特開 2017-42753 ソーラパネルの洗浄システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-42753(P2017-42753A)

(43)【公開日】2017年3月2日

(54)【発明の名称】ソーラパネルの洗浄システム

(51)【国際特許分類】

   B08B 1/04 20060101AFI20170210BHJP

   H02S 40/10 20140101ALI20170210BHJP

   A47L 11/38 20060101ALI20170210BHJP

【ＦＩ】

   B08B1/04

   H02S40/10

   A47L11/38

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】書面

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2015-177039(P2015-177039)

(22)【出願日】2015年8月24日

(71)【出願人】

【識別番号】515247668

【氏名又は名称】株式会社リバースＮ５１

(74)【代理人】

【識別番号】100075605

【弁理士】

【氏名又は名称】寒河江 孝允

(72)【発明者】

【氏名】中川 孝一

【テーマコード（参考）】

3B116

5F151

【Ｆターム（参考）】

3B116AA02

3B116AA47

3B116AB54

3B116BA02

3B116BA14

3B116BA35

3B116CD42

3B116CD43

5F151JA15

5F151JA28

(57)【要約】

【課題】 ソーラパネルの表面の汚れに対する洗浄を雨の降る確率から雨の日に洗浄することにし、降らない日は洗浄に使用する洗浄ブラシの稼動のために二次電池に電力を充電しておくことにするソーラパネルの洗浄システムを提供する。
【解決手段】
ソーラパネルで太陽光を受光して電力を作る手段と、該手段で作られた電力を二次電池に充電する手段と、空の晴れ／雨の降雨状況を雨滴センサで検知する手段と、該手段で得た雨情報を基に前記二次電池から電力を需給し洗浄ブラシを稼働する手段と、前記洗浄ブラシを前記二次電池からの需給の電力で前記ソーラパネル上の一定方向へ案内する手段とからなり雨滴センサを利用して前記ソーラパネルの洗浄を行うことを特徴とするソーラパネルの洗浄システム。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ソーラパネルで太陽光を受光して電力を作る手段と、該手段で作られた電力を二次電池に充電する手段と、空の晴れ／雨の降雨状況を雨滴センサで検知する手段と、該手段で得た雨情報を基に前記二次電池から電力を需給し洗浄ブラシを稼働する手段と、前記洗浄ブラシを前記二次電池からの需給の電力で前記ソーラパネル上の一定方向へ案内する手段とからなり雨滴センサを利用して前記ソーラパネルの洗浄を行うことを特徴とするソーラパネルの洗浄システム。

【請求項2】

請求項１の雨滴センサはソーラパネル上の雨滴が受けやすい位置に配置することを特徴とした請求項１記載のソーラパネルの洗浄システム。

【請求項3】

請求項１項のソーラパネルの洗浄は雨の降る確率を考慮し、雨が降った際にのみソーラパネルの表面を洗浄することを特徴とした請求項１項記載のソーラパネルの洗浄システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば家屋の屋根等に設置され、その家屋のソーラ発電を実現する為のソーラパネルに関し、そのソーラパネルを無人で自動的に適切なタイミングで洗浄する洗浄装置で、該洗浄は洗浄液或いは洗浄水等を必要とせず、特に雨降りのタイミングを利用し、その際には日照時に充電した充電バッテリからの給電でソーラパネルの洗浄を行い、晴天時等の雨の降らない日には前記充電バッテリを充電する機能を実現したソーラパネルの洗浄システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電力需要に対し、住宅等の屋根に設置されるソーラパネルが利用され、このソーラパネルの発電電力で住宅の必要電力をまかなう技術が一般化されて来ている。しかしソーラパネルは１住宅の需要電力をまかなうだけの十分な発電量が得られないので節電に心がけるのが通常である。

【0003】

又、ソーラパネルは表面が汚れてくると日光を受ける透過率の効率が落ち、相当の発電量の低下を招いている。そこでこのソーラパネルを洗浄することが考えられるが、それを実現したものが従来の特開２００４−１８６６３２であるが、この装置は洗浄のための液が必要でそのための管理も必要になっている。又、その際の洗浄機構を稼動する電力も必要で、そのための電力の管理も必要になり、しかもその電力も通常の家庭に給電されるＡＣ電力を消費することになり、その分の電力も必要になっている。

【0004】

又、洗浄に必要な液体は通常の水道水或いは特別な洗浄液を用意していて、この分の管理及び維持に労力を必要とすることになっている。又、洗浄液を流通する配管が必要で、従って、装置自体が大掛かりで、しかも配管のメンテナスも必要になり、これらのメンテナスは素人では無理で、従ってこれの経過管理も必要になり多くの労力をユーザに強いる状況となっている。勿論、洗浄液の流通に用いる配管も軽いものや重いもの等があって、家屋の重量的負担を強いているものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−０２２５２４号公報

【特許文献2】特開２００４−１８６６３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１に記載されている装置は、洗浄作業中の振動や動作音を抑え、配線等の複雑な構成を簡素化して見栄えも良くし、メンテナンスも容易な洗浄装置を目的としているが、相変わらず給水管を必要とし、しかも給水管からの給水を噴射する噴射ノズルも必要とし、付属設備の軽減は図られていないものである。この文献はもっぱら洗浄装置の稼動時の騒音を抑制する技術であって、給水を必要とせず、従って給水管も不要で、装置自体の設備が少なくなるような計らいはされていない。

【0007】

特に、１年を通して３日に１日当ての雨降りの日があって、これを洗浄装置に製品導入しようとする意図はまったく記述或いは内容から読めないのである。このことは特許文献２の特開２００４−１８６６３２号についても同様にいえることで、この文献も配管を必要とし、しかも３日に１日当ての雨降りといった自然現象に気づいておらず、日照時に充電するといった着目も無い、従ってこれらの現象を取り入れたシステムへの構成、導入はされておらないもので有る。

【0008】

本発明は、以上のような現状に鑑み、空模様が３日に１日当てに雨が降る降水確率に着目し、この降水時に降水を自動的に感知する雨滴技術を採用し、晴天の際には電力消費への貢献の為に備えられたソーラパネルの発電電力を取り入れて充電器（二次電池）へ充電し、この充電電力で降水時を利用してソーラパネルの面を洗浄する洗浄装置を稼動して洗浄を行う、といった機構をシステム的に完成したのが本発明であって、合理的な構成と機能を併せ持つものである。

【0009】

従って、装置の給水のための機能及びその配管を必要とせず、洗浄するために事前に洗浄水を貯める貯水缶（貯水機能）も必要としないので装置自体が大型化することも無く簡素化でき全体の重量も軽減できる上、メンテナスも不要であり、しかも、充電した二次電池（バッテリ）から本案システムは給電を行うので、ＡＣ電力の消費軽減並びに給排水機能を必要とせず結局効率的な洗浄効率を高めるソーラパネルの洗浄システムを提供することができるものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、ソーラパネルで太陽光を受光して電力を作る手段と、該手段で作られた電力を二次電池に充電する手段と、空の晴れ／雨の降雨状況を雨滴センサで検知する手段と、該手段で得た雨情報を基に前記二次電池から電力を需給し洗浄ブラシを稼働する手段と、前記洗浄ブラシを前記二次電池からの需給の電力で前記ソーラパネル上の一定方向へ案内する手段とからなり雨滴センサを利用して前記ソーラパネルの洗浄を行うことを特徴とするソーラパネルの洗浄システムである。

【0011】

この場合、洗浄ブラシは降雨時にのみ稼動し、同様に架橋構体も降雨時に稼動するものである。従って雨が降れば稼動し、止めば非稼動になるので電力の消費も少なく、従って効率的であり、このような効率的な実現は３日に１日の雨降りが有る事に着目し、これをシステム的にソーラパネルの洗浄として実現したもので、他技術にないものである。

【0012】

又、前記の洗浄ブラシは複数から構成されているので、ソーラパネルの大型・小型の規模に応じてその構成数を調整できる、つまり小型のソーラパネルであるのに大型の洗浄装置を使用しなければならないといった非効率を懸念することは無いのである。従って、この分の余計な負荷も軽減でき、効率性が格段に向上する。更に、本案の洗浄ブラシはその名が長手方向の真ん中付近で中折れ機能を採用すれことにより、より一層にソーラパネルの大小に応じて洗浄ブラシが利用できるものであるからこれまた効率的である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、３日に１日の雨降り現象に注目し、これを利用して、雨が降っている時にソーラパネルを洗浄するようにし、その際の電力を雨の降らない日照の際に充電装置で充電し、この充電電力を洗浄プラシの稼動に利用することで効率的な電力の使用に寄与するものであり、他方で、雨が降ることの天気状況を雨滴センサで感知するようにし、これによって、この雨滴センサが雨の降り始めたことを感知した結果、二次電池から充電電力を洗浄／架橋電源回路を経て洗浄ブラシ装置に給電して洗浄ブラッシ及び駆動装置を駆動しソーラパネル１を洗浄するから極めて効率的なソーラパネルの洗浄システムが提供できるのである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態のソーラパネルの洗浄システム図である。

【図2】一実施形態におけるソーラパネルの洗浄装置の全体を示す概略斜視図である。

【図3】一実施形態における架橋構造体の一方側の駆動装置の拡大斜視図である。

【図4】一実施形態の洗浄ブラシの要部の拡大斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

而して本発明の一実施形態につき説明すると、図１〜図４のうち、図１は図２のソーラパネルの洗浄装置２を本発明のソーラパネルの洗浄システムとしてブロック図で表したものであり、２１は電源部で該電源部２１はソーラパネル１の発電電力を主電源としていて該主電源が何らかの理由で利用できない状況の際は必要に応じて用いられる商用電源を電源としている。前記ソーラパネル１は常時は太陽に照らされるように配置構成される。このソーラパネル１の出力は充電制御回路２２の入力となっていて、この充電制御回路２２によって二次電池２３が過充電或いは充電不足等々にならないよう適正充電量が確保できるようにコントロールしている。

【0016】

又、前記二次電池２３は、切替スイッチ２４の一方の端子Ａに接続され、該切替スイッチ２４の他方の端子Ｂは商用電源側にＡＣ／ＤＣ電源回路２５を経由して接続される。この場合のＡＣ／ＤＣ電源回路は交流／直流変換回路であるから切替スイッチ２４でどちらの端子Ａ或はＢを選択しても洗浄／架橋電源回路２６には所望の直流電力が供給できることになる。

【0017】

前記洗浄／架橋電源回路２６の出力は主洗浄／架橋制御部２７の洗浄／架橋制御部２８に入力されるもので、該洗浄／架橋制御部２８は雨が降る状況を検知する雨滴センサ２９からの雨滴信号或は必要に応じて作動する降雪センサ３０からの降雪信号で得た天気状況信号を架橋構体移動装置３１、洗浄ブラシ装置３２に伝え、夫々の稼働を司る。

【0018】

この場合、雨滴センサ２９で雨降りを検知すると必ず架橋構体移動装置３１及び洗浄ブラシ装置３２を稼動するものでもなく、洗浄／架橋制御部２８によって適宜コントロールできるように調整できるものである。又、前記洗浄架橋／制御部２８は洗浄汚れセンサ３３よりソーラパネル上の汚れ程度の情報を受信していて架橋構体移動装置３１及び洗浄ブラシ装置３２の稼動をコントロールしている。

【0019】

即ち、主洗浄／架橋制御部２７は洗浄／架橋制御部２８、雨滴センサ２９、降雪センサ３０、架橋構体移動装置３１、洗浄ブラシ装置３２、洗浄汚れセンサ３３等から構成するが、雨滴センサ２９での雨降の検知で洗浄ブラシ装置３２を稼働するとともに架橋構体移動装置３１を前記ソーラパネル１上面の水平方向へ移動稼働し、洗浄ブラシ装置３２でソーラパネルを洗浄するもので、この洗浄状態或いはソーラパネルの汚れを洗浄汚れセンサ３３で検知して汚れ状況に応じて洗浄するのである。

【0020】

次に図２の太い点線で仮想的に示したものは架橋構体移動装置３１でこれより小さく且つ細い点線で示すものは雨滴センサ２９であり、この雨滴センサ２９よりやや大きく点線で描かれたものは二次電池２３である。そしてこの架橋構体移動装置３１の一方端には駆動装置４１が構成されている。この場合の駆動装置４１は図３でも示しているがモータＭの回転軸に母歯車ＭＧの軸を取り付けていて、この母歯車ＭＧに歯合する子歯車ＣＧを経由して前記モータＭの動力を鼓コロ５１、５２，５３，５４に伝達している。

【0021】

そして、これ等の鼓コロ５１、５２，５３，５４は図示の如くガイドバー４を鋏持する構造を採用している。つまり、鼓コロ５１，５１と５３，５４と間に断面が円状（所謂棒状）のガイドバー４が挿入される構造を採用していて、該ガイドバー４は前記ソーラパネル１の１辺に沿って設けられる。従って、モータＭが回転すると鼓コロ５１、５２、５３、５４が転動し、この駆動装置４１を内蔵した架橋構体移動装置３１が図の矢印Ａ方向に移動し始める構造をなしている。

【0022】

尚図２ではソーラパネルの一方のみを記しているが、ソーラパネルは一般的に横方向に長く縦方向に短い（逆或は正方形に近いものもあるが）のが一派的であるから、図２の右側省略場所のソーラパネル１の辺側にも前記ガイドバー４と同様のガイドバーが設けてあって、これに前記駆動装置４１の鼓コロ５１，５２，５３，５４と同様な４個の鼓コロを同様に組み合わせて構成している。従って、架橋構体移動装置３１はソーラパネル１の左のガイドバー４と右のガイドバーに案内されてソーラパネル１上を移動できる構造になっている。

【0023】

図４は前記架橋構体移動装置３１に内蔵される洗浄ブラシ２の拡大略図で、洗浄ブラシ２はこの場合３本の第１の洗浄ブラシ２Ａ，第２の洗浄ブラシ２Ｂ、第三の洗浄ブラシ２Ｃを用意していて、この３本は平行に配され、それぞれはバンドＢ１、Ｂ２を巻装して、動力を伝達する構造をなしている。つまり、真ん中の第２の洗浄ブラシ２Ｂの回転軸Ａを前記モータＭの回転軸に連動することでモータＭの駆動による回転動力は真ん中の第２の洗浄ブラシ２Ｂに伝達され、この動力がバンドＢ１、Ｂ２を介して洗浄ブラシ２Ａ及び２Ｃに達するのである。この場合、勿論洗浄ブラシ２Ａ、２Ｂ、２Ｃの軸の両端は軸支する公知の構造を採用すればよい。

【0024】

尚図２では図１のシステムの降雪センサ３０の記述が無いが、降雪が感知できればどこに降雪センサ３０を配置してもよく、例えば前記の架橋構体移動装置３１の外部の上部に置かれた雨滴センサ２９の近傍に配置してもよいものである。尚この降雪センサ３０はユーザの必要に応じて設けられるものであり、それは地域を反映した結果から生じることである。 又、洗浄汚れセンサ３３は必ずしも必要なく、経験、目視から架橋構体移動装置３１のソーラパネル１上の往復回数を決定しても良いものであり、配置の位置は前記雨滴センサ２９の近傍が考慮できる。

【0025】

又、前記架橋構体移動装置３１の構造がソーラパネル１の対向辺をカバーする長さを有することになるが、運送或いは設置で難しい場合は、架橋構体移動装置を中間から折り曲げる構造にすることで一層便利になるものである。その場合勿論洗浄ブラシ２Ａ、２Ｂ、２Ｃも同様に折り曲げる構造になり、雨滴センサ２９、二次電池２３、洗浄汚れセンサ等の配置或いは構造は適宜変更することで対応ができる。

【0026】

而して、上記構成の動作について説明すると、前記ソーラパネル１は晴天時には充電制御回路２２を経由して二次電池２３に電力を充電しているので、前記雨滴センサ２９が雨の降り始めたことを感知するとその信号は洗浄／架橋制御部２８で受信され、前記二次電池２３からの電力の供給を受けてモータＭ、母歯車ＭＧ、子歯車ＣＧ、鼓コロ５１、５２、５３，５４で構成された駆動装置４１が稼働される。つまり、架橋構体移動装置３１はモータＭの駆動による動力が母歯車ＭＧ、子歯車ＣＧを経て鼓コロ５１に伝達され、該鼓コロ５１と他の鼓コロ５２、５３、５４とともにガイドバー４で支えられながらソーラパネル１上の移動を進める。

【0027】

同時に前記モータＭの回転は洗浄ブラシ２の洗浄ブラシ２Ｂに連動しているので該洗浄ブラシ２Ｂに伝えられ同洗浄ブラシ２Ｂを回転させる。この洗浄ブラシ２Ｂが回転すると両隣の洗浄ブラシ２Ａと２ＣにはバンドＢ１とバンドＢ２が掛けてあるからこれによって洗浄ブラシ２Ａと２Ｃは回転し、架橋構体移動装置３１の矢印Ａ方向の移動に伴ってソーラパネル１上の洗浄が行われるのである。

【0028】

つまり前記ソーラパネル１上を第１の洗浄ブラシ２Ａ及び、第２の洗浄ブラシ２Ｂ及び第３の洗浄ブラシ２Ｃが互いに回転しつつ矢印Ａ方向へガイドバー４に案内されて洗浄移動するわけで、これによってソーラパネル上はクリーンに洗浄されるものである。この場合前記各洗浄ブラシ２Ａ，２Ｂ，２Ｃのブラシの硬さ或はブラシの植毛の向きなどをそれぞれ異ならしめることで一層のクリーン効果が上がるものである。

【0029】

又、ソーラパネル１の表面の汚れは洗浄センサ３３によって検出されるのでその汚れ具合で洗浄ブラシ２Ａ、２Ｂ、２Ｃを選択的に稼動することでもよく、又、汚れ具合で架橋構体移動装置３１のソーラパネル上の洗浄の往復回数を適宜制御することもできる、勿論、最初から往復回数を設定することもできるものでこれまた適宜の変更も可能である。又駆動装置４１も鼓コロ５１、５２、５３、５４及び歯車ＭＧ、ＣＧの組み合わせでなくともソーラパネル１上を洗浄移動できるものであるなら各種の変更が可能である。

【0030】

更に、前記架橋構体移動装置３１がソーラパネル１の最終端に迄移動した際はその位置で架橋構体移動装置３１が最初の位置に戻れるように予め該架橋構体移動装置３１とソーラパネル１の終端位置との間に逆転スイッチを配置し、この逆転スイッチのオンによって架橋構体移動装置３１を逆走させ同時に洗浄ブラシ２も稼働させて逆走時でもソーラパネル１をクリーンにすることができものである。

【0031】

又、上記実施では二次電池の予期せぬ故障を考慮してその際は商用電源を用いる為に切替スイッチ２４で商用電源へのコネクトができるようにしているが省略することもできるものである。又、主洗浄／架橋制御部２７に降雪センサ３０を接続しているが地域に応じて省略ができるものでもある。

【0032】

更に又、洗浄ブラシ２についてもその個数及び各ブラシの性能は時々で変更できるものである。例えば洗浄ブラシの個数を変更したりすることも本案に含まれるものである。更に、駆動装置ではモータＭの動力を歯車を介して鼓コロ５１、５２、５３、５４でガイドバー４を走行する構造であるが、ロープによる移動装置で有ってもよく、更には洗浄ブラシＡ，Ｂ，Ｃの動力伝達はバンドで無くモータＭから歯車仕様で動力の伝達も可能で本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変更、応用が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0033】

１ ソーラパネル
２ 洗浄ブラシ
４ ガイドバー
５ コロ郡
２１ 電源部
２２ 充電制御回路
２３ 二次電池、
２４ 切替スイッチ
２５ ＡＣ／ＤＣ電源回路
２６ 洗浄架橋電源回路
２７ 主洗浄／架橋制御部
２８ 洗浄／架橋制御部
２９ 雨滴センサ
３０ 降雪センサ
３１ 架橋構体移動装置
３２ 洗浄ブラシ装置
３３ 洗浄汚れセンサ
５１ 鼓コロ
５２ 鼓コロ
５３ 鼓コロ
５４ 鼓コロ
ＭＧ 母歯車
ＣＧ 子歯車
Ｂ１ バンド
Ｂ２ バンド
２Ａ 第１洗浄ブラシ
２Ｂ 第２洗浄ブラシ
２Ｃ 第３洗浄ブラシ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】