Drehbewegung der Bürstenwalze, hier veranschaulicht durch die   Bürstenwelle   7, in eine Verfahrbewegung der Bürstenwalze umgeformt wird. Die Antriebseinheit greift in das Fahrgetriebe 3 ein und bewirkt die Drehbewegung der   Bürstenwelle   7. 



  [036] Schliesslich zeigt Fig. 3 ein seitliches Schnittbild durch das Schutzgehäuse 8 mit der Bürstenwalze und zwei Abstreifkanten 12, die eine Kammer für die aufgefangenen Schmutzteilchen bilden. Die Entleerung 13 wird durch Kippen geöffnet, so dass die Schmutzteilchen wieder herausfallen. Im einfachsten Falle geschieht dies in der Parkposition und wird beispielgebend durch einen Feder-und Hebelmechanismus (hier nicht dargestellt) ausgelöst. 

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  Bezugszeichenliste 1 Solarmodulflächen 2 Solarmodulrahmen 3 Fahrgetriebe 4 Führungsschiene 5 Antriebseinheit 6 Bürstenwalze 7   Bürstenwelle   8 Schutzgehäuse 9 Zahnbahn 10 Zahnradkombination 11 Zahnriemen 12 Abstreifer 13 Entleerungseinrichtung 14 Auslöser



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  Cleaning system for photovoltaic generators and solar collectors The invention relates to a cleaning system with cylindrical brush rollers for photovoltaic generators and solar collectors.



  Especially in countries with a lot of sunshine, solar energy is being used to an increasing extent, especially if there is no connection to an electrical network or does not seem to make sense, or if there is a desire for self-sufficient energy supply facilities.



  [003] The energy effectiveness of a photovoltaic generator is largely determined by the duration and intensity of the solar radiation. The yield of such a generator is also significantly influenced by the purity of the photovoltaic modules. The invention offers a solution for keeping the modules clean, especially if they are used in arid or semi-arid zones, which is characterized by its high practical suitability.



  Since the cleaning of smooth surfaces, for. B. on glass roofs, greenhouses, facades or the like, a general problem, a variety of different, preferably wet cleaning systems is known for this.



  For example,. B. DE 196 53 697 C1 a device for cleaning large areas, in particular building glazing, a rotating brush roller and a holding device that enables a displacement movement of the brush carriage over the surface to be cleaned. The brush roller is driven in rotation in the cleaning operation in such a way that it engages with the surface to be cleaned and generates a force acting on the brush slide in the feed direction. The device can be moved over the surface to be cleaned by pulling on flexible handrails or ropes - similar to a stunt kite.



  For this construction, at least two drives are required, a drive for the rotary movement of the brush roller and at least one drive for slidingly changing the position of the brush roller. The device has no guide

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 rails. It only lies on the surface to be cleaned by gravity and could be moved over the surface with the help of a mobile crane, for example.



  DE 3 445 432 describes a similar principle. Use of these devices in stormy gusts does not appear possible.



  The utility model DE-GM 18 69 097 describes an automatic scrubber for greenhouses; accordingly, a rotatingly driven roller brush is held in a frame which is driven by a motor over the glass surface to be cleaned. For this purpose, the frame is movably supported on a rail which, supported on guide rails, can move across the surface to be cleaned. The frame is moved along the guide rails by means of a cable. This is done by another drive or by hand.



  A cable pull is problematic in terms of the required sliding lubrication and the required field of application of the present invention - high dust and sand pollution and consequently salty hard dirt crusts - for reliable functionality.



  [009] From EP 05 38 521 B1 a device for cleaning window surfaces with a rotating brush roller, which is mounted so that it can be moved on rails, is known. The brush roller can be extended telescopically; the movement of the brackets is asynchronous, so that the brush roller can also cover non-rectangular surfaces. In addition to the drive for the brush roller, the goal of this construction also necessarily results in at least two stepper motors for a movement of the brush roller.



  From England (GB 1 344 783) a device with a drive for the brush roller and a drive for its movement is also known.



    [011] Furthermore, patent GB 1 154 983 describes a self-propelled device for cleaning windows or wall surfaces, which is clamped in firmly anchored running rails and carries out a traversing movement with these running wheels.

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    [012] To overcome gravity and for a movement, devices with suction cups (EP 05 05 956) or magnets (DE 27 37 619) are also known.



    A device with disk-shaped brushes cannot be considered for the named automated application because of the increased complexity of such a construction. In addition, the result of cleaning in a climatically demanding application area does not appear to be advantageous. Finally, even more complex devices with spray nozzles, wipers, fans or the like, as well as devices with a hydraulic drive, do not offer any useful suggestions for photovoltaic application.



  [014] The known devices consistently have more than one drive unit; in many cases they are not storm-proof due to ropes or flexible rods, or they often only lie on the surface to be cleaned by gravity. The fact that the area to be cleaned will be heavily soiled in a climatically demanding application area and that the device itself is also exposed to a high level of dirt, which must not jeopardize its operational safety and operability, is not solved by the prior art in accordance with requirements.



    It should also be noted that the preferred area of application not only lacks rain, which takes over part of the cleaning in a natural way, it also lacks process water and water in general, with which cleaning could at least be carried out in a supportive manner.



    In deserts, semi-deserts or steppes, in addition to the general drought, extremely small, but also larger, clumped dust particles up to a grain size of several millimeters can be expected. In addition, the dust and sand are often slightly saline. At first glance, the salt content of the dust appears unsuspicious, but salts are generally hygroscopic and attract water.



  During the night it cools down in the regions mentioned and dew is formed. The humidity condenses on the photovoltaic modules and the dew releases the stored salt crystals, which combine with the existing granules.

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 dust connects to a layer. With rising temperatures after daybreak, the dirt particles form more or less homogeneous layers. In strong winds, sand and dust are additionally blown onto the possibly dew-dampened layer of dirt, so that clumping and hardening of the dust and sand particles to grain sizes of several millimeters are not uncommon.



    Especially with such contamination, the efficiency of the photovoltaic system drops significantly.



  The invention is therefore based on the object to eliminate the disadvantages of the prior art, in particular a cleaning device for a dry mechanical cleaning of photovoltaic generators and planar solar collectors and the mirror concentrating systems are proposed, which are simple as possible , inexpensive, robust, weatherproof and transportable design, which can be used reliably, particularly in climatically problematic areas.



  [019] This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1. Appropriate embodiments of the invention result from the features of claims 2-6.



  [020] According to the invention, a rotating, cylindrical brush roller detaches a dirt layer from a photovoltaic generator as a result of mechanical force by means of a rotary movement, picks up the dirt particles and scrapes them off at one edge. The brush roller is moved across the entire area of the photovoltaic generator.



  According to the invention, the cleaning system is equipped with only one drive unit. This drive takes over both the movement of the brush rollers, i.e. the displacement of the brush rollers along the guide rails, and the turning of the brush rollers, i.e. the actual cleaning work.



  [022] The brush roller has a gear at both of its axial ends. With these gears, the rotary movement of the roller brush is converted into a

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 Forming motion of the roller brush. Several brush rollers can also be combined to form a component group, so that they engage in the transmission together.



  The gear mechanism in turn engages in a guide rail with a toothed track, which is preferably located in the lower region of the guide rail facing the photovoltaic generator. From above, the transmission is prevented from sliding by a roller. The guide rail preferably consists of light metal profiles, which can be divided into several foldable segments. Such segmentation is particularly useful when the cleaning system is used on a portable compact system, such as a solar ice maker or milk cooling unit, but also in stationary photovoltaic surface systems.



  The invention is further based on the idea that the traversing movement of the brush roller must in each case take place in parallel, since, due to the fact that a photovoltaic generator is usually composed of a plurality of solar module surfaces usually contained in protruding frames, none otherwise efficient cleaning with the desired minimal effort is possible.



  Even in the case of module plates without edges, parallel displacement of the brush rollers proves to be very advantageous, since this also reduces the frictional resistance and consequently reduces the overall drive power required. This is a very important effect, since about three quarters of the drive power to be applied has to be used for the movement of the roller brush. It is proposed according to the invention that the energy supply for the electromotive drive is provided by a photovoltaic generator, in the simplest case by the generator that is to be cleaned.



  The rotating brush roller loosens the dirt layer created by mechanical force and picks up the dirt particles. A protective cover for the brush roller takes on the task of wiping off the dirt particles that have been picked up from the brush roller. In the simplest case, it is provided that the protective cover engages on the underside with two sheet metal edges in the area of the bristles and forms a chamber which receives the dirt.

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  A sheet metal edge is foldable so that the dirt can be removed again. This is preferably done in a parking position of the brush roller after a cleaning pass, and is by a mechanism, for. B. triggered a spring mechanism.



  The direction of rotation of the brush roller is preferably chosen to be opposite to its displacement movement, so that the relative speed of the bristles is increased compared to the surface to be cleaned.



  Outside the operating phase, the brush roller rests where it casts practically no shadow on the photovoltaic generator.



  The robust, storm-proof cleaning system according to the invention also permits automatic control of the system, as can be easily achieved by means of a fixed time switch and / or reverse switch. Regardless of the prevailing weather and wind situation, the cleaning system can start a cleaning cycle independently, unsupervised and with high operational reliability.



  In the following a preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings. 1 shows a schematic illustration of a cleaning system, placed on a photovoltaic generator, FIG. 2 shows a side view of the cleaning system and FIG. 3 shows a side sectional view through the protective housing of the system.



  First, reference is made to FIG. 1.



  The photovoltaic generator consists of two solar module surfaces 1, which are bordered by a solar module frame 2. Furthermore, the drive gear 3, the guide rails 4, the drive unit 5 and the brush roller 6 with the brush shaft 7 inside are shown. The brush roller 6 is embedded in a protective housing 8 with a wiping function. The simple version shown consists only of a brush roller.

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  A guide rail 4 consisting of aluminum profiles is attached to the side of the support structure of the solar module frame 2. The area of the brush roller 6, which does not sweep over the frame 2 of the solar module surfaces 1, is shown in broken lines in the figure. In such an area, the bristles of the brush roller 6 are somewhat shorter or (as shown in FIG. 1) are not present, especially since the edges of the solar module surfaces 1 are often not flat and even.



  Along the guide rail 4, the brush roller 6 is moved vertically from top to bottom and back into the parking position in a cleaning step - from the perspective of this schematic representation. The guide rails 4 consist of several foldable segments. At the lower and upper end of the guide rail 4 there is a mechanical trigger 14 for reversing the direction of the brush shaft 7, which at the same time realizes the trigger function for the emptying device 13.



  An energy chain (not shown) for the power transmission to the drive unit 5 is designed to be storm and weatherproof.



  From Fig. 2, the drive unit 5, the brush shaft 7, the guide rail 4 with toothed track 9, the drive gear 3, the gear combination 10 and the toothed belt 11 can be seen.



  [035] This illustration illustrates how the drive unit 5 is used to convert a rotary movement of the brush roller, here illustrated by the brush shaft 7, into a movement of the brush roller. The drive unit engages in the drive gear 3 and causes the rotary movement of the brush shaft 7.



  Finally, FIG. 3 shows a side sectional view through the protective housing 8 with the brush roller and two scraping edges 12, which form a chamber for the dirt particles collected. The emptying 13 is opened by tilting, so that the dirt particles fall out again. In the simplest case, this takes place in the park position and is triggered, for example, by a spring and lever mechanism (not shown here).

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  LIST OF REFERENCE NUMERALS 1 solar module surfaces 2 solar module frames 3 travel gear 4 guide rail 5 drive unit 6 brush roller 7 brush shaft 8 protective housing 9 toothed track 10 toothed wheel combination 11 toothed belt 12 scraper 13 emptying device 14 trigger


    

Claims

Patentansprüche 1. Abreinigungsanlage für Photovoltaik-Generatoren und Sonnenkollektoren mindestens bestehend aus einer motorisch angetriebenen, zylinderförmigen, drehba- ren Bürstenwalze (6) in einem Schutzgehäuse (8), welche an ihren axialen Enden mittels eines Fahrgetriebes (3) in rechtwinkelig zur Bürstenwalze verlaufenden, pa- rallelen, beabstandeten und bezahnten Führungsschienen (4) verschiebbar, aber nicht von den Führungsschienen lösbar, eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verfahrbewegung der Bürstenwalze (6) entlang der bezahnten Führungsschie- nen (4) und eine Drehbewegung der Bürstenwalze (6) zur Reinigung mit einer An- triebseinheit (5) erfolgt, diese Antriebseinheit (5) in eines der vorhandenen Fahrge- triebe (3) eingreift und durch die Fahrgetriebe (3) 1. Cleaning system for photovoltaic generators and solar panels at least consisting of a motor-driven, cylindrical, rotatable brush roller (6) in a protective housing (8), which at its axial ends by means of a drive gear (3) in a right angle to the brush roller, parallel, spaced and toothed guide rails (4) can be moved, but cannot be detached from the guide rails, characterized in that a movement of the brush roller (6) along the toothed guide rails (4) and a rotary movement of the brush roller (6) for cleaning with a drive unit (5), this drive unit (5) engages in one of the existing drive gears (3) and through the drive gears (3)
eine Drehbewegung der Bürsten- walzen (6) in eine parallel verlaufende Verfahrbewegung der Bürstenwalzen (6) ent- lang der bezahnten Führungsschienen (4) umgewandelt wird.  a rotary movement of the brush rollers (6) is converted into a parallel movement of the brush rollers (6) along the toothed guide rails (4).
2. Abreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füh- rungsschienen (4) auf der Tragkonstruktion des Photovoltaik-Generators (1) ange- bracht sind. 2. Cleaning system according to claim 1, characterized in that the guide rails (4) on the supporting structure of the photovoltaic generator (1) are attached.
3. Abreinigungsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (4) in mehrere klappbare Segmente unterteilt sind. 3. Cleaning system according to claim 1 and 2, characterized in that the guide rails (4) are divided into several foldable segments.
4. Abreinigungsanlage nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgehäuse (8) mit Abstreifern (12) ausgestattet ist, die in die Borsten der Bür- stenwalze (6) eingreifen, und eine Entleerungseinrichtung (13) besitzt. 4. Cleaning system according to claim 1 to 3, characterized in that the protective housing (8) is equipped with wipers (12) which engage in the bristles of the brush roller (6) and has an emptying device (13).
5. Abreinigungsanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung der elektromotorischen Antriebseinheit (5) durch einen Photo- voltaik-Generator erfolgt. 5. Cleaning system according to claim 1 to 5, characterized in that the energy supply to the electromotive drive unit (5) is provided by a photovoltaic generator.
6. Abreinigungsanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, ein Rei- nigungsvorgang durch eine Automatik und/oder Umkehrschaltung gesteuert wird. 6. Cleaning system according to claim 1 to 6, characterized in that a cleaning process is controlled by an automatic and / or reversing circuit.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen With this 2 sheets of drawings
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