DE-102024132163-A1 - Mobile Fahreinheit für einen an einer PV-Anlage installiertes Führungssystem zur Ausführung von Wartungsarbeiten an der PV-Anlage

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mobile Fahreinheit, die an einer im Bereich einer PV-Anlage montierten Führungsschiene mit drei Laufflächen verfahrbar ist, wobei die Fahreinheit einen Schlitten umfasst, der entlang der Führungsschiene verfahrbar ist und einen Rahmen (105) mit C-Profilform aufweist, um die Führungsschiene zumindest teilweise zu umgreifen, wobei an der Rahmeninnenseite entlang der C-Profilform zueinander versetzt wenigstens zwei Laufrollen und wenigstens eine Antriebsrolle gelagert sind, und wobei am Schlitten wenigstens ein Motor zum Antrieb der Antriebsrolle vorgesehen ist.

Inventors

• Pascal Liebold

Assignees

• sun-X GmbH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (20)

1. Mobile Fahreinheit (100) verfahrbar an einer im Bereich einer PV-Anlage montierten Führungsschiene (10) mit drei Laufflächen (33a, 33c, 33e), wobei die Fahreinheit (100) einen Schlitten (101) umfasst, der entlang der Führungsschiene (10) verfahrbar ist und einen Rahmen (105) mit C-Profilform aufweist, um die Führungsschiene (10) zumindest teilweise zu umgreifen, wobei an der Rahmeninnenseite entlang der C-Profilform zueinander versetzt wenigstens zwei Laufrollen (106) und wenigstens eine Antriebsrolle (130) gelagert sind, und wobei am Schlitten (101) wenigstens ein Motor (150) zum Antrieb der Antriebsrolle (130) vorgesehen ist.
2. Mobile Fahreinheit (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die an der Rahmeninnenseite gelagerten Laufrollen (106) um 90° zueinander versetzt angeordnet sind und/oder die Antriebsrolle (130) zu den Laufrollen (106) jeweils um 135° versetzt angeordnet ist.
3. Mobile Fahreinheit (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Laufrollen (106) und/oder die Antriebsrolle (130) jeweils als Laufrollenpaar ausgeführt ist, das zwei oder mehr in Fahrrichtung hintereinander liegende Rollen (106, 130, 131) umfasst.
4. Mobile Fahreinheit (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass durch die Laufrollen (106) eine in entgegengesetzter Richtung wirkende Anpresskraft auf die Führungsschiene (10) aufbringbar ist, so dass der Schlitten (101) auf die Führungsschiene (10) klemmbar ist.
5. Mobile Fahreinheit (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass zumindest die Laufrollen (106) aus einem elastischen Material bestehen oder ein elastisches Material umfassen, wobei die Elastizität einen variablen Anpressdruck auf die Führungsschiene (10) erzeugt.
6. Mobile Fahreinheit (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Rahmen (105) ein oder mehrere Schwenkverbindungen umfasst, so dass wenigstens eine, vorzugsweise beide Laufrollen gegenüber der Antriebsrolle um eine parallel zur Fahrrichtung verlaufende Achse schwenkbar sind, um den Anpressdruck auf die Führungsschiene zu variieren, wobei vorzugsweise die Schwenkverbindung durch einen Aktor betätigbar ist.
7. Mobile Fahreinheit (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Antriebsrolle (130) bzw. das Antriebsrollenpaar (130, 131) als Riemenantrieb ausgestaltet ist und die Riemenfläche in Kontakt mit der Lauffläche (33c) der Führungsschiene (10) steht.
8. Mobile Fahreinheit (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass am Schlitten (101) wenigstens ein Sensor (160), insbesondere ein induktiver Sensor, zur Erfassung einer Markierung an der Führungsschiene (10) vorgesehen ist, insbesondere sind zwei Sensoren (160) in Fahrtrichtung hintereinander am Schlitten (101) angeordnet, wobei vorzugsweise die Antriebsrolle (130) in Fahrrichtung zwischen den beiden Sensoren (160) liegt.
9. Mobile Fahreinheit (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Fahreinheit (100) wenigstens einen, mit der Fahreinheit (100) über eine Gelenkverbindung (103, 104), insbesondere Kugelgelenkverbindung gekoppelten Anhänger (102) aufweist, wobei der wenigstens eine Anhänger (102) vorzugsweise die dem Schlitten (101) entsprechende C-Profilform aufweist.
10. Mobile Fahreinheit (100) nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet , dass an der Innenseite der C-Profilform des Anhängers (102) ein oder mehrere Führungsmittel (109), insbesondere nach innen vorstehenden Rippen (109a) vorgesehen sind, die in einer Nut (60) entlang der Lauffläche (33a, 33e) der Führungsschiene (10) geführt sind.
11. Mobile Fahreinheit (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass am Anhänger (102) und/oder am Schlitten (101), ein oder mehrere Stromabnehmer (110) vorgesehen sind, um eine Energiezuführung von der Führungsschiene (10) zur Fahreinheit (100) zu gewährleisten.
12. Mobile Fahreinheit (100) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet , dass die ein oder mehreren Stromabnehmer (110) federbelastete Graphitblöcke (111) sind, die auf eine Stromschiene der Führungsschiene (10) senkrecht zur Fahrrichtung pressbar sind, wobei bevorzugt wenigstens ein Stromabnehmer (110) zwischen zwei Führungsmitteln (109) liegt und/oder pro Anhänger (102) wenigstens zwei Stromabnehmer (110) vorgesehen sind.
13. Mobile Fahreinheit (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Fahreinheit (100) einen Schrittzähler umfasst und eine Steuerung vorgesehen ist, die konfiguriert ist, anhand der Ausgabe des Schrittzählers die aktuelle Position der Fahreinheit (100) auf der Führungsschiene (10) zu bestimmen, wobei die Steuerung vorzugsweise zur Bestimmung der aktuellen Position zusätzlich die Ausgabe wenigstens eines Sensors (160) zur Erfassung einer Markierung an der Führungsschiene (10) berücksichtigt.
14. Mobile Fahreinheit (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Schlitten (101) ein oder mehrere Entnahmemittel (140) aufweist, um Flüssigkeit über eine Entnahmestelle (22) der Führungsschiene (10) zu entnehmen und an eine mit der Fahreinheit (100) verbundenen Funktionseinheit weiterzuleiten.
15. Mobile Fahreinheit (100) nach Anspruch 14 , dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens ein Aktor (147, 145) zur mechanischen Betätigung des Entnahmemittels (140) vorgesehen ist, so dass mittels des aktorisch bewegten Entnahmemittels (140) ein Ventil (45) der Entnahmestelle (22) öffenbar ist.
16. Mobile Fahreinheit (100) nach Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet , dass das Entnahmemittel (140) einen Schwenkarm (141) umfasst, der um eine parallel zur Fahrtrichtung verlaufende Schwenkachse verschwenkbar ist und einen Fluidkanal (143) zur Weiterleitung des aus der Entnahmestelle (22) entnommenen Fluids aufweist.
17. Mobile Fahreinheit (100) nach Anspruch 16 , dadurch gekennzeichnet , dass der Schwenkarm (141) mittels des wenigstens einen Aktors (141) mit seiner Fluidkupplung (142) auf die Entnahmestelle (22), insbesondere den Ventilsitz der Entnahmestelle (22) dichtend pressbar ist, wobei die Betätigung des Schwenkarms (141) vorzugsweise zweistufig mittels zwei unabhängiger Aktoren (147, 145) erfolgt, insbesondere ist für die erste Stufe ein mechanische Krafteinwirkung auf den Schwenkarm (141) und für die zweite Stufe eine elektromagnetische Krafteinwirkung vorgesehen.
18. Mobile Fahreinheit (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Fahreinheit (30) eine wechselbare Funktionseinheit (31) zur Durchführung einer Wartungsarbeit an der PV-Anlage aufnimmt.
19. System zur Durchführung von Wartungsarbeiten an einer Photovoltaik-Anlage mit einem an einer PV-Anlage befestigbaren Führungssystem umfassende eine mindestens drei Laufflächen aufweisende Führungsschiene sowie einer entlang der Führungsschiene (10) des Führungssystems fahrbaren Fahreinheit (30) gemäß den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 15 .
20. System nach Anspruch 19 , dadurch gekennzeichnet , dass die Führungsschiene (10) insgesamt drei parallel verlaufende Laufflächen (13a, 13b, 13c, 33a, 33c, 33e) aufweist, die um 90° bzw. 135° versetzt zueinander verlaufen.

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Fahreinheit, die entlang einer Führungsschiene mit drei Laufflächen verfahrbar ist. Durch den fortschreitenden Ausbau erneuerbarer Energien nimmt auch der Aufbau von großen Photovoltaikanlagen stetig zu. Solche Anlagen werden im Privatbereich auf Hausdächern sowie industriell auf großen Hallendächern oder auch in großen Solarparks installiert. Zur Wahrung einer hohen Anlageneffizienz ist deren ständige Überwachung notwendig. So ist beispielsweise bei Verunreinigungen der Solarpaneele eine Reinigung der Oberflächen dringend geboten. Die stellt jedoch gerade Betreiber großer bzw. schlecht zugänglicher Anlagen vor große Herausforderungen. Die damit einhergehende Problematik wurde bereits erkannt und erste Automatisierungslösungen entwickelt. So existieren Lösungen mit autonom fahrenden Reinigungsrobotern, die sich selbstständig auf den Paneelen bewegen und mittels rotierenden Reinigungsbürsten Verschmutzungen auf den Paneelen lösen. Ein Nachteil solcher Lösungen besteht darin, dass die Roboter zunächst händisch auf die Paneele aufgesetzt werden müssen, was eine Vollautomatisierung nicht zulässt. Auch sind die maximale Betriebsdauer und der Arbeitsbereich bei einer solchen, rein mobilen Anwendung stark begrenzt, was deren Einsatzmöglichkeiten gerade in großen Solarparks beeinträchtigt. Neben der Anlagenreinigung ist auch eine regelmäßige, bevorzugt sensorische Überwachung der Anlage wünschenswert, um im ersten Schritt Verschmutzungen oder gar Schäden an der Anlage erkennen zu können. Es besteht daher der Wunsch nach einem möglichst autonomen System für die Durchführung von etwaigen Wartungsarbeiten an einer beliebigen PV-Anlage. Ein solches System soll möglichst kostengünstig und flexibel sein, um eine Installation für unterschiedliche Anlagentypen gewährleisten zu können. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine mobile Fahreinheit, die sich entlang einer an der PV-Anlage installierten Führungsschiene verfahren lässt und als Träger für etwaige Funktionseinheiten zur Ausführung von Wartungsarbeiten an der PV-Anlage dient. Gegenstand dieser Erfindung ist eine mobile Fahreinheit, die an einer Führungsschiene mit drei in Fahrrichtung parallel zueinander verlaufenden Laufflächen verfahrbar ist. Die Fahreinheit umfasst einen Schlitten, der einen Rahmen mit C-Profilform aufweist. Mittels des Rahmens lässt sich die Fahreinheit auf die Führungsschiene aufsetzen und positionsstabil verklemmen, indem das C-Profil die Führungsschiene zumindest teilweise umgreift. Die Innenkontur des C-Profils des Rahmens kann insbesondere an die Außenkontur der Führungsschiene angepasst sein. An der Innenseite des Rahmens, d. h. an der Innenseite der C-Profilform, sind mehrere Rollen entlang der C-Profilkontur zueinander versetzt angeordnet. Wenigstens zwei Laufrollen sind derart versetzt zueinander gelagert, sodass diese in entgegengesetzter Richtung eine Anpresskraft auf die Führungsschiene aufbringen können. Zudem existiert wenigstens eine motorangetriebene Antriebsrolle, die mittelbar oder unmittelbar auf einer weiteren Lauffläche der Führungsschiene abrollt und dadurch eine Fahrbewegung der Fahreinheit bewirkt. Der Schlitten umfasst wenigstens einen Antriebsmotor, der die wenigstens eine Antriebsrolle antreibt. Der Antrieb der Antriebsrolle kann ein Direktantrieb oder ein getriebebasierter Antrieb sein. Durch die Verwendung eines Rahmens mit C-Profilform wird eine stabile Führung der mobilen Fahreinheit entlang der Führungsschiene gewährleistet. Durch die aufgebrachte Klemmkraft wird die Antriebsrolle mit ausreichendem Antriebsdruck auf die Lauffläche der Führungsschiene gepresst, so dass eine für die Fortbewegung ausreichende Reibkraft zwischen Schiene und Antriebsrolle erzielt wird. Dadurch kann die mobile Fahreinheiten auch erhebliche Steigungen im Schienenverlauf bewerkstelligen bis hin zu einer reinen Vertikalfahrt des Schlittens, um bspw. auf einem Dach montierte PV-Paneele vom Boden aus erreichen zu können. Ferner kann durch die Klemmwirkung des Rahmens auch eine ausreichende Haltekraft erbracht werden. Zuletzt sorgt der Rahmen auch für eine ausreichende Kippstabilität, was insbesondere im Hinblick auf eine von der Fahreinheit aufgenommene Funktionseinheit zur Ausführung von Wartungsarbeiten notwendig ist. Insbesondere können bei der Ausführung der Arbeiten durch die auf der Fahreinheit montierte Funktionseinheit unterschiedliche Lasten auf die Fahreinheit einwirken, so dass eine ausreichende Kippstabilität und/oder Selbsthaltekraft der Fahreinheit an der Führungsschiene von Vorteil ist. Bevorzugt ist es, wenn die Laufrollen an den offenen Enden der C-Profilform des Schlittens gelagert sind. Vorteilhafterweise sind die an der Rahmeninnenseite gelagerten Laufrollen um einen Winkel zwischen 80 bis 100° versetzt zueinander angeordnet, idealerweise um etwa 90°. Durch die beiden Laufrollen, die jeweils um einen Winkel von etwa 90° zueinander versetzt angeordnet sind, werden in entgegengesetzter Richtun