[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, na- mentlich 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 un- terschiedlichster, 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 Bür- stenwalze und eine Halteeinrichtung, die eine Verlagerungsbewegung des Bürsten- schlittens über die zu reinigende Fläche ermöglicht. Die Bürstenwalze wird im Reini- gungsbetrieb derart drehend angetrieben, daß sie durch Eingriff mit der zu reinigen- den Fläche eine in Vorschubrichtung auf den Bürstenschlitten wirkende Kraft er- zeugt. 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-

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 Walzen- bürste 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 be- wegt. Dies geschieht durch einen weiteren Antrieb oder per Hand.

[008] Ein Seilzug ist im Hinblick auf die erforderliche Gleitschmierung und das gefor- derte Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung-hohe Staub-und Sandbelastung und daraus folgend salzhaltige harte Schmutzkrusten-für die sichere Funktionsfä- higkeit 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 an- gebracht ist, bekannt. Die Bürstenwalze ist teleskopartig verlängerbar ; die Verfahr- bewegung der Halterungen ist asynchron, so daß die Bürstenwalze auch nicht- rechteckförmige Flächen überstreichen kann. Aus dem Ziel dieser Konstruktion er- geben sich neben dem Antrieb für die Bürstenwalze auch notwendigerweise minde- stens 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 Vor- richtung zur Reinigung von Fenstern oder Wandflächen, welche in fest verankerte Laufschienen geklemmt ist, und mit diesen Laufrädern eine Verfahrbewegung durchführt.

[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 erhöh- ten Komplexität einer derartigen Konstruktion für die benannte automatisierte An- wendung nicht in Betracht gezogen werden. Zudem erscheint das Ergebnis der Rei- nigung in einem klimatisch anspruchsvollen Einsatzgebiet nicht vorteilhaft. Schließ- lich 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 Antriebsein- heit 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 ho- hen Schmutzbelastung ausgesetzt ist, die ihre Betriebssicherheit und Betriebsfähig- keit nicht gefährden darf, wird durch den Stand der Technik nicht anforderungsge- recht 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 un- terstützend 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-

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 Photo- voltaik-Anlage wesentlich.

[018] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, insbesondere soll eine Abreinigungsvorrichtung für eine trok- kene mechanische Abreinigung von Photovoltaik-Generatoren und ebenen Sonnen- kollektoren sowie den Spiegel konzentrierender Systeme vorgeschlagen werden, die sich durch eine möglichst einfache, kostengünstige, robuste, wetterfeste und trans- portable 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 Schmutzteil- chen 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 aus- gestattet. 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 Ge- triebe. Mit diesen Getrieben wird die Drehbewegung der Walzenbürste in eine Ver-

fahrbewegung der Walzenbürste umgeformt. Es können auch mehrere Bürstenwal- zen 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 Leicht- metallprofilen, 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 Milchküh- lunit verwendet wird, aber auch bei stationären Photovoltaikflächensystemen.

[024] Der Erfindung liegt im weiteren der Gedanke zugrunde, daß die Verfahrbewe- gung 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 effizi- ente Reinigung mit dem angestrebten minimierten Aufwand möglich ist.

[025] Selbst bei Modulplatten ohne Berandung erweist sich ein paralleles Verschie- ben der Bürstenwalzen als sehr vorteilhaft, da sich so auch der Reibungswiderstand verringert und infolge dessen die erforderliche Gesamtleistung des Antriebs verrin- gert. Dies ist ein sehr wesentlicher Effekt, da etwa Dreiviertel der aufzubringenden Antriebsleistung für die Bewegung der Walzenbürste eingesetzt werden muß. Erfin- dungsgemäß 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 me- chanische Krafteinwirkung und nimmt die Schmutzteilchen auf. Eine Schutzabdek- kung der Bürstenwalze übernimmt dabei die Aufgabe, die aufgenommenen Schmutzteilchen von der Bürstenwalze abzustreifen. Im einfachsten Fall ist vorgese- hen, daß die Schutzabdeckung an ihrer Unterseite mit zwei Blechkanten in den Be- reich der Borsten eingreift und eine Kammer bildet, welche den Schmutz aufnimmt.

Eine Blechkante ist klappbar ausgebildet, um den Schmutz wieder entfernen zu kön- nen. Dies geschieht vorzugsweise in einer Parkposition der Bürstenwalze nach ei- nem Reinigungsdurchlauf, und wird durch einen Mechanismus, z. B. einen Federme- chanismus, 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 kei- nen 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 Zeit- schaltung 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 ei- nem 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 ei- nem Solarmodulrahmen 2 berandet sind. Des weiteren sind die Fahrgetriebe 3, die Führungsschienen 4, die Antriebseinheit 5 und die Bürstenwalze 6 mit innenliegen- der Bürstenwelle 7 gezeigt. Die Bürstenwalze 6 ist in einem Schutzgehäuse 8 mit Abstreiffunktion eingelagert. Die gezeigte einfache Ausführung besteht nur aus einer Bürstenwalze.

[033] An die Trägerkonstruktion der Solarmodulrahmen 2 ist seitlich je eine, aus Aluminiumprofilen bestehende, Führungsschiene 4 angebracht. Der Bereich der Bür- stenwalze 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, insbe- sondere 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 zu- rück in die Parkposition verfahren. Die Führungsschienen 4 bestehen aus mehreren klappbaren Segmenten. Am unteren und oberen Ende der Führungsschiene 4 befin- det sich ein mechanischer Auslöser 14 für die Richtungsumkehrung der Bürstenwel- le 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 Führungsschie- ne 4 mit Zahnbahn 9, das Fahrgetriebe 3, die Zahnradkombination 10 und der Zahn- riemen 11 ersichtlich.

[035] Diese Darstellung verdeutlicht, wie mit der Antriebseinheit 5 eine Drehbewe- gung der Bürstenwalze, hier veranschaulicht durch die Bürstenwelle 7, in eine Ver- fahrbewegung 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 aufgefange- nen 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.

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