LIMPIEZA

OBJETO DE LA INVENCION

La presente invención, dispositivo o robot autónomo de limpieza de paneles solares se refiere a un dispositivo o robot que, comprende un sistema basculante de unos medios de limpieza, preferiblemente un cepillo, y un sistema de tracción con ruedas, preferiblemente asociadas por una correa de transmisión, es capaz de efectuar la limpieza de la superficie de una pluralidad de paneles solares, realizando un seguimiento del perfil de cada panel solar y salvando la separación, tanto en sentido horizontal como vertical, que pueda existir entre paneles, de manera que trabaja autónomamente. La invención también se refiere al sistema formado por dicho dispositivo autónomo y al menos dos paneles solares separados entre sí una distancia que puede ser en horizontal y/o en vertical.

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicada a la fabricación, instalación y mantenimiento de paneles solares, abarcando la fabricación de aparatos y máquinas autónomas de limpieza.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como es sabido la eficacia de los paneles de captación de energía solar depende, en gran medida, de que la superficie de los mismos se mantenga lo más limpia posible, ya que, a menor suciedad acumulada mayor es la efectividad de la captación y, en consecuencia, se optimiza la instalación.

El problema es que este tipo de instalaciones, por las dimensiones de los paneles y la ubicación que suelen tener, habitualmente en filas con los paneles elevados respecto del suelo, no suele ser sencilla, haciéndose necesaria la contratación de personal especializado.

En el estado de la técnica existen diferentes formas de proceder a la limpieza de los paneles:

Limpieza manual, la cual requiere mucha mano de obra y es complicada de realizar en lugares de difícil acceso.

Limpieza con brazos sobre tractor, que se utiliza con limpieza húmeda, siendo costosos y de rendimiento muy bajo.

Dispositivos autónomos, utilizados en la misma alineación del seguidor solar y requieren mano de obra para desplazarlos de un seguidor a otro puesto que no presentan medios para pasar de un seguidor separado de otro tanto en la cota horizontal como en cota vertical. Alternativamente a los medios anteriores, se da la opción de no proceder a la limpieza de los paneles del seguidor, de manera que se reduce mucho la efectividad de captación del módulo.

El objetivo de la presente invención es, pues, el desarrollo de un sistema autónomo para efectuar dicha labor con la capacidad de pasar de un seguidor a otros incluso si se encuentran separados.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene como primer objeto un dispositivo, o robot, autónomo de limpieza de paneles solares según la reivindicación 1. Por lo tanto, la presente invención se refiere a un robot diseñado con la finalidad de efectuar la limpieza de la superficie de una pluralidad de paneles solares de manera autónoma, en concreto uno o más paneles alineados que pueden estar separados entre sí, en vertical o en horizontal. El dispositivo comprende:

- Al menos dos ruedas contiguas en un lado y enfrentadas con otras dos ruedas de un lado opuesto, estando los ejes de giro de las ruedas enfrentadas separados entre sí por una primera distancia que determina la anchura del dispositivo y los ejes de giro de las ruedas contiguas separados entre sí por una segunda distancia que determina la longitud útil del dispositivo,

Un sistema de tracción asociado al menos a dos de las ruedas para el desplazamiento de las mismas sobre los bordes del marco de un panel solar, Unos medios de limpieza, con dos extremos y una longitud similar a la primera distancia, con un sistema basculante asociado a ambos extremos de los medios de limpieza para forzar el contacto entre estos y la superficie del panel, y Un módulo de control.

De esta manera, los medios de limpieza con sistema basculante, preferiblemente un cepillo rodante y/o rotativo, son desplazados por un sistema de tracción que provoca la rotación de al menos dos de las ruedas para que el dispositivo se desplace apoyándose las ruedas sobre los bordes de dos lados opuestos del panel y los medios de limpieza desplazándose sobre la superficie del panel limpiando la misma. De esta manera las ruedas no entran en contacto con la superficie del panel ya que la podrían dañar y se limita su movimiento sobre los bordes de dicho panel, preferiblemente sobre el marco del mismo. El dispositivo es controlado por un módulo de control, principalmente responsable de recibir y transmitir señales relativas al inicio o detención del motor de giro de las ruedas, para su traslación, y/ o del medio de limpieza, en un sentido o en otro, entre otras posibles funciones.

Las ruedas de cada lado están preferiblemente unidas entre si por medio de una correa de transmisión, preferiblemente de goma o similar. Cada par de ruedas puede estar asociada a un motor que proporciona el movimiento a cada par de ruedas para la traslación del dispositivo. Alternativamente, cada par de ruedas unidas por una correa de transmisión, está vinculada mediante ejes paralelos a la rueda enfrentada, de manera que un solo motor asociado a una de las cuatro ruedas proporciona movimiento al sistema. Otra alternativa a esta segunda construcción es no incorporar una correa de transmisión entre las ruedas de un mismo lado e incluir un motor en cada uno de los dos ejes.

Aunque únicamente se hace referencia a la disposición de cuatros ruedas y dos ejes, sería posible incluir más de dos ruedas por lado dependiendo de las dimensiones del dispositivo y del panel a limpiar.

En función de la disposición de las ruedas puede ser necesario un bastidor para reforzar y soporta el conjunto. En el ejemplo con ruedas enfrentadas vinculadas por un eje y con las ruedas contiguas vinculadas por una correa de transmisión, podría no ser necesario dicho bastidor, pero si las ruedas contiguas están únicamente vinculadas por una correa de transmisión o las ruedas enfrentadas están únicamente vinculadas por los ejes, si es necesario emplear un bastidor que soporte el conjunto.

Los medios de limpieza pueden ser cualquier elemento que desplazándose sobre la superficie del panel puede limpiar el mismo sin dañarlo. Preferiblemente será un cepillo cilindrico, incorporado en paralelo entre las ruedas de un mismo lado, aunque también podría ser un elemento con sección no circular o incluso un elemento con fibras sueltas. Dicho elemento puede rotar o no, para lo cual, si el medio de limpieza rota, se dispondrá un segundo motor que proporcione dicho movimiento de rotación. Dicho movimiento de rotación se podría también proporcionar mediante un sistema de correas que conecte el eje de los medios de limpieza con el motor de traslación del dispositivo, encargado de mover al dispositivo sobre los paneles.

Dichos medios de limpieza presentan un sistema basculante asociado a los mismos para asegurar que el contacto entre el medio de limpieza y la superficie del panel exista mientras el dispositivo se desplace sobre los paneles. Dicho sistema basculante puede estar asociado a un par de ruedas enfrentadas o al propio bastidor. El sistema basculante preferiblemente comprende, al menos, un resorte que trabaja a compresión en sentido perpendicular a la superficie del panel sobre el que se desplaza el robot para mantener los medios de limpieza en una posición determinada, y asegurar el contacto con los paneles solares. Una alternativa al anterior sistema basculante emplea un brazo que por un extremo está unido al bastidor, o al eje de giro de las ruedas del dispositivo, y por el extremo opuesto está unido a los medios de limpieza. El propio peso del brazo puede mantener en contacto los medios de limpieza contra la superficie de los paneles a limpiar, aunque también es posible emplear un muelle de torsión entre el brazo y el bastidor o entre el brazo y el eje de giro de las ruedas. Asimismo, otros sistemas basculantes pueden emplear un guiado vertical de cualquier tipo o un guiado articulado desde cualquier punto de la estructura, Asimismo, los resortes pueden ser de diferentes tipos, como por ejemplo resortes de gas, resortes formados por arandelas tipo Belleville o similares. El sistema de basculación puede asimismo comprender contrapesos o incluso ser un sistema por gravedad para garantizar el contacto de los medios de limpieza sobre el panel.

Dependiendo de las necesidades constructivas y de aplicación del dispositivo de limpieza, tal como, dimensiones de los paneles, características de los medios de limpieza (peso, rigidez de las cerdas de limpieza en el caso de un cepillo), de la potencia del motor de traslación del dispositivo, de la potencia del motor de giro de los medios de limpieza, entre otros, el sistema basculante será definido.

Alternativamente al citado cepillo cilindrico o rodillo, se podrán emplear como medios de limpieza, por ejemplo, labios rascadores, cortina de aire, cepillos verticales, cepillos oblicuos, regletas de cepillos fijos, dispositivos para limpieza húmeda con chorro de agua y/o cepillo, mopa de vibración, húmeda o no, entre otros. En función del tipo de medio de limpieza, el mismo podrá requerir elementos auxiliares para su funcionamiento, como pueden ser acceso a una fuente de líquido y medios de distribución del mismo, como, por ejemplo, para medios de limpieza húmeda.

Adicionalmente, el robot puede comprender cuatro varillas situadas en los extremos del bastidor y que prolongan la longitud útil del dispositivo por su parte anterior y su parte posterior. Estas varillas están alineadas con los respectivos pares de ruedas de un lado y presentan una pequeñas ruedas o ruedecillas en sus extremos libres, opuestos a los extremos de unión de las varillas con el bastidor. Preferiblemente, las varillas en que se incorporan estas ruedecillas de giro libre, estarán fijadas en respectivos paneles laterales de soporte que forman parte del bastidor y que proporcionan robustez al conjunto, sirviendo de anclaje para los motores eléctricos empleados, por ejemplo, de tracción y de rotación del cepillo, así como para el módulo de control de funcionamiento, batería o fuente de la alimentación e interruptor de accionamiento.

De esta manera, los dispositivos que presenten una correa de transmisión entre dos de sus ruedas contiguas que realizan un seguimiento del perfil o marco de cada panel por el que van pasando los medios de limpieza para limpiar su superficie permiten salvar la separación, tanto en sentido horizontal como vertical, que existe entre paneles. Asimismo, aquellos dispositivos que no presenten dichas correas emplearán las citadas varillas de extensión de la longitud útil del dispositivo para facilitar el salto entre paneles.

Además, las cuatro ruedas de tracción presentan unas “valonas” o guías que se valen del marco del módulo para encajar en el borde del mismo haciendo que el robot discurra sobre este de manera encauzada entre panel y panel.

En aquellos casos con correa de transmisión, las cuatro ruedas de tracción sirven de apoyo físico del robot sobre el perfil del panel y hacen de reenvío de la tracción de la correa que, a su vez, queda en contacto sobre la superficie del panel. La correa preferiblemente es de tipo “V” o sección en V y está fabricada en polyester y caucho compuesto. En una opción de realización preferida, incorpora un recubrimiento de PVC con tacos para mejorar la tracción en contacto con los paneles.

En un ejemplo, el cepillo presenta dos ruedas de apoyo en sus extremos y que carecen de tracción, siendo simplemente un apoyo para que el cepillo consiga realizar el seguimiento de manera correcta. Para ello, preferiblemente las ruedas de apoyo tienen una configuración acanalada que sirve de guía para encajar en la correa.

Preferiblemente, el dispositivo o robot está diseñado para paneles solares con un ancho de 1040 mm. con un largo unitario de 2100 mm, aunque estas dimensiones pueden variar en función del panel a limpiar, por ejemplo, con anchos de hasta 1300 mm. Los principales requerimientos del robot son, entre otros, el salto de hasta preferiblemente 600 mm. en sentido horizontal y hasta 150 mm. en sentido vertical que pueda existir entre paneles. En cualquier caso, estas dimensiones se pueden ver alteradas en función de las dimensiones del robot modulando las mismas a las dimensiones y disposición de los paneles, por ejemplo, a configuraciones de 3L o 2P, y adaptando el robot a las distancias entre dichos paneles, tanto verticales como horizontales. Dicho salto puede hacerlo tanto en sentido ascendente como en sentido descendente.

Un segundo objeto de la invención es un sistema de limpieza de paneles solares según la reivindicación 13. En concreto, dicho sistema comprende:

Un dispositivo autónomo de limpieza de paneles solares conforme al primer objeto de la invención descrito anteriormente,

- Al menos dos paneles solares con un marco sus bordes, con una anchura y una longitud cada uno, y al menos una tercera distancia vertical (v) y/o horizontal (h), de separación entre ambos, de manera que: la primera distancia del dispositivo es igual o mayor que la anchura de un panel solar, desplazándose las ruedas contiguas por el marco del panel, la longitud útil del dispositivo es mayor o igual que la tercera distancia horizontal entre ambos paneles, y

- el radio de la rueda es mayor o igual que la tercera distancia vertical. DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Para completar la descripción de la presente invención y para facilitar la comprensión de las características de la misma, se incluye en la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un juego de figuras.

La figura número 1 muestra una vista en perspectiva de los principales elementos que comprende el robot autónomo de limpieza de paneles solares objeto de la invención, apreciándose la configuración y disposición de los mismos en un ejemplo de realización.

Las figuras números 2-A, 2-B y 2-C muestran respectivas vistas esquemáticas, en alzado lateral, de las sucesivas fases de avance del robot de la invención en funcionamiento para salvar la separación entre paneles.

La figura número 3 muestra una vista en planta del ejemplo del robot autónomo de limpieza de paneles solares de la invención mostrado en la figura 1 , en este caso representado en su conjunto más completo incluyendo ruedecillas auxiliares que facilitan la operación de salto entre paneles, apreciándose la disposición de las mismas en sendos paneles laterales de soporte.

Las figuras número 4 y 5 muestran sendas vistas en perspectiva, tomadas desde lados opuestos, del ejemplo del robot de la invención mostrado en la figura 3, apreciándose su configuración general.

La figura número 6 muestra una vista en alzado lateral del robot, según el ejemplo mostrado en las figuras precedentes.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las mencionadas figuras a continuación se describe un ejemplo de realización del dispositivo o robot autónomo de limpieza de paneles solares de la invención. Así, tal como se aprecia en dichas figuras, el robot (1) de la invención comprende: un sistema de tracción con correas (4) sintéticas y ruedas de tracción guía (2) con que realiza un seguimiento del perfil del panel (P) por el que va pasando, y con el que va salvando la separación, tanto en sentido horizontal (h) como vertical (v), que puede existir entre paneles (P); y un sistema basculante de cepillo (6) rodante que limpia la superficie del panel (P) por el que va pasando.

En la forma de realización preferida, dicho sistema de tracción está conformado por cuatro ruedas de tracción guía (2) que están unidas por pares a sendos ejes (3) paralelos y vinculadas, las dos de cada lado, por una correa (4) de goma que actúa de oruga para procurar el desplazamiento del conjunto sobre la superficie del panel (P) a limpiar, existiendo asociado a una de dichas ruedas un primer motor (5), preferiblemente un motor eléctrico, que proporciona el movimiento de avance al sistema, tanto en un sentido como en el opuesto,

Por su parte, el sistema basculante de cepillo comprende un cepillo (6) cilindrico, incorporado en paralelo entre los ejes (3) de las ruedas de tracción guía (2), en cuyos respectivos extremos incorpora unas ruedas de apoyo (7) que descansan sobre las correas (4) del sistema de tracción, estando además asociado por un extremo a un segundo motor (8), preferentemente también un motor eléctrico, que proporciona movimiento de rotación al cepillo (6) así como a un sistema basculante. El sistema basculante comprende, al menos, un brazo (9) que por un lado está asociado a cada extremo del cepillo (6) y por el extremo opuesto está asociado con una de las ruedas de tracción (2). El propio peso del brazo fuerza a los medios de limpieza, el cepillo en este caso, a mantenerse en contacto con la superficie de los paneles del seguidor solar. Alternativamente, se puede disponer un muelle de torsión entre el brazo (9) y las ruedas de tracción o el bastidor, forzando así la posición del brazo (9). En otra construcción, se puede disponer un muelle que trabaja a compresión en sentido perpendicular a la superficie del panel (P) sobre el que se desplaza el robot (1), disponiéndose dicho muelle entre el bastidor y los medios de limpieza o cepillo (6)..

Adicionalmente, como se aprecia en las figuras 3 a 6, el robot (1) puede comprender además cuatro ruedecillas auxiliares (10) de ayuda que se incorporan en el extremo distal de unas varillas (11) que se prolongan por la parte anterior y posterior del robot (1), alineadas con los respectivos pares de ruedas de tracción guía (2), facilitando el salto entre paneles (P) que, como se aprecia en las figuras 2-A, 2-B 2-C, están separados entre sí por un espacio intermedio tanto en sentido horizontal (h) como vertical (v).

Preferiblemente, las varillas (11) en que se incorporan estas ruedecillas auxiliares (10), que son de giro libre, están fijadas en respectivos paneles laterales de soporte (12) que se unen entre sí mediante sendas barras (15), conformando el bastidor del robot o dispositivo, y proporcionan robustez al conjunto, sirviendo de anclaje para los dos motores eléctricos de tracción (5) y de rotación (8) del cepillo (6), así como para un módulo de control (13) de funcionamiento, en que se incorpora una batería o fuente de alimentación e interruptor de accionamiento (14).

Preferentemente, las ruedas de tracción guía (2) están fabricadas en plástico inyectado.

En todo caso, preferiblemente, cada una de las cuatro ruedas de tracción (2) presenta una “valona” o guía perimetral externa con que se ajustan al marco del panel (P) para encajar en el borde del mismo haciendo que el robot discurra sobre este de manera encauzada entre panel y panel (P).

Asimismo, de manera preferida, la correa (4) es de sección en V y está fabricada en polyester y caucho compuesto, pudiendo incorporar, opcionalmente, un recubrimiento de PVC con tacos para mejorar la tracción en contacto con los paneles (P).

Las dos ruedas de apoyo (7) del cepillo (6), que carecen de tracción y simplemente son un apoyo para que el cepillo (6) consiga realizar el seguimiento de manera correcta, presentan una configuración acanalada que sirve de guía para encajar en la correa (4). Y, preferentemente, el cepillo (6) está asociado a dos resortes (9), uno en cada extremo del mismo.