FR3010645A1

FR3010645A1 - DEVICE AND METHOD FOR CLEANING PHOTOVOLTAIC PANELS

Info

Publication number: FR3010645A1
Application number: FR1358854A
Authority: FR
Inventors: Laurent Causse
Original assignee: SICASELI
Current assignee: SICASELI
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-03-20
Anticipated expiration: 2033-09-13
Also published as: FR3010645B1

Abstract

L'invention vise un dispositif de nettoyage (1) de la surface supérieure (3) d'un ensemble d'au moins un panneau principalement plan incliné selon une direction Y1 de plus grande pente, ladite surface étant lisse sauf en des lignes de liaison de panneaux. Le dispositif de nettoyage (1) comporte : - un dispositif de brossage (21) par frottement de la surface des panneaux, - des moyens de déplacement du dispositif de brossage (21) sur la surface des panneaux, - une tringle (20) de plusieurs mètres de longueur, permettant à un opérateur de guider le dispositif de brossage (21), attaché à une extrémité de ladite tringle (20), - des moyens d'orienter les moyens de déplacement du dispositif de brossage (21) par une rotation de la tringle.The invention relates to a device for cleaning (1) the upper surface (3) of an assembly of at least one substantially inclined panel in a Y1 direction of greater slope, said surface being smooth except for connecting lines of panels. The cleaning device (1) comprises: - a brushing device (21) by friction of the surface of the panels, - means for moving the brushing device (21) on the surface of the panels, - a rod (20) of several meters in length, allowing an operator to guide the brushing device (21), attached to one end of said rod (20), - means for orienting the means for moving the brushing device (21) by a rotation of the rod.

Description

La présente invention appartient au domaine des dispositifs de nettoyage. Elle vise en particulier un dispositif et un procédé de nettoyage de panneaux vitrés et notamment photovoltaïques.The present invention belongs to the field of cleaning devices. It aims in particular a device and a method for cleaning glazed panels and in particular photovoltaic panels.

Préambule et art antérieur Les années récentes ont vu une multiplication des installations de panneaux photovoltaïques en toitures. Ces panneaux, usuellement protégés de la pluie ou de la grêle par des surfaces vitrées, voient leur rendement diminuer significativement lorsque la surface de protection est progressivement salie. Il est donc nécessaire de nettoyer très régulièrement ces surfaces, nettement plus notamment que des surfaces de verrières. Par ailleurs, ces panneaux photovoltaïques sont relativement fragiles et des solutions de nettoyage classiques par un opérateur se promenant sur la surface ne sont pas envisageables vu le coût de remplacement de panneaux en cas de détérioration. Exposé de l'invention L'invention vise un dispositif de nettoyage de la surface supérieure (selon la direction de la gravité) d'un ensemble d'au moins un panneau principalement plan incliné selon une direction de plus grande pente, ladite surface étant lisse sauf en des lignes de liaison de panneaux. Le dispositif de nettoyage comporte : - un dispositif de brossage par frottement de la surface des panneaux, - des moyens de déplacement du dispositif de brossage sur la surface des 25 panneaux, - une tringle de plusieurs mètres de longueur, permettant à un opérateur de guider le dispositif de brossage, attaché à une extrémité de ladite tringle, à la surface d'un groupe de panneaux solaires, - des moyens d'orienter les moyens de déplacement du dispositif de brossage 30 par une rotation de la tringle. On entend par principalement plane une surface comportant des aspérités dont la dimension perpendiculairement à la surface est faible au regard des autres dimensions de la surface, et inférieure à un seuil prédéterminé, par exemple de l'ordre 35 de un à quelques centimètres. On comprend que le dispositif s'applique en particulier à une surface de toiture comportant un ensemble de panneaux photovoltaïques juxtaposés. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de brossage comporte au moins une brosse souple adaptée à laver par frottement la surface du panneau, le dispositif de nettoyage comprenant également des moyens d'entraîner ladite brosse en rotation autour d'un axe prédéterminé dit axe transversal Y. La brosse comporte avantageusement un manchon amovible constituant la partie de la brosse qui vient frotter contre la surface du panneau, de manière à permettre son remplacement régulier.Preamble and prior art Recent years have seen a proliferation of photovoltaic panel installations on roofs. These panels, usually protected from rain or hail by glazed surfaces, see their performance significantly reduce when the protective surface is gradually soiled. It is therefore necessary to clean these surfaces very regularly, especially more than glass surfaces. Moreover, these photovoltaic panels are relatively fragile and conventional cleaning solutions by an operator walking on the surface are not possible given the cost of replacing panels in case of deterioration. The invention relates to a device for cleaning the upper surface (in the direction of gravity) of a set of at least one panel mainly inclined plane in a direction of greater slope, said surface being smooth except in connection lines of panels. The cleaning device comprises: a brushing device by friction of the surface of the panels; means for moving the brushing device on the surface of the panels; a rod several meters in length allowing an operator to guide the brushing device, attached to one end of said rod, on the surface of a group of solar panels; means for orienting the means for moving the brushing device 30 by a rotation of the rod. The term "mainly planar" is understood to mean a surface comprising asperities whose dimension perpendicular to the surface is small with respect to the other dimensions of the surface, and less than a predetermined threshold, for example of the order of one to several centimeters. It is understood that the device applies in particular to a roof surface comprising a set of photovoltaic panels juxtaposed. In a particular embodiment, the brushing device comprises at least one flexible brush adapted to rubbing the surface of the panel, the cleaning device also comprising means for driving said brush in rotation about a predetermined axis said axis transversely Y. The brush advantageously comprises a removable sleeve constituting the part of the brush which rubs against the surface of the panel, so as to allow its regular replacement.

Dans un mode de réalisation, la brosse de nettoyage rotative est de forme sensiblement cylindrique allongée et disposée selon un axe Y perpendiculaire à l'axe longitudinal de la tringle.In one embodiment, the rotary cleaning brush is of substantially elongated cylindrical shape and disposed along an axis Y perpendicular to the longitudinal axis of the rod.

Dans un autre mode de réalisation, éventuellement utilisé en conjonction, le dispositif de brossage comporte au moins deux brosses contrarotatives d'axe vertical Z, dont la surface de brossage est la partie inférieure desdites brosses. Avantageusement, le dispositif de nettoyage comporte un capot de protection destiné à éviter des projections d'eau de lavage par une brosse sur des zones déjà lavées. Dans un mode de réalisation particulier, le moyeu d'au moins une brosse de lavage est solidarisé à une tringlerie comportant un renvoi d'angle, ladite tringlerie étant entraînée en rotation par un moteur électrique, monté sur un support perpendiculaire à l'axe de la brosse. Par ce moyen, il est possible de disposer le moteur électrique sur un cadre de support de la brosse, et de réduire la largeur totale dudit dispositif.In another embodiment, possibly used in conjunction, the brushing device comprises at least two counter-rotating brushes of vertical axis Z, whose brushing surface is the lower part of said brushes. Advantageously, the cleaning device comprises a protective cover designed to prevent splashes of washing water by a brush on previously washed areas. In a particular embodiment, the hub of at least one washing brush is secured to a linkage comprising a bevel gear, said linkage being rotated by an electric motor, mounted on a support perpendicular to the axis of the brush. By this means, it is possible to arrange the electric motor on a support frame of the brush, and to reduce the total width of said device.

Dans un mode de réalisation particulier, les moyens de déplacement du dispositif de brossage sur la surface des panneaux comprennent deux roues destinées au déplacement et au positionnement en hauteur de la brosse au dessus du plan des panneaux à nettoyer.In a particular embodiment, the means for moving the brushing device on the surface of the panels comprise two wheels for moving and positioning the brush at the top of the plane of the panels to be cleaned.

Avantageusement, dans ce cas, les roues sont disposées parallèlement à l'axe de la brosse de nettoyage rotative. Cette disposition permet d'éviter que le frottement engendrée par la rotation forcée de la brosse sur le panneau ne provoque un déplacement latéral du dispositif de nettoyage. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de nettoyage comporte une brosse rotative montée sur un cadre comportant une barre d'appui intermédiaire, la tringle venant prendre appui sur la barre intermédiaire en un point différent de la mi-longueur de ladite barre intermédiaire, ledit point d'appui correspondant au plan vertical du centre de gravité du dispositif de lavage, de manière à prendre en compte la présence d'un moteur électrique d'entraînement de la brosse rotative sur un côté du cadre. Cette disposition permet d'aligner le centre de gravité du dispositif de lavage lorsque la brosse est entrainée en rotation par le moteur électrique (en tenant compte du poids du moteur électrique) avec l'axe de la tringle de guidage. Présentation des figures Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui expose les caractéristiques de l'invention au travers d'un exemple non limitatif d'application. La description s'appuie sur les figures annexées qui représentent : Figure 1 : un vue schématique d'un dispositif installé sur une toiture comportant une surface de panneaux photovoltaïques, Figure 2 : une vue en perspective d'un dispositif de lavage, Figure 3 : une vue de côté d'un même dispositif, Figure 4 : une vue de dessus d'un même dispositif.Advantageously, in this case, the wheels are arranged parallel to the axis of the rotary cleaning brush. This arrangement prevents the friction caused by the forced rotation of the brush on the panel causes a lateral movement of the cleaning device. In a particular embodiment, the cleaning device comprises a rotary brush mounted on a frame comprising an intermediate support bar, the rod coming to bear on the intermediate bar at a point different from the mid-length of said intermediate bar, said fulcrum corresponding to the vertical plane of the center of gravity of the washing device, so as to take into account the presence of an electric motor driving the rotating brush on one side of the frame. This arrangement allows to align the center of gravity of the washing device when the brush is rotated by the electric motor (taking into account the weight of the electric motor) with the axis of the guide rod. DESCRIPTION OF THE FIGURES The characteristics and advantages of the invention will be better appreciated thanks to the description which follows, description which sets out the characteristics of the invention through a non-limiting example of application. The description is based on the appended figures which represent: FIG. 1: a schematic view of a device installed on a roof comprising a surface of photovoltaic panels, FIG. 2: a perspective view of a washing device, FIG. a side view of the same device, Figure 4: a top view of the same device.

Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention Un dispositif de nettoyage 1 de panneaux photovoltaïques selon l'invention est destiné à être utilisé notamment sur des surfaces de panneaux 3 installés sur une toiture 2 de maison ou de bâtiment, notamment agricole, comme illustré sur la figure 1. On définit, par rapport à ces panneaux, un axe longitudinal X, parallèle à la ligne de plus grande pente des panneaux, supposés plans. On définit de même un axe transversal Y, perpendiculaire au précédent, et parallèle au plan des panneaux. On définit enfin un axe vertical Z qui complète ce repère. Dans le cas par exemple de bâtiments industriels ou agricoles, ces panneaux 3 représentent couramment des surfaces rectangulaires de plusieurs centaines de m2.DETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT OF THE INVENTION A cleaning device 1 for photovoltaic panels according to the invention is intended to be used in particular on panel surfaces 3 installed on a roof 2 of a house or building, particularly an agricultural building. As illustrated in FIG. 1. With respect to these panels, a longitudinal axis X parallel to the line of greatest slope of the panels, assumed to be planes, is defined. Similarly, a transverse axis Y, perpendicular to the previous one, and parallel to the plane of the panels is defined. Finally, a vertical axis Z is defined which completes this reference. In the case for example of industrial or agricultural buildings, these panels 3 currently represent rectangular surfaces of several hundred square meters.

A défaut pour un opérateur de pouvoir ou de souhaiter marcher sur la surface des panneaux pour les nettoyer, il est nécessaire de les nettoyer à distance, soit en mettant en oeuvre un robot de lavage, soit en utilisant un dispositif manuel manipulé à distance.If an operator is unable or unwilling to walk on the surface of the panels to clean them, it is necessary to clean them remotely, either by using a washing robot or by using a manually operated remote device.

Le dispositif de nettoyage 1 objet de la présente invention correspond à ce second cas. A cet effet, le dispositif de nettoyage 1 comporte, en premier lieu, une tringle 20 (de type télescopique dans le présent exemple non limitatif) de plusieurs mètres de longueur, permettant à un opérateur (non illustré sur les figures 2 à 4) de guider un dispositif de brossage 21, attaché à une extrémité de ladite tringle 20, à la surface d'un groupe de panneaux solaires 3. Le dispositif de brossage 21 comporte, dans le présent exemple de réalisation, un cadre 27 autour duquel s'organisent les éléments constituant ledit dispositif de brossage 21. Le cadre 27 est formé de tiges métalliques assemblées, par exemple par soudage. Dans un exemple non limitatif, il se présente sous la forme d'un rectangle comportant une barre intermédiaire parallèle à deux côtés. La tringle 20 vient s'appuyer sur cette barre intermédiaire 29 à laquelle elle est perpendiculaire.The cleaning device 1 object of the present invention corresponds to this second case. For this purpose, the cleaning device 1 comprises, in the first place, a rod 20 (telescopic type in the present non-limiting example) several meters in length, allowing an operator (not shown in FIGS. 2 to 4) to guide a brushing device 21, attached to one end of said rod 20, to the surface of a group of solar panels 3. The brushing device 21 comprises, in the present embodiment, a frame 27 around which are organized the elements constituting said brushing device 21. The frame 27 is formed of metal rods assembled, for example by welding. In a non-limiting example, it is in the form of a rectangle comprising a parallel bar parallel to two sides. The rod 20 is supported on this intermediate bar 29 to which it is perpendicular.

Le cadre 27 supporte tout d'abord une brosse de nettoyage rotative 22. Dans une variante de réalisation, le dispositif de nettoyage 21 peut comporter deux brosses ou plus. La brosse de nettoyage rotative 22 est de forme sensiblement cylindrique allongée et disposée selon un axe Y perpendiculaire à l'axe longitudinal de la tringle 20. En conditions normales d'utilisation, cet axe transversal Y1 se confond avec l'axe transversal des panneaux 3 à nettoyer, c'est-à-dire que la brosse de nettoyage rotative 22 est placée perpendiculairement à la ligne de plus grande pente des panneaux 3. Dans une variante de réalisation, la brosse de nettoyage rotative 22 cylindrique horizontale est remplacée par des brosses rotatives d'axe vertical Z. Une combinaison des deux variantes est également possible. La brosse de nettoyage rotative 22 est couverte par un capot de protection 26, de forme semi cylindrique, destiné à éviter les projections d'eau par la brosse sur des zones déjà lavées. La brosse de nettoyage rotative 22 comporte un manchon amovible formant la brosse proprement dite, ledit manchon étant assemblé sur un moyeu. Le manchon amovible est par exemple du type comportant des poils en matière synthétique à terminaison éclatée pour éviter de rayer le verre. Dans le présent exemple de réalisation, le moyeu de la brosse 22 est solidarisé à une tringlerie 24 comportant un renvoi d'angle 25, ladite tringlerie 24 étant entraînée en rotation par un moteur électrique 23. Ce moteur électrique 23 est monté dans l'alignement d'une barre latérale du cadre 27. Il reçoit son alimentation électrique d'un câble (non illustré sur les figures) courant le long de la tringle 20. Le dispositif de nettoyage 1 comporte par ailleurs deux roues 28 destinées au déplacement et au positionnement en hauteur de la brosse 22 au dessus du plan des panneaux 3 à nettoyer. Ces roues 28 sont disposées sur une barre du cadre 27, parallèle à l'axe transversal Y, donc à l'axe de la brosse de nettoyage rotative 22. Dans le présent exemple de réalisation, ces roues 28 sont réalisées en matériau souple, de type caoutchouc, de manière à ne pas rayer la surface desdits panneaux solaires 3.The frame 27 initially supports a rotary cleaning brush 22. In an alternative embodiment, the cleaning device 21 may comprise two or more brushes. The rotary cleaning brush 22 is of substantially elongated cylindrical shape and disposed along an axis Y perpendicular to the longitudinal axis of the rod 20. Under normal conditions of use, this transverse axis Y1 merges with the transverse axis of the panels 3 to clean, that is to say that the rotary cleaning brush 22 is placed perpendicularly to the line of greatest slope of the panels 3. In an alternative embodiment, the rotary cleaning brush 22 horizontal cylindrical is replaced by brushes vertical axis Z. A combination of both variants is also possible. The rotary cleaning brush 22 is covered by a protective cover 26, of semi-cylindrical shape, intended to prevent splashing of water by the brush on previously washed areas. The rotary cleaning brush 22 comprises a removable sleeve forming the brush itself, said sleeve being assembled on a hub. The removable sleeve is for example of the type comprising synthetic bristles end exploded to avoid scratching the glass. In the present embodiment, the hub of the brush 22 is secured to a linkage 24 comprising a bevel gear 25, said linkage 24 being rotated by an electric motor 23. This electric motor 23 is mounted in alignment of a frame side bar 27. It receives its power from a cable (not shown in the figures) running along the rod 20. The cleaning device 1 further comprises two wheels 28 for movement and positioning in height of the brush 22 above the plane of the panels 3 to be cleaned. These wheels 28 are arranged on a bar of the frame 27, parallel to the transverse axis Y, thus to the axis of the rotary cleaning brush 22. In the present embodiment, these wheels 28 are made of flexible material, rubber type, so as not to scratch the surface of said solar panels 3.

La barre intermédiaire 29 du cadre 27 supporte un ensemble de buses de projection d'eau (ici illustrées par six triangles de jets d'eau associés à six buses), lesdits jets venant couvrir arroser la partie inférieure de la brosse de nettoyage 22 sur sensiblement toute sa largeur. Les buses sont alimentées en eau par un tuyau flexible (non illustré sur les figures) courant le long de la tringle 20.The intermediate bar 29 of the frame 27 supports a set of water spray nozzles (here illustrated by six triangles of water jets associated with six nozzles), said jets coming to cover watering the lower part of the cleaning brush 22 on substantially all its width. The nozzles are supplied with water by a flexible hose (not shown in the figures) running along the rod 20.

En son extrémité proche du dispositif de brossage 21, la tringle 20 vient prendre appui sur la barre intermédiaire 29 du cadre 27, par une liaison laissant la tringle 20 libre en rotation autour de son axe et libre en rotation autour de l'axe transversal.At its end close to the brushing device 21, the rod 20 is supported on the intermediate bar 29 of the frame 27, by a link leaving the rod 20 free to rotate about its axis and free to rotate about the transverse axis.

De même, la tringle 20 prend appui sur le châssis 27 par deux bielles 30, 31. La première bielle 30 est reliée en une première extrémité à la tringle 20 par une liaison laissant la tringle libre en rotation autour de son axe longitudinal X1, et est reliée en sa seconde extrémité à la barre du cadre 27 supportant les roues 28. La seconde bielle 31 est reliée en une première extrémité à la tringle 20 par une liaison laissant la tringle libre en rotation autour de son axe longitudinal X1, et est reliée en sa seconde extrémité à la barre du cadre 27 supportant le moteur électrique 23, sensiblement au niveau de celui-ci. Dans une variante de réalisation, le dispositif de lavage 21 comporte, sur les côtés de la brosse 22, des roulettes de réglage de hauteur (non illustrées sur les figures), de diamètre inférieur à celui de la brosse, et permettant de régler la force d'appui de la brosse sur le panneau 3. La tringle 20 est reliée, par l'intermédiaire d'une biellette, à une barre d'orientation des roues 28 de telle sorte que, lorsque l'opérateur agit sur la tringle 20 pour provoquer sa rotation selon l'axe longitudinal X1, cette action entraîne une rotation des roues 28 autour de l'axe vertical Z. Les roues 28 sont, à cet effet, solidarisées chacune à une biellette d'orientation (non illustrée sur les figures). Les deux biellettes sont fixées sur un axe transversal entrainé en translation selon cet axe lors de la rotation de la tringle 20 autour de son axe longitudinal X1. De la sorte, l'opérateur peut faire tourner le dispositif de lavage 21 dans le plan des panneaux 3, et donc décrire des bandes parallèles de lavage successives. Comme on le voit sur la figure 4, la tringle 20 vient prendre appui sur la barre intermédiaire 29 en un point différent de la mi-longueur (D1 # D2) de ladite barre intermédiaire 29, correspondant au plan vertical du centre de gravité du dispositif de lavage 21. Ce décalage latéral du point d'appui est dû à la présence du moteur électrique 23 sur un côté du cadre 27.Similarly, the rod 20 is supported on the frame 27 by two connecting rods 30, 31. The first connecting rod 30 is connected at one end to the rod 20 by a link leaving the free rod in rotation about its longitudinal axis X1, and is connected at its second end to the bar of the frame 27 supporting the wheels 28. The second link 31 is connected at a first end to the rod 20 by a link leaving the free rod in rotation about its longitudinal axis X1, and is connected at its second end to the frame bar 27 supporting the electric motor 23, substantially at the level thereof. In an alternative embodiment, the washing device 21 comprises, on the sides of the brush 22, height adjustment rollers (not shown in the figures), of diameter smaller than that of the brush, and for adjusting the force The rod 20 is connected, via a link, to a wheel orientation bar 28 so that when the operator acts on the rod 20 for cause its rotation along the longitudinal axis X1, this action causes a rotation of the wheels 28 around the vertical axis Z. The wheels 28 are, for this purpose, each secured to an orientation rod (not shown in the figures) . The two links are fixed on a transverse axis driven in translation along this axis during the rotation of the rod 20 around its longitudinal axis X1. In this way, the operator can turn the washing device 21 in the plane of the panels 3, and thus describe successive parallel washing strips. As seen in Figure 4, the rod 20 bears on the intermediate bar 29 at a different point of the mid-length (D1 # D2) of said intermediate bar 29, corresponding to the vertical plane of the device center of gravity This lateral shift of the fulcrum is due to the presence of the electric motor 23 on one side of the frame 27.

Claims

REVENDICATIONS1. A device for cleaning (1) the upper surface (3) of an assembly of at least one substantially inclined panel in a Y1 direction of greater slope, said surface being smooth except for panel connection lines, characterized in that the cleaning device (1) comprises: - a brushing device (21) by friction of the surface of the panels, - means for moving the brushing device (21) on the surface of the panels, - a rod (20) ) of several meters in length, allowing an operator to guide the brushing device (21), attached to one end of said rod (20), - means for orienting the means for moving the brushing device (21) by a rotation of the rod.

2. Device according to claim 1, characterized in that the brushing device (21) comprises at least one flexible brush (22) adapted to rub the surface of the panel, the cleaning device (1) also comprising means for cleaning causing said brush to rotate about a predetermined axis called transverse axis Y.

3. Device according to claim 2, characterized in that the rotary cleaning brush (22) is substantially elongated cylindrical shape and disposed along an axis Y perpendicular to the longitudinal axis of the rod (20).

4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the brushing device (21) comprises at least two counter-rotating brushes of vertical axis Z, the brushing surface is the lower part of said brushes.

5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a protective cover (26) for preventing splashing wash water with a brush on previously washed areas.

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the hub of at least one washing brush (22) is secured to a linkage (24) having a bevel gear (25), said linkage (24) being rotated by an electric motor (23), mounted on a support perpendicular to the axis of the brush.

7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the means for moving the brushing device (21) on the surface of the panels comprise two wheels (28) for the displacement and positioning in height of the brush (22) above the plane of the panels (3) to be cleaned.

8. Device according to claim 7, characterized in that the wheels (28) are arranged parallel to the axis of the rotary cleaning brush (22). 10

9. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises a rotary brush (22) mounted on a frame (27) having an intermediate support bar (29), the rod (20). coming to bear on the intermediate bar (29) at a point different from the mid-length of said intermediate bar (29), said bearing point corresponding to the vertical plane of the center of gravity of the washing device (21), in order to take into account the presence of an electric motor (23) driving the rotating brush (22) on one side of the frame (27).