MEMORIA DESCRIPTIVA

[0001] La presente invención se refiere a un sistema o robot de limpieza de paneles, en particular paneles solares o fotovoltaicos, cuyo funcionamiento se basa en módulos independientes que se comunican entre sí, dispuestos en un arreglo de paneles, junto a un elemento de limpieza, desplazándose sobre dicho arreglo de paneles para limpiar la superficie de los mismos. El sistema está fabricado de forma modular, permitiendo su adaptación a distintas configuraciones de paneles, principalmente mediante el ajuste de la distancia entre los módulos.

[0002] El sistema modular para la limpieza de paneles o arreglos de paneles de la invención comprende esencialmente al menos dos módulos independientes que se comunican entre sí, dispuestos en los extremos superior e inferior del arreglo de paneles, respectivamente; y al menos un elemento de limpieza dispuesto entre los al menos dos módulos de manera transversal al arreglo de paneles. Además, cada uno de los módulos comprende al menos un elemento de tracción, proveyendo de esta forma movimiento a los módulos a través del arreglo de paneles.

ANTECEDENTES

[0003] En la actualidad existe un creciente interés en mejorar las condiciones de operación y eficiencia de las plantas fotovoltaicas, las cuales se han convertido en una fuente importante de energía renovable alrededor del mundo. Dichas plantas están ubicadas en su mayoría en zonas desérticas de alta radiación, con condiciones de operación bastante agresivas para los componentes de los sistemas involucrados.

[0004] Uno de los factores de riesgo de los proyectos fotovoltaicos, y principal costo en la operación, es el problema del ensuciamiento (soiling en inglés), provocado por el material particulado que se deposita en la superficie de los paneles, impidiendo que la radiación disponible llegue íntegramente a las celdas, mermando así la generación de energía. El ensuciamiento, dependiendo de la situación geográfica y de factores climáticos, puede disminuir considerablemente los ingresos esperados y la duración de los equipos debido al acelerado deterioro de los materiales.

[0005] Con el aumento exponencial de la superficie cubierta por plantas fotovoltaicas, y como consecuencia de estar expuestas a la intemperie, se hacen necesarias soluciones eficientes para llevar a cabo la limpieza de los paneles y así mantener el rendimiento de la planta en un nivel alto de manera permanente. Para reducir las pérdidas por ensuciamiento se necesitan métodos de limpieza optimizados y de alta frecuencia. Es decir, que puedan cubrir la planta completa y que se efectúe la tarea con tal frecuencia que la acumulación de material particulado afecte de la menor manera posible los ingresos por generación eléctrica.

[0006] En este contexto, y específicamente en el campo de los sistemas para limpiar paneles solares, existen variadas soluciones disponibles actualmente en el mercado, las cuales cumplen con el propósito de mantener libre de polvo a los arreglos de paneles dispuestos en las plantas fotovoltaicas. Sin embargo, existen una serie de problemáticas asociadas a su implementación que ninguna de dichas soluciones es capaz de abordar. Una de dichas problemáticas tiene relación fundamentalmente con la pérdida de eficiencia en los paneles, producto de la gran superficie de los sistemas de limpieza, los cuales pasan sobre los paneles produciendo sombra en ellos, impidiendo que la radiación solar llegue a las celdas. Otro problema presente en los sistemas actuales tiene relación con la pérdida de eficiencia debido a algún desperfecto en el sistema o en alguno de sus componentes, ya que, en dicha situación, el sistema debe ser retirado por completo para su revisión y reparación, quedando los paneles a merced del polvo, salvo que se cuente con un sistema completo de respaldo, lo que encarece en demasía el proceso, considerando el tamaño de las plantas fotovoltaicas. De estos y otros problemas se hace cargo la presente invención.

[0007] En el ámbito de las patentes también existen soluciones que apuntan a la limpieza de paneles solares. Por ejemplo, la solicitud de patente US 2015/0349706 Al describe un sistema de limpieza de módulos fotovoltaicos, el cual incluye un dispositivo de limpieza robótico, un sistema de soporte y un cabezal de limpieza curvo, en donde el sistema de soporte está configurado para proporcionar una primera cantidad dosificada de líquido de limpieza a un depósito incluido en el dispositivo de limpieza robótico, en el que la primera cantidad de líquido se basa en el nivel de suciedad de la pluralidad de módulos fotovoltaicos. En este sentido, el sistema descrito por este documento difiere de la presente invención en varios aspectos, siendo los más relevantes el uso de un líquido como agente limpiador y la capacidad modular de los componentes de cada uno de los sistemas.

[0008] En relación con el primer aspecto, se puede apreciar que el documento US 2015/0349706 Al busca ofrecer una solución de limpieza que incluye agregar un líquido limpiador sobre la superficie de los paneles. Si bien con dicho sistema la capacidad de limpieza aumenta, el uso de un líquido como agente de limpieza comprende distintos problemas, por ejemplo, asociados al golpe térmico que se genera sobre los paneles, producto del cambio repentino de temperatura al entrar en contacto con el líquido. En este sentido, los fabricantes de paneles recomiendan limpieza en seco de los mismos, justamente para evitar cambios bruscos en la temperatura. Otro problema de este tipo de sistemas está asociado a la logística y costos de alimentar con líquido de manera constante los depósitos de cada robot, lo que es complejo principalmente en zonas desérticas donde usualmente se encuentran las plantas fotovoltaicas, zonas que presentan gran escases de agua. Por lo tanto, el supuesto rendimiento ganado al ofrecer una mejor limpieza de la superficie de los paneles, se ve reducido por los riesgos de dañar los paneles solares producto del golpe térmico y grandes costos de mantener una alimentación constante de producto líquido de limpieza . Esto no ocurre en el sistema de la presente invención, en donde se contempla la limpieza en seco de los paneles, acorde a los requerimientos de cada fabricante, manteniendo un nivel óptimo de limpieza en dichas superficies, para obtener así un rendimiento superior al obtenido con soluciones actualmente utilizadas.

[0009] Respecto al segundo aspecto, referido a la capacidad modular de los componentes del sistema, el documento US 2015/0349706 Al no describe ni sugiere que el robot de limpieza sea modular, lo cual, en caso de existir alguna avería en el robot, provocaría el necesario retiro de la unidad completa. En cambio, en caso de falla de alguno de los módulos o elemento de limpieza de la presente invención, basta con retirar dicho componente, sin afectar al resto del sistema. En efecto, la característica modular de los compontes que forman el sistema de limpieza de la invención permite que dichos componentes sean intercambiables y reemplazables con facilidad, operaciones que se pueden realizar in-situ sin la necesidad de retirar completamente el sistema para su reparación. Esta característica no solo facilita la operación y mantención del sistema, sino que también mejora su disponibilidad al disminuir los tiempos de detención debido a procesos de mantención y, adicionalmente, reduce sustancialmente los costos asociados al mantenimiento.

[0010] Otro ejemplo es el divulgado en la solicitud de patente US 2012/0125367 Al, que describe un dispositivo de servicio para el mantenimiento de un arreglo de paneles solares. Dicho dispositivo comprende una unidad de servicio para el mantenimiento de la superficie del arreglo de paneles, una unidad de guía para guiar la unidad de servicio con respecto al arreglo de paneles, y una unidad de accionamiento para mover la unidad de servicio con respecto al arreglo de paneles, en donde la unidad de servicio comprende una primera sección de acoplamiento y una segunda sección de acoplamiento, en donde la unidad de guía se puede unir a la primera sección de acoplamiento, estando la unidad de guía configurada para un acoplamiento directo con un borde del arreglo de paneles, en el que la unidad de accionamiento se puede unir a la segunda sección de acoplamiento, y en el que la segunda sección de acoplamiento es desplazable con respecto a la primera sección de acoplamiento mediante la unidad de accionamiento.

[0011] En este caso, la diferencia que existe entre la presente invención y el dispositivo descrito en el documento US 2012/0125367 Al radica principalmente en la no modularidad de sus componentes, ya que a partir de la descripción de dicho documento no se desprende ningún indicio que apunte a que, en caso de alguna falla en alguno de los componentes del sistema, este pueda ser reemplazado de manera simple e independiente del resto del sistema, como si ocurre en la presente invención. Además, existen particularidades que hacen a la presente invención una mejor solución para el problema de la limpieza de paneles, como, por ejemplo, el que cada uno de los componentes principales esté protegido por cubiertas y sellos independientes, lo cual aumenta la vida útil de ellos, además de hacerlos fácilmente identificables y reemplazables, disminuyendo los tiempos de mantención y reparación. Dicha particularidad no se aprecia de la descripción del documento US 2012/0125367 Al, en donde se observa que la mayoría de los componentes están expuestos a las condiciones climáticas adversas a la que están sometidos los paneles solares.

[0012] Por lo tanto, resulta necesario contar con un sistema capaz de limpiar paneles solares que no sólo cumpla con dicha función, sino que también minimice las pérdidas de rendimiento del arreglo de paneles en el cual está operando, reduciendo cualquier riesgo de dañar los paneles con el proceso de limpieza, además de poder contar con un montaje y desmontaje rápido y sencillo, que no interfiera con la estructura del arreglo de paneles. Esta y otras ventajas asociadas con otros aspectos de la tecnología son descritas en mayor detalle a continuación.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

[0013] La invención se refiere a un sistema modular para la limpieza de paneles o arreglos de paneles, en particular paneles solares o fotovoltaicos, pero que también podría utilizarse en otro tipo de superficies afines, como por ejemplo para la limpieza de heliostatos. El sistema de la invención minimiza las pérdidas en la generación eléctrica del arreglo de paneles y facilita tanto el montaje como el desmontaje del sistema, así como su mantención gracias a su modularidad, disminuyendo los riesgos de causar algún tipo de daño a los paneles y el tiempo requerido en efectuar operaciones de mantenimiento.

[0014] De acuerdo con una modalidad preferente de la invención, el sistema modular para la limpieza de paneles o arreglos de paneles comprende: - al menos dos módulos independientes y que se comunican entre sí, dispuestos en los extremos superior e inferior del arreglo de paneles, respectivamente; y

- al menos un elemento de limpieza dispuesto de manera transversal al arreglo de paneles entre los al menos dos módulos, en donde dicho al menos un elemento de limpieza está unido a dichos módulos mediante acoples; en donde cada uno de los módulos comprende al menos un elemento de tracción dispuesto de forma sustancialmente perpendicular al arreglo de paneles, en donde dicho elemento de tracción gira al aplicarle una fuerza, proveyendo de esta forma movimiento a los módulos a través del arreglo de paneles, para el desplazamiento del sistema sobre el arreglo de paneles.

[0015] El carácter independiente de los módulos que son parte del sistema de la invención no solo se refiere a que un módulo forma una unidad completamente independiente de otra, tanto constructivamente como funcionalmente, sino que también se refiere a la capacidad de reemplazar dichos módulos en su totalidad, formando unidades completamente reemplazables, ya sea mediante el intercambio con módulos equivalentes desde otros sistemas de limpieza o mediante el reemplazo con módulos equivalentes disponibles en un stock de módulos. Luego, la independencia de los módulos que forman el sistema de la invención no solo se asocia a las ventajas evidentes de los procesos de mantenimiento del sistema, dada la rápida y sencilla operación de reemplazo de módulos, sino que también guarda relación con reducir sustancialmente los tiempos y costos de transporte y ensamblaje del sistema. En efecto, la configuración modular del sistema de limpieza le otorga cualidades de portabilidad, toda vez que en su estado desensamblado los módulos del sistema pueden transportarse en forma compacta y, por ejemplo, de a pares previamente emparejados o listos para su emparejamiento en terreno.

[0016] Por otra parte, la comunicación entre módulos resulta esencial para establecer un movimiento coordinado del sistema sobre el arreglo de paneles a limpiar, siendo relevante destacar que la independencia entre módulos que plantea la invención, en términos de la dificultad que ello puede resultar en la operación de los mismos, es resuelta mediante la comunicación constante entre módulos, los que operan coordinadamente e como se explica más adelante en relación con una modalidad del sistema. Adicionalmente, el carácter fácilmente reemplazable de los módulos se encuentra estrechamente relacionado con la comunicación entre los mismos, la que es posible de establecer en forma sencilla mediante la configuración de un enlace de comunicación que se establece entre módulos que forman un sistema de limpieza, ya sea durante el primer ensamblaje del sistema o al realizar operaciones de reemplazo de uno o más módulos. [0017] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el sistema además comprende al menos un perfil, ajustable a la distancia entre los extremos superior e inferior del arreglo de paneles, en donde dicho perfil mantiene unidos los módulos a través de al menos una abertura y un acople dispuestos en cada uno de los módulos. Dicha abertura y dicho acople están configurados para que un perfil atreviese y se fije a los mismos, y con ello a cada módulo, en donde dicha fijación es mediante algún medio de fijación conocido, que mantiene fijo el perfil al módulo. De acuerdo con una alternativa preferente, el sistema comprende dos perfiles, que mantienen unidos los módulos de un sistema de limpieza a través de al menos dos aberturas y dos acoples dispuestos en cada uno de los módulos. La configuración de perfiles y módulos con aberturas y acoples para conexión de dichos perfiles no solo facilita el ensamblaje del sistema, sino que también proporciona un ajuste rápido y sencillo de la longitud del sistema al tamaño del arreglo de paneles a limpiar.

[0018] Si bien una modalidad de la invención considera una unión estructural entre módulos dada solamente por el elemento de limpieza que se encuentra entre los mismos, utilizar uno o más perfiles dispuestos entre módulos para establecer una conexión estructural específica entre dichos módulos resulta preferente con el objeto de evitar sobrecargar al elemento de limpieza, destinando al mismo únicamente una función de limpieza. Por ejemplo, cuando el sistema opera sobre paneles inclinados se genera un escenario en el cual el peso del módulo inferior produce esfuerzo de tracción sobre el módulo superior, esfuerzo comunicado a dicho módulo superior a través de él o los componentes que conectan estructural mente ambos módulos. Luego, si se emplea uno o más perfiles entre módulos es posible reducir cualquier esfuerzo de tracción sobre el elemento de limpieza, destinando el mismo únicamente a su función de limpieza mediante el giro sobre su eje.

[0019] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el elemento de limpieza corresponde a un cepillo o escobilla de sección transversal cilindrica o poligonal, en donde sus cerdas son duras, flexibles o una combinación de estas características. Además, de acuerdo con una modalidad el cepillo o escobilla está formado por una pluralidad de elementos de limpieza (16) o secciones de cepillo, cuya cantidad y tamaño depende de la distancia entre los módulos, formando un cepillo modular fácilmente adaptable al tamaño del arreglo de paneles a limpiar.

[0020] De acuerdo con otra modalidad de la invención, cada uno de los módulos además comprende al menos un elemento de tracción adicional, dispuesto de forma sustancialmente perpendicular al arreglo de paneles, en donde dicho elemento de tracción gira al aplicarle una fuerza, proveyendo de esta forma una ayuda adicional al movimiento de los módulos a través del arreglo de paneles. De manera preferente, cada módulo comprende al menos dos elementos de tracción, dispuestos hacia los extremos de cada módulo, distribuyendo la fuerza de tracción en forma sustancialmente uniforme.

[0021] De acuerdo con otra modalidad de la invención, cada uno de los módulos además comprende al menos un par de elementos de guía, para mantener la estabilidad de dichos módulos y servir de guía en los extremos superior e inferior del arreglo de paneles, particularmente en los bordes de dichos paneles. Además, los elementos de guía proporcionan soporte al sistema, sosteniendo al mismo por uno de los extremos principalmente cuando el arreglo de panales presenta una inclinación. Cada uno de los módulos además puede comprender al menos un par adicional de elementos de guía, para entregar estabilidad adicional al sistema y servir de guía en los extremos superior e inferior del arreglo de paneles. En esta modalidad, en donde cada módulo comprende al menos dos pares de elementos de guía, cada par se dispone hacia los extremos del módulo, proporcionando sosteniendo al sistema de manera sustancialmente uniforme. La cantidad de elementos de guía dependerá exclusivamente de la dificultad para movilizarse a través del arreglo de paneles, lo cual puede verse afectada por diversos factores, como, por ejemplo, la inclinación, la rugosidad de la superficie, el peso del sistema, etc.

[0022] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el material de fabricación de los módulos, de los perfiles, de los elementos de tracción y de los elementos de guía se puede seleccionar del grupo que comprende aleaciones de acero, aluminio, madera, plástico, gomas o una combinación de uno o más de dichos materiales.

[0023] De acuerdo con otra modalidad de la invención, cada uno de los módulos además comprende al menos un elemento de accionamiento, que provee de giro a los elementos de tracción, en donde cada uno de los módulos además comprende al menos un elemento de accionamiento adicional, que provee de giro al elemento de limpieza a través de un sistema de transmisión. De acuerdo con una modalidad preferente cada elemento de tracción posee su elemento de accionamiento, proporcionando un accionamiento independiente de dichos elementos de tracción, permitiendo incluso continuar con el desplazamiento del sistema en caso de falla de uno de los elementos de accionamiento que impulsa al elemento de tracción correspondiente. Además, considerando que cada módulo comprende un elemento de accionamiento adicional para impulsar el giro del elemento de limpieza, también es posible continuar con dicho giro en caso de que uno de dichos elementos de accionamiento falle.

[0024] En relación con los elementos de accionamiento, estos corresponden a un motor eléctrico o cualquier tipo de elemento capaz de convertir energía eléctrica o de un combustible en energía mecánica. Cada uno de los elementos de accionamiento está cubierto por una carcasa individual sellada e impermeable para su protección, formando una unidad fácilmente desacoplable y reemplazable. Asimismo, el sistema de transmisión corresponde a un sistema de poleas y correa de transmisión o a cualquier tipo de sistema capaz de transmitir la energía generada por elementos de accionamiento, en donde el sistema de transmisión está cubierto por una carcasa individual sellada e impermeable para su protección, formando una unidad fácilmente desacoplable y reemplazable.

[0025] De acuerdo con otra modalidad de la invención, cada par de elementos de guía comprende al menos dos pletinas, en donde dichas pletinas se utilizan para unir en sus extremos los ejes de cada elemento de guías que forma un par de elementos de guía, en donde cada par de elementos de guías comprende un eje de anclaje conectado a ambas pletinas, que en su conjunto permiten tener una holgura a cada uno de dichos pares de elementos de guías, manteniendo los elementos de guía siempre en contacto con el borde del arreglo de paneles solares, en donde dicha holgura logra el efecto de una amortiguación en el desplazamiento del sistema, absorbiendo los desfases entre panales del arreglo.

[0026] De acuerdo con otra modalidad de la invención, cada módulo además comprende al menos un elemento de regulación conectado a al menos un eje guía, dispuesto sustancialmente perpendicular a un eje del acople con el elemento de limpieza, en donde el elemento de regulación se une a dicho acople en el cual se dispone uno de los extremos del elemento de limpieza, permitiendo subir o bajar dicho elemento de limpieza en relación a la superficie del arreglo de paneles, regulando la altura de dicho elemento de limpieza. El elemento de regulación, que puede activarse en forma manual o automática, corresponde a un eje roscado, un actuador neumático o mecánico, un eje ranurado a distintas alturas o a cualquier elemento capaz de posicionarse a diferentes alturas en relación a un punto de referencia, en donde el material de fabricación del elemento de regulación y de los ejes guía puede seleccionarse del grupo que comprende aleaciones de acero, aluminio, madera, plástico o una combinación de uno o más de dichos materiales.

[0027] De acuerdo con otra modalidad de la invención, cada módulo además comprende al menos un elemento controlador, que permite la sincronización del movimiento entre módulos que forman el sistema, a través del control sincronizado de sus elementos de accionamiento gracias a la comunicación que existe entre módulos. Además, el elemento controlador permite establecer un enlace de comunicación entre uno o más módulos del sistema con cualquier módulo adicional o que se disponga para el remplazo de uno o más módulos. Por otra parte, el elemento controlador permite la sincronización del movimiento de los elementos de regulación en cada módulo, por ejemplo en el caso de regulación automática de altura del cepillo, así como también la coordinación en la impulsión rotatoria del elemento de limpieza. En este sentido, la comunicación entre los elementos controladores de cada módulo se realiza preferentemente a través de un protocolo de comunicación inalámbrica, por ejemplo bluetooth, wifi o cualquier otro tipo de conexión inalámbrica que permita la transferencia de datos. Dicha comunicación inalámbrica entre módulos favorece la independencia de los mismos en términos constructivos y funcionales, facilitando las operaciones de intercambio o reemplazo de módulos dado que la comunicación puede configurarse en cualquier momento, entre cualquier conjunto de módulos. Sin embargo, en caso de ser necesario, la invención también contempla la opción de establecer un enlace de comunicación por cable entre módulos, proponiendo un elemento conector adecuado. Finalmente, cada uno de los elementos controladores está cubierto por una carcasa individual sellada e impermeable para su protección, así como los otros componentes de cada módulo, formando una unidad fácilmente desacoplable y reemplazable.

[0028] En relación a lo anterior, el elemento controlador que posee cada módulo no solo está dispuesto para el control independiente y sincronizado de los elementos de accionamiento que impulsan los elementos de tracción y al elemento de limpieza, sino que también establece una comunicación entre módulos conectándose inalámbricamente con el o los elementos controladores de módulos adicionales que forman parte del sistema, permitiendo la sincronización del movimiento de desplazamiento y limpieza entre módulos, controlando el avance y limpieza del sistema. Luego, el elemento controlador es un componente del módulo que facilita el establecer un enlace de comunicación entre módulos, ya sea durante el ensamblaje del sistema al instalarse sobre un panel o durante operaciones de mantenimiento donde se reemplaza uno o más módulos del sistema.

[0029] De acuerdo con otra modalidad de la invención, cada módulo además comprende al menos un elemento de almacenamiento de energía, que permite que los elementos de accionamiento operen sin estar conectados de manera permanente a una fuente de energía fija, en donde el elemento de almacenamiento de energía corresponde a una batería de ácido-plomo, litio o cualquier material o combinación de materiales capaz de almacenar energía eléctrica, y en donde el elemento de almacenamiento de energía está cubierto por una carcasa individual sellada e impermeable para su protección, formando una unidad fácilmente desacoplable y reemplazable.

[0030] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el sistema además comprende un puerto terminal, dispuesto al inicio o término del arreglo de paneles, en el cual los módulos se ubican en los momentos de no-operación.

[0031] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el puerto terminal comprende paneles solares o cualquier otro medio de generación de energía eléctrica, los cuales entregan la energía de recarga al elemento de almacenamiento de energía. Adicionalmente, el puerto terminal puede comprender un sensor que detecta la presencia del sistema, iniciando el procedimiento de recarga del elemento de almacenamiento de energía en cada módulo.

[0032] Finalmente, de acuerdo con una modalidad de la invención, el sistema de limpieza modular comprende uno o más sensores destinados a detectar señales del entorno del sistema de limpieza, permitiendo una operación automática del mismo sobre el arreglo de paneles. Por ejemplo, el sistema comprende sensores que detectan los límites del arreglo de paneles, permitiendo al sistema su desplazamiento sin sobrepasar dichos límites, evitando caídas. En este caso, durante el desplazamiento del sistema hacia un extremo del arreglo de paneles que no posee el puerto terminal, los sensores montados en el sistema detectan el fin del arreglo de paneles, deteniendo al sistema y activando el movimiento de retorno hacia el otro extremo. Otro ejemplo de los sensores montados en el sistema de limpieza es la detección de variables climáticas que se emplean para controlar la activación/desactivación del sistema.

[0033] En vista de lo anterior, resulta relevante destacar que el elemento controlador no solo permite a los módulos estar en contacto, ya sea a través de cables o por medios inalámbricos, encargándose de regular la potencia que se entrega a cada uno de los elementos de accionamiento para un funcionamiento sincronizado de los mismos, sino que también permite a dichos módulos actuar de manera independiente uno del otro pero en comunicación. Esto es una gran ventaja en relación con las soluciones existentes actualmente, ya que esta independencia entre módulos permite que, en caso de falla o necesidad de mantención de alguno de ellos, sólo sea necesario el reemplazo del módulo en cuestión, instalando uno de reserva o uno nuevo que es emparejado con el o los módulos actuales que siguen instalados en el sistema, iniciando la comunicación entre módulos para continuar con el proceso de limpieza en forma sincronizada.

[0034] Además, resulta relevante destacar la función de las pletinas en conjunto con los ejes de anclaje, los cuales permiten a los elementos de guía tener la holgura necesaria para poder superar cualquier tipo de desnivel que exista entre paneles contiguos, lo cual permite olvidarse de gastar tiempo en ubicar en perfecta alineación los bordes de los paneles, cosa que si debe realizarse en la mayoría de las soluciones existentes en la actualidad. Lo mismo ocurre con el elemento de regulación y los ejes guía, dispuestos en cada uno de los módulos para unir el elemento de limpieza a ellos, en donde dicha configuración permite, ya sea de forma manual o automática, subir o bajar el elemento de limpieza respecto a la superficie de los paneles, en caso de existir algún desnivel entre superficies contiguas, evitando también el gasto de tiempo en obtener una perfecta alineación entre cada una de las superficies de los paneles.

[0035] Finalmente, resulta relevante destacar que cada uno de los componentes del módulo es una unidad independiente y reemplazable, estando cada componente formado y dispuesto en carcasas o compartimientos sellados, como es el caso de los elementos de accionamiento, elementos controladores y elementos de almacenamiento de energía, fácilmente ensamblables en la estructura principal o marco del módulo, permitiendo que cada componente pueda ser reemplazados o reparados independientemente, sin la necesidad de cambiar el módulo completo o de desacoplar otros componentes del mismo, es decir, sin intervenir al resto de los componentes del sistema.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

[0036] Como parte de la presente invención se presentan las siguientes figuras representativas de la misma, las que enseñan configuraciones preferentes de la invención y, por lo tanto, no deben considerarse como limitantes a la definición de la materia reivindicada.

La figura 1 enseña una vista isométrica del sistema modular para la limpieza de paneles, de acuerdo a una configuración preferente de la invención.

La figura 2 enseña una vista isométrica de un módulo independiente, de acuerdo a una configuración preferente de la invención.

La figura 3 enseña la disposición de los pares de elementos de guía, de acuerdo a una configuración preferente de la invención.

La figura 4 enseña la disposición del eje roscado junto con los ejes guía de cada uno de los módulos, de acuerdo a una configuración preferente de la invención.

La figura 5 enseña la holgura que posee la altura del elemento de limpieza, de acuerdo a una configuración preferente de la invención.

La figura 6 enseña un detalle del sistema de transmisión que transmite el movimiento rotacional al elemento de limpieza.

La figura 7 enseña el puerto terminal del sistema, de acuerdo a una configuración preferente de la invención.

La figura 8 enseña una vista del sistema completo dispuesto en un arreglo de paneles, de acuerdo a una configuración preferente de la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA MODALIDAD PREFERENTE

[0037] Con mención a las figuras que se acompañan, en su configuración preferente, el sistema (1) modular para la limpieza de paneles descrito por la presente invención comprende, de acuerdo a lo que se enseña en la figura 1, dos módulos (10a, 10b) independientes que se comunican entre sí, dispuestos en cada extremo de un arreglo de paneles y utilizando los marcos de los paneles como guías para su desplazamiento a lo largo del arreglo, evitando así la necesidad de instalar rieles o cualquier otro elemento de guía adicional. Si bien en la modalidad de la figura 1 se ilustran dos módulos, la cantidad de módulos que comprenda el sistema dependerá de la configuración específica de cada panel, existiendo al menos un módulo en cada extremo del sistema. Sin embargo, en algunos casos con paneles de mayor extensión, es posible agregar módulos adicionales dispuestos hacia el centro del sistema, entre los módulos (10a, 10b), pudiendo entregar mayor tracción y soporte a arreglos de paneles de mayor tamaño, por ejemplo, cuando se disponen juntos tres o más filas de paneles en un mismo arreglo. Además, de acuerdo con la modalidad alternativa ilustrada en la figura 1, los módulos se unen entre sí a través de al menos dos perfiles (11), que atraviesan de un extremo a otro la superficie del arreglo de paneles, siendo estos perfiles (11) opcionales, dependiendo de las condiciones en que se encuentre dispuesto el arreglo de paneles, proporcionando una conexión estructural entre módulos.

[0038] En conexión con la disposición de módulos independientes, de acuerdo con el ejemplo de la figura 1, en donde el sistema (1) posee dos módulos especulares (10a, 10b) dispuestos cada uno hacia los extremos del sistema (1), resulta relevante recalcar que la comunicación entre módulos puede configurarse en forma sencilla durante operaciones de reemplazo de uno de los módulos, operación en la cual solo debe volveré a emparejar el nuevo par de módulos (10a, 10b) que forman el sistema. Al retirar uno o ambos módulos durante una operación de reemplazo de módulos se debe volver a establecer un enlace de comunicación entre los módulos que forman el sistema, operación que usualmente se conoce como emparejamiento. En el contexto de la invención dicha operación es sencilla, siendo solamente necesario enlazar los módulos que forman parte del sistema ya sea mediante una comunicación por contacto o proximidad o mediante un equipo externo que se encuentra en comunicación con distintos módulos para establecer relaciones de enlace entre ellos.

[0039] Por último, el sistema comprende al menos un elemento de limpieza (16), tal como un cepillo, dispuesto en la misma orientación de los perfiles (11) y unido en sus extremos a cada uno de los módulos (10a, 10b). De acuerdo con la modalidad preferente el elemento de limpieza (16) gira impulsado por al menos un elemento de accionamiento (18), tal como un motor, que regula las revoluciones por minuto de dicho elemento de limpieza (16) y que transmite su energía generada al elemento de limpieza (16) a través de un sistema de transmisión (21). Dicho movimiento rotacional del elemento de limpieza (16) es comúnmente en dirección contraria al desplazamiento del sistema sobre el arreglo de paneles, evitando con ello arrastrar las partículas que se encuentran sobre el panel, lo que usualmente raya su superficie. Es importante recalcar que el elemento de limpieza (16) se compone de múltiples elementos de limpieza de un largo estándar, los cuales se acoplan hasta alcanzar la medida deseada. Esto permite un montaje y desmontaje más sencillo, además de permitir, en caso de alguna avería en alguna de las secciones del elemento de limpieza (16), el reemplazo sólo de la parte afectada, evitando así el tener que reemplazar el elemento de limpieza (16) completo. De acuerdo con una modalidad preferente de la invención, los módulos del sistema están unidos entre sí únicamente por el elemento de limpieza (16), en donde dicho elemento de limpieza proporciona la conexión estructural requerida entre ambos módulos.

[0040] En la figura 1 se observa también que cada uno de los módulos (10a, 10b) comprende dos elementos de tracción (14) y cuatro elementos de guía (15), que en su conjunto permiten el desplazamiento del sistema (1). Por una parte, los elementos de tracción (14), que pueden ser algún tipo de rueda, por ejemplo, permiten que el sistema (1) se mueva a través de la superficie del arreglo de paneles. Este movimiento puede ser entregado por medio de acciones manuales, llevadas a cabo por un operario, o por medio de elementos de accionamiento (18), tales como un motor eléctrico, dispuestos por cada uno de los elementos de tracción (14) en los módulos (10a, 10b), los cuales reciben energía desde al menos dos elementos de almacenamiento de energía (25), tales como baterías de litio, dispuestos también en cada uno de los módulos (10a, 10b) respectivamente. Por otra parte, los elementos de guía (15), que pueden ser ruedas también, por ejemplo, cumplen la función de mantener los módulos (10a, 10b) en una correcta posición en relación al arreglo de paneles. Además, gracias a que están dispuestos de a pares, permiten tener una holgura entre ellos, al pivotar en torno a un eje en común, lo que ayuda a los módulos (10a, 10b) a superar pequeños baches entre paneles. La cantidad de elementos de tracción (14) y de elementos de guía (15) dependerá de las dificultades que existan para movilizar el sistema, dependiendo de la disposición en que se encuentre el arreglo de paneles (100), pudiendo operar el sistema tan solo con un elemento de tracción (14) dispuesto en cada módulo (10a, 10b).

[0041] Para que no exista ningún tipo de desfase en el movimiento de los módulos (10a, 10b), también se provee en cada uno de los módulos un elemento controlador (24), tal como una tarjeta controladora, que permite a los módulos (10a, 10b) estar en comunicación entre sí, encargándose además de regular la potencia que se entrega a cada uno de los elementos de accionamiento (18), manteniendo una operación sincronizada de los módulos. Esta comunicación que se establece entre los módulos (10a, 10b) permite a dichos módulos actuar de manera independiente uno del otro, pero siempre manteniendo una coordinación en la operación. Además, en caso de reemplazo de un módulo, el sistema es capaz de iniciar un nuevo enlace de comunicación entre módulos para mantener la operación sincronizada de los mismos. Como se ha destacado, en este caso el nuevo enlace de comunicación puede establecerse en forma automática, al reconocerse inalámbricamente un módulo con otro en su proximidad, o mediante un equipo de usuario externo, utilizado para enlazar los módulos que conforman el sistema.

[0042] En la figura 2 se enseña en detalle el módulo independiente (10a), que es prácticamente idéntico al módulo (10b) excepto por su configuración especular. Es posible observar los mismos elementos ya descritos para la figura 1, en donde además se aprecian los orificios (12) por donde atraviesan cada uno de los perfiles (11), así como también los anclajes (13), que permiten fijar los perfiles (11) a cada uno de los extremos de los módulos (10a, 10b). Además, se observan el elemento de regulación (22) y los ejes guía (23), encargados de subir o bajar al elemento de limpieza (16) respecto de la superficie de los paneles. De acuerdo con una modalidad, los perfiles (11) tienen una sección transversal con forma de cruz u otra forma que facilite el deslizamiento de cada perfil respecto de cada módulo y que, al mismo tiempo, facilite la fijación de dichos perfiles a cada módulo.

[0043] Otra característica importante de señalar a partir de esta figura es que, por una parte, el sistema (1) es modular por contar para su armado sólo con dos módulos (10a, 10b), uno o más perfiles (11) y un elemento de limpieza (16), independientes entre ellos, y por otra parte, además existe una modularidad constructiva en cada uno de los módulos (10a, 10b). Como puede observarse en la figura 2 cada uno de los componentes del módulo es una unidad independiente, estando cada componente formado y dispuesto en carcasas o compartimientos sellados, como es el caso de los elementos de accionamiento, elementos controladores y elementos de almacenamiento de energía, y/o fácilmente ensamblables en la estructura principal o marco del módulo como es el caso de los elementos de tracción, de guía y de limpieza, pudiendo ser reemplazados o reparados independientemente, sin la necesidad de cambiar el módulo completo. En este contexto, cada unidad que forma parte del módulo (10a, 10b) puede estar protegida a través de una cubierta que posee un medio de sellado, tal como un anillo tórico del tipo O-ring o algún otro tipo de sello, formando un acople estanco entre la cubierta respectiva y el bastidor o cuerpo de cada módulo, impidiendo con ello el ingreso de agua o polvo a los componentes críticos, móviles y/o electrónicos, de cada módulo. En este sentido, resulta relevante recalcar que la configuración de cada módulo como un bastidor dispuesto para acoger los componentes que forman el mismo, en donde dichos componentes se forman como unidades independientes y fácilmente ensamblables a partir de su cubierta y sello respectivo, permite evitar el uso de carcasas protectoras que cubran todo el sistema, tal como se describe y utiliza en muchas de las soluciones utilizadas actualmente, las cuales reducen la eficiencia de los arreglos de paneles, debido a la mayor producción de zonas con sombra sobre sus superficies, situación que se ve optimizada por la presente invención, manteniendo de igual manera reducido al mínimo el impacto de las condiciones ambientales sobre los componentes, por ejemplo, el ingreso de polvo o agua a alguno de dichos componentes del sistema, esto último gracias a que cada componente del sistema es acoplable a los módulos como una unidad, comprendiendo carcasas independientes para cada componente, formando una unidad fácilmente desacoplable y reemplazable.

[0044] En relación con la figura 3, en ella se enseña en detalle la disposición de a pares de los elementos de guía (15), los cuales están unidos en sus ejes por dos pletinas (19) y pivoteando respecto a un eje de anclaje (20) que se une al módulo respectivo. Esto permite a los módulos obtener una holgura entre los elementos guía (15) del par respectivo, lo que se traduce en otra de las ventajas de la presente invención en comparación con las soluciones existentes, ya que esta disposición permite a los módulos pasar por sobre cualquier tipo de desnivel que exista entre paneles contiguos, lo cual detendría a la mayoría de los dispositivos de limpieza actuales. En este contexto, la disposición de cada par de elementos guía (15) actúa como un elemento de suspensión que absorbe los desfases entre paneles, favoreciendo la circulación de cada módulo.

[0045] Respecto a las figuras 4 y 5, estas detallan la disposición del elemento de regulación (22) en conjunto con los ejes guía (23) en el módulo respectivo. Los extremos del elemento de limpieza (16) se unen a los acoples (17), teniendo dichos acoples (17) una holgura en cuanto a la altura en que puede ser unido el extremo del elemento de limpieza (16). Esta altura se regula a través del elemento de regulación (22), el cual puede ser operado para elevar el elemento de limpieza (16) o para bajarlo, dependiendo de las condiciones en la superficie del arreglo de paneles. Esta es una ventaja más del sistema (1) en comparación con lo descrito en el estado del arte, ya que la presente invención no sólo es capaz de evitar desniveles entre las partes superiores de paneles contiguos, sino que también es capaz de mover al elemento de limpieza (16) en caso de existir desniveles entre las superficies de paneles contiguos. La operación del elemento de regulación (22) se puede llevar a cabo mediante la operación manual de este o mediante el mismo elemento controlador (24) que, a través de sensores puede detectar cuando sea necesario proceder con el movimiento del elemento de limpieza (16). [0046] Adicionalmente, la figura 6 muestra un detalle del sistema de transmisión (21) dispuesto para transmitir el movimiento rotacional de al menos un elemento de accionamiento (18) hacia el elemento de limpieza (16). Dicho sistema de transmisión (21) se compone de un sistema de poleas y una correa de transmisión, que permite mantener el movimiento rotacional del elemento de limpieza (16) mientras se realiza el ajuste de altura de dicho elemento, a través del elemento de regulación (22), en conjunto con los ejes guía (23).

[0047] En la figura 7 se enseña el puerto terminal (26), al cual el sistema (1) se acopla en los momentos de no operación o para recargar los elementos de almacenamiento de energía (25). Dicho puerto terminal (26) puede entregar energía a los elementos de almacenamiento de energía (25), ya sea mediante una fuente fija o a través de paneles solares (27) dispuestos en él. Es importante recalcar que, al no tener que cargar el sistema (1) con algún medio de recarga, se disminuye el peso del sistema, necesitando de menor energía para movilizarlo, así como también se disminuyen las sombras producidas en la superficie del arreglo de paneles, aumentos con esto la eficiencia producción eléctrica.

[0048] Por último, en la figura 8 se muestra el sistema (1) completo, dispuesto en el puerto terminal (26), al final de un arreglo de paneles (100). Se observa cómo el puerto terminal (26) está construido de tal manera de ser una continuación de los paneles, no interfiriendo con el movimiento de los módulos (10a, 10b). Asimismo, se puede apreciar la poca cantidad de elementos que provocan sombra al arreglo de paneles (100), lo cual indudablemente contribuye a la eficiencia de producción en una planta fotovoltaica.

REFERENCIAS N U M ÉRICAS

I Sistema modular para la limpieza de paneles

10a, 10b Módulos independientes

I I Perfiles

12 Aberturas

13, 17 Acoples

14 Elemento de tracción

15 Elemento de guía

16 Elemento de limpieza

18 Elemento de accionamiento

19 Pletina

20 Eje de anclaje Sistema de transmisión

Eje roscado

Eje guía

Elemento controlador

Elemento de almacenamiento de energía Puerto terminal

Panel solar

Arreglo de paneles