WO2018176167A1 - Dispositivo para la limpieza de paneles solares planos - Google Patents

Dispositivo para la limpieza de paneles solares planos Download PDF

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Felipe Antonio LECHUGA MOLTEDO
Sofía FIGUEROA
Alejandro DALLASERRA
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Lechuga Moltedo Felipe Antonio
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Definitions

  • the present invention relates to a device for cleaning flat surfaces of solar panels that have intrinsic tilt movement.
  • the invention has special application in the industrial area, particularly in matters related to cleaning solar panels that have solar tracking systems, where the requirement is efficient cleaning and reduced energy consumption.
  • a third category is the automatic or semi-automatic option, through the use of small-sized systems that are placed in various ways on the solar panels, the first being motorized (ES1070127U, ES2322745A1, ES2581431 T3, ES2527970A1, ES2401215A2).
  • the present invention proposes a device for cleaning flat solar surfaces that have intrinsically inclined movement product of the solar tracking system. It comprises at least two rail systems arranged at a certain distance from each other, which are placed parallel to the edges in the longitudinal direction of the flat surface or a set of flat surfaces, through which it moves, without use of electrical energy, at least one car comprising a cleaning system that cleans by contact and displacement.
  • Said cleaning system comprises a plurality of cleaning elements, such as rollers and sponges, whose purpose is to remove dust from the surfaces.
  • the cleaning system can be installed in all the panels of an array of panels or, in one or some of them. You can present lateral displacement through different panels, without the need for a car for each panel. It has special application in the industrial area in terms of cleaning solar panels with solar tracking systems where there is a requirement for efficient cleaning and that has reduced energy consumption.
  • Figure 1 represents a front view of the assembly showing solar panels and systems, according to a preferred embodiment of the invention.
  • Figure 2 represents a side view of the assembly, according to a preferred embodiment of the invention.
  • Figure 3 represents an isometric view of the assembly, according to a preferred embodiment of the invention.
  • Figure 4 represents a front and isometric view of the "C" type movement system, according to a preferred embodiment of the invention.
  • the device for cleaning flat surfaces of solar panels of the present invention consists of a rail system comprising at least two rails (8, 9), preferably arranged parallel to each other, which are mounted on at least one panel (7) . Between said rails (8, 9) there is at least one carriage comprising at least one cleaning system along the solar panel (7), where the inclination that is formed due to the solar tracking system allows the movement of said cleaning system (10) along the solar panel (7).
  • the cleaning system (10) It operates while it is descending along the panel (7) removing dust and dirt from the panel (7) until it reaches a resting position.
  • the panel (7) on which the cleaning system (10) is mounted be able to rotate with respect to a rotation axis (5), allowing the angle between the panel (7 ) and the terrain varies.
  • the rail system consists of two rails (8, 9) each positioned at a longitudinal end of the panel (7), respectively.
  • the rails (8, 9) are preferably of a length equal to or greater than the length of the panel (7) plus the width of the cleaning device (10). This configuration allows to reach a state of rest of the cleaning system (10), where said state of rest does not interfere with the operation of the panel (7).
  • the operation of the device is directly related to the rotation of the panel (7).
  • said cleaning system (10) comprises a displacement system which in turn comprises a plurality of displacement elements (not shown in the figures) that allow movement through the rails (8.9).
  • Said displacement elements can be wheels, cylinders or any element that allows the free movement of the car with the cleaning system (10) through the rails (8,9).
  • the cleaning system (10) moves because it is connected to a "C" shaped transfer system (1 1) or another convenient way, which includes the wheels or displacement elements (not shown in the figures), thus achieving that the cleaning system (10) passes from the upper end of the panel (7) and through the rails (8,9) to the lower end.
  • the contact between the cleaning system (10) and the surface of the panel (7) allows the dust to be removed from the latter.
  • solar panels of this type comprise a tracking system. Because the solar panel tracking system (7) is already incorporated in the panels, the device does not require a power source to perform the movement. In addition, since the panels (7) must return to their initial position before starting a new day of operation, the panel (7) must rotate again on its axis of rotation (5).
  • the cleaning system (10) comprises a plurality of cleaning elements, said cleaning elements may be rollers, sponges, or some other element that allows the dust to be removed or displaced by moment of contact with the solar panel (7)
  • surface roughness elements are available at the ends of each of the rails (8.9). These elements allow that during the movement of the car during each trip, when taking speed and when reaching the end of the journey, the sliding of the wheels or displacement elements on the respective rail (8,9) on the safety elements allows the generation of vibration in the cleaning system, allowing part of the accumulated dust to detach and precipitate, thus allowing a self-cleaning of the system elements.
  • the cleaning system has a plurality of additional cleaning elements (brushes, for example) arranged perpendicular to the rails (8, 9), at each of its ends, at the end of the path.
  • additional cleaning elements brushes, for example
  • their corresponding bristles are arranged pointing towards the upper surface of the solar panel (7), so that the cleaning system slides on the brush and thus produces a dust cleaning accumulated in the system elements.
  • the cleaning system can be installed in all panels of an array of panels or in one or some of them. You can present lateral displacement through different panels, without the need for a car for each panel.
  • the system does not require external power to operate, it is a system that does not require intervention to function since it depends only on the solar tracking system, does not need supervision and also its operation is fast and simple.
  • the present invention is preferably applicable for cleaning solar panels, it can also be used for cleaning other smooth surfaces, with or without automatic movement system, such as windows, glazed surfaces or other surfaces that require periodic cleaning. .

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Abstract

La presente invención se relaciona con un dispositivo de limpieza de agentes externos de carácter no húmedo, donde dichos agentes externos se depositan sobre paneles de granjas solares, permitiendo su limpieza sin necesidad de contar con personal de limpieza ni consumo de energía. El dispositivo comprende al menos un sistema de limpieza, el cual permite la limpieza de una superficie plana de al menos un panel solar en dos sentidos durante un período determinado de tiempo, y comprende además al menos un sistema de rieles acoplados en los bordes longitudinales de los paneles solares o del conjunto de paneles solares, que permiten un movimiento solidario y originado por el movimiento intrínseco de los paneles solares con seguimiento solar.

Description

DISPOSITIVO PARA LA LIMPIEZA DE PANELES SOLARES PLANOS
CAMPO DE APLICACIÓN
La presente invención se relaciona con un dispositivo para la limpieza de superficies planas de paneles solares que poseen movimiento de inclinación intrínseco. La invención tiene especial aplicación en el área industrial, particularmente en materias relacionadas con limpieza de paneles solares que poseen sistemas de seguimiento solar, en donde se tiene como requerimiento una limpieza eficaz y un consumo reducido de energía. ANTECEDENTES
En el ámbito de la energía solar, es importante poder contar con un lugar donde el sol sea permanente y la probabilidad de días nublado sea baja. Es por esto que la mayoría de las plantas solares se encuentran en lugares desérticos. Si bien estos lugares reúnen todas las características mencionadas anteriormente, conllevan una dificultad; la acumulación de polvo y arena. Los paneles solares pierden eficiencia a medida que son cubiertos por polvo u otro tipo de partículas debido a que éstas cubren las celdas fotovoltaicas. Por esta razón, es primordial remover de forma periódica y eficaz dichos agentes externos. Actualmente, los sistemas de limpieza de paneles solares son diversos en cuanto a su tecnología, sin embargo, pueden ser agrupados en tres categorías. En una de ellas, una persona limpia de forma manual utilizando una herramienta no motorizada, uno a uno los paneles con un sistema de limpieza similar a los utilizados para limpiar vidrios. Otra forma que requiere también de personal, es mediante el uso de un sistema similar al anterior, pero más grande y que debe ser accionado y movilizado por algún vehículo (ES1069495U, ES2365777B1 , ES1074781 U, ES1068713U, ES1062794U, ES2375859A1 ). Una tercera categoría es la opción automática o semi-automática, mediante el uso de sistemas de tamaño reducido que se colocan de diversas formas sobre los paneles solares, siendo los primeros motorizados (ES1070127U, ES2322745A1 , ES2581431 T3, ES2527970A1 , ES2401215A2). Sin embargo, tanto los dispositivos actuales como los divulgados por los documentos anteriormente señalados, independiente de la categoría a la que pertenezcan, tienen en común que requieren de una persona que supervise o lleve a cabo las tareas o bien, requieren de consumo de energía eléctrica. En particular, en el caso de la primera categoría se requiere de una gran cantidad de tiempo. Además estas soluciones no son continuas a lo largo del tiempo. Para poder resolver el problema anteriormente descrito, la presente invención propone un dispositivo para la limpieza de superficies solares planas que poseen movimiento de inclinación intrínseco producto del sistema de seguimiento solar. Comprende al menos dos sistemas de rieles dispuestos a cierta distancia entre sí, que se colocan de forma paralela en los bordes en la dirección longitudinal de la superficie plana o de un conjunto de superficies planas, a través de los cuales se mueve, sin el uso de energía eléctrica, al menos un carro que comprende un sistema de limpieza que limpia mediante el contacto y desplazamiento. Dicho sistema de limpieza comprende una pluralidad de elementos de limpieza, como rodillos y esponjas, cuyo propósito es eliminar polvo de las superficies. El sistema de limpieza puede ser instalado en todos los paneles de un arreglo de paneles o bien, en uno o algunos de ellos. Puede presentar desplazamiento lateral a través de distintos paneles, sin necesidad de que haya un carro para cada panel. Tiene especial aplicación en el área industrial en cuanto a limpieza de paneles solares con sistemas de seguimiento solar en donde se tiene como requerimiento una limpieza eficaz y que posea consumo reducido de energía.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 representa una vista frontal del conjunto que muestra los paneles solares y los sistemas, de acuerdo a una modalidad preferida de la invención.
La Figura 2 representa una vista lateral del conjunto, de acuerdo a una modalidad preferida de la invención.
La Figura 3: representa una vista isométrica del conjunto, de acuerdo a una modalidad preferida de la invención.
La Figura 4 representa una vista frontal e isométrica del sistema de movimiento tipo "C", de acuerdo a una modalidad preferida de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
El dispositivo para la limpieza de superficies planas de paneles solares de la presente invención consiste en un sistema de rieles que comprende al menos dos rieles (8, 9), dispuestos preferentemente paralelos entre sí, que se montan sobre al menos un panel (7). Entre dichos rieles (8, 9) se dispone al menos un carro que comprende al menos un sistema de limpieza a lo largo del panel solar (7), donde la inclinación que se forma debido al sistema de seguimiento solar, permite el movimiento de dicho sistema de limpieza (10) a lo largo del panel solar (7). El sistema de limpieza (10) opera mientras este se encuentra descendiendo a lo largo del panel (7) removiendo el polvo y la suciedad del panel (7) hasta llegar a una posición de descanso.
Para que el dispositivo opere correctamente, se requiere que el panel (7) en el cual es montado el sistema de limpieza (10) sea capaz de rotar respecto a un eje de rotación (5), permitiendo que el ángulo entre el panel (7) y el terreno varíe.
En una modalidad preferida de la invención, el sistema de rieles consta de dos rieles (8, 9) posicionados cada uno en un extremo longitudinal del panel (7), respectivamente. Los rieles (8, 9) son preferentemente de un largo igual o mayor al largo del panel (7) más el ancho del dispositivo de limpieza (10). Esta configuración permite llegar a un estado de reposo del sistema de limpieza (10), donde dicho estado de reposo no interfiere con el funcionamiento del panel (7). El funcionamiento del dispositivo se relaciona directamente con la rotación del panel (7). Mientras el panel (7) rota respecto de su eje de rotación (5), el ángulo entre el panel (7) y el terreno irá cambiando, y esto permitirá que se forme una inclinación del panel (7) y por lo tanto de los rieles (8,9), dejando un extremo de los rieles (8,9) a una altura mayor y el extremo opuesto de los rieles (8,9) a una altura menor, permitiendo el desplazamiento del sistema de limpieza (10) por acción de la gravedad. Para que el sistema de limpieza (10) se desplace, dicho sistema de limpieza (10) comprende un sistema de desplazamiento que a su vez comprende una pluralidad de elementos de desplazamiento (no mostradas en las figuras) que permiten el movimiento a través de los rieles (8,9). Dichos elementos de desplazamiento pueden ser ruedas, cilindros o cualquier elemento que permita el libre desplazamiento del carro con el sistema de limpieza (10) a través de los rieles (8,9). De este modo, el sistema de limpieza (10) se mueve debido a que se encuentra unido con un sistema de traslado en forma de "C" (1 1 ) u otra forma conveniente, que incluye las ruedas o elementos de desplazamiento (no se muestra en las figuras), logrando de esta forma que el sistema de limpieza (10) pase desde el extremo superior del panel (7) y a través de los rieles (8,9) al extremo inferior. Durante dicho desplazamiento, el contacto entre el sistema de limpieza (10) y la superficie del panel (7) permite que el polvo sea removido de este último. De manera general, los paneles solares de este tipo comprenden un sistema de seguimiento. Debido a que el sistema de seguimiento del panel solar (7) ya se encuentra incorporado en los paneles, el dispositivo no requiere de una fuente de poder para realizar el movimiento. Además, como los paneles (7) deben volver a su posición inicial antes de comenzar un nuevo día de funcionamiento, el panel (7) debe rotar nuevamente sobre su eje de rotación (5). Dicha rotación permite que el extremo del panel (7), que se encontraba inicialmente en un posición inferior a la del otro extremo, pasa a convertirse en el extremo superior, y posteriormente volverá a convertirse en el extremo inferior, lo que implica que el sistema de limpieza (10) recorrerá nuevamente el panel (7) de un extremo a otro limpiando este último nuevamente. En consecuencia, el panel (7) será limpiado dos veces por día.
En una modalidad preferida de la invención, el sistema de limpieza (10) comprende una pluralidad de elementos de limpieza, Dichos elementos de limpieza pueden ser rodillos, esponjas, o algún otro elemento que permita remover o desplazar el polvo al momento del contacto con el panel solar (7)
En una modalidad de la invención, en los extremos de cada uno de los rieles (8,9) se dispone de elementos de rugosidad superficial (no mostrados). Estos elementos permiten que durante el desplazamiento del carro durante cada recorrido, al tomar velocidad y al llegar al final del recorrido, el deslizamiento de las ruedas o elementos de desplazamiento sobre el respectivo riel (8,9) sobre los elementos de seguridad permite la generación de vibración en el sistema de limpieza, permitiendo que parte del polvo acumulado se desprenda y precipite, permitiendo de esta manera una auto limpieza de los elementos del sistema.
En una modalidad de la invención, el sistema de limpieza dispone de una pluralidad de elementos de limpieza adicionales (escobillas, por ejemplo) dispuestas perpendicular a los rieles (8, 9), en cada uno de sus extremos, al final del recorrido. De manera particular, cuando estos elementos de limpieza corresponden a escobillas, sus correspondientes cerdas se disponen apuntando hacia la superficie superior del panel solar (7), de manera que el sistema de limpieza deslice sobre la escobilla y de esta forma produzca una limpieza del polvo acumulado en los elementos del sistema. El sistema de limpieza puede ser instalado en todos los paneles de un arreglo de paneles o bien, en uno o algunos de ellos. Puede presentar desplazamiento lateral a través de distintos paneles, sin necesidad de que haya un carro para cada panel.
Las ventajas del sistema son que no requiere de energía externa para funcionar, es un sistema que no requiere intervención para funcionar ya que depende solamente del sistema de seguimiento solar, no necesita supervisión y además su funcionamiento es rápido y sencillo. Sin perjuicio que la presente invención es aplicable preferentemente para la limpieza de paneles solares, también puede ser utilizado para la limpieza de otras superficies lisas, con o sin sistema automático de movimiento, tales como ventanas, superficies vidriadas u otras superficies que requieren de limpieza periódica.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . - Dispositivo de limpieza de agentes externos de carácter no húmedo, donde dichos agentes externos se depositan sobre paneles de granjas solares, permitiendo su limpieza sin necesidad de contar con personal de limpieza ni consumo de energía, CARACTERIZADO porque comprende al menos un sistema de limpieza, el cual permite la limpieza de una superficie plana de al menos un panel solar en dos sentidos durante un período determinado de tiempo, y comprende además al menos un sistema de rieles acoplados en los bordes longitudinales de los paneles solares o del conjunto de paneles solares, que permiten un movimiento solidario y originado por el movimiento intrínseco de los paneles solares con seguimiento solar.
2. - El dispositivo según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el sistema de limpieza comprende un sistema de desplazamiento compuesto por una pluralidad de elementos de desplazamiento.
3. - El dispositivo según la reivindicación 2, CARACTERIZADO porque los elementos de desplazamiento son ruedas o cilindros u otro que permita un desplazamiento fluido.
4. - El dispositivo según la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque comprende dos zonas de descanso para el sistema de limpieza en cada uno de los dos bordes transversales del panel solar o el conjunto de paneles.
5. - El dispositivo según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el sistema de limpieza comprende una pluralidad de elementos de limpieza.
6. - El dispositivo según la reivindicación 5, CARACTERIZADO porque los elementos de limpieza son un conjunto de rodillos y esponjas u otros elementos de similar composición y forma cuyo funcionamiento se basa en limpieza por deslizamiento sobre una superficie plana producida por el movimiento propio de dicha superficie plana.
7. - El dispositivo según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque comprende además una pluralidad de elementos de rugosidad superficial dispuestos en los extremos de cada uno de los rieles.
8. - El dispositivo según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque comprende además una pluralidad de elementos de limpieza adicionales dispuestos perpendicular a los rieles, en cada uno de sus extremos, al final del recorrido.
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