MEMORIA DESCRIPTIVA

[0001] La presente invención se refiere a un dispositivo y método para limpiar de forma automatizada uno o más dispositivos o aparatos de medición que posean una superficie que requiera ser limpiada, utilizados generalmente en instalaciones solares, tal como plantas fotovoltaicas o en lugares en donde se requiere obtener datos acerca de la operación de la planta, sin interferir en el funcionamiento de estos dispositivos o aparatos y sin intervenir sus componentes estructurales.

[0002] Específicamente, el dispositivo y método de la invención proporciona una solución para limpiar de manera automática la superficie de dispositivos, tales como piranómetros, el cual mide la irradiancia solar incidente en el lugar de operación, en donde el presente dispositivo de limpieza se integra al piranómetro, de forma de mantener su superficie superior con un nivel de limpieza óptimo para obtener mediciones precisas de la irradiancia.

[0003] En este sentido, el dispositivo de la invención comprende esencialmente al menos una plataforma base; al menos un brazo móvil, unido a la al menos una plataforma base; al menos un primer medio motriz, unido a un extremo del al menos un brazo móvil; al menos un elemento de limpieza, para limpiar la superficie del al menos un dispositivo de medición, y conectado a un extremo del al menos un primer medio motriz, para permitir su giro; al menos un segundo medio motriz, para permitir el giro del al menos un brazo móvil alrededor del al menos un dispositivo de medición; y al menos un medio de control, para controlar el funcionamiento del al menos un primer medio motriz y del al menos un segundo medio motriz.

[0004] Por otra parte, el método de la invención comprende esencialmente las etapas de: accionar al menos un segundo medio motriz, a través de al menos un medio de control; movilizar al menos un brazo móvil, dispuesto en una cara lateral de al menos una plataforma base, hasta una posición en la cual al menos un elemento de limpieza hace contacto con la superficie del al menos un dispositivo de medición; accionar al menos un primer medio motriz, a través del al menos un medio de control; e iniciar un movimiento rotatorio del al menos un elemento de limpieza, de manera de proceder con la limpieza de la superficie del al menos un dispositivo de medición.

[0005] A partir del dispositivo y método de la invención es posible mantener limpia la superficie superior del al menos un dispositivo de medición, eliminando la suciedad impregnada en ella, tal como polvo y otros elementos que puedan disminuir la exactitud de sus mediciones, todo ello a través de un dispositivo económico y de fácil fabricación, lo cual disminuye también los costos de operación y de mantención del dispositivo.

ANTECEDENTES

[0006] En la actualidad, la industria de generación de energía fotovoltaica y termosolar ha crecido de manera exponencial en varios países alrededor del mundo, especialmente en lugares en donde existe una alta y continua radiación solar durante el año. Esto se debe principalmente a los acuerdos medioambientales comprometidos por diversos países y a la baja sostenida del costo de producción de electricidad a través de este tipo de plantas de energía renovable, siendo cada vez más competitiva en comparación con las plantas de generación convencionales que utilizan combustibles fósiles. Es por ello que, hoy en día, uno de los desafíos principales de esta industria es lograr maximizar la producción de energía durante el día, que es la franja horaria en donde la planta solar es capaz de absorber la radiación incidente.

[0007] Para lograr acercarse a los máximos de eficiencia en la operación de la planta solar, es que se utilizan múltiples sensores y dispositivos para la medición de distintas variables en el lugar en donde se encuentran operando los paneles fotovoltaicos, espejos y/o cilindros, dependiendo de la tecnología utilizada por la planta.

[0008] Uno de estos dispositivos corresponde al conocido comúnmente como piranómetro, el cual es un instrumento meteorológico de precisión, que cuantifica la irradiancia solar incidente sobre su lugar de operación, recogiendo la irradiancia en un campo de hasta 180°, pudiendo medir tres tipos de radiación, la semiesférica total, la difúsa y la directa. Esta radiación la recoge un sensor termopar, después de que ésta haya pasado por dos cúpulas transparentes dispuestas en la superficie del dispositivo. Dichas cúpulas transparentes son fimdamentes para una correcta medición de la irradiancia, ya que cualquier tipo de suciedad que pueda estar en su superficie provocará que la irradiancia medida sea menor que la efectivamente existente en el lugar, lo que conllevará a una mala toma de decisiones por parte de los operarios de la planta solar.

[0009] En vista de lo anterior, se hace necesaria una solución que apunte a mantener la superficie de la cúpula exterior de los piranómetros libre de suciedad, de forma de proveer de una medición precisa y confiable en todo momento.

[0010] Por otra parte, la industria también requiere que todas o la gran mayoría de las tareas que se realizan en la planta solar sean efectuadas de manera automatiza, de forma de evitar la intervención o dependencia de operarios y/o personas para su realización. Por lo tanto, también se hace necesaria una solución que permita realizar las tareas de limpieza de forma automática y que asegure de manera fehaciente que dichas tareas de limpieza se realizaron correctamente.

[0011] En el ámbito de las patentes existen algunas soluciones que apuntan a la limpieza de la superficie de piranómetros. Por ejemplo, la solicitud de patente española ES2656737A1 describe un sistema de bajo mantenimiento para registrar la radiación solar con un piranómetro ventilado, una banda de sombreado y una estructura con soportes móviles. Dicho sistema se diseña para trabajar autónomamente con medios de limpieza para limpiar el sensor mediante soplado con aire comprimido y cepillado; medios de guiado de la banda de sombreado y un brazo de protección; medios de alimentación que comprenden una batería y un panel solar; medios de control con una taijeta de control acoplada con los medios de guiado para establecer la posición de la banda de sombreado respecto del sensor, estableciendo intervalos de medida de sol, sombra, inactividad, según situación geográfica, fecha del calendario, momento del día, y tiempo de respuesta del piranómetro. En este sentido, si bien el documento ES2656737A1 también describe un sistema para limpiar la superficie de un piranómetro, la diferencia con el dispositivo de la invención se encuentra en la simplicidad de instalación y de operación del presente dispositivo, evitando ser un elemento invasivo dentro de la operación del piranómetro, en donde el sistema del documento ES2656737A1 posee una serie de componentes mecánicos y sensores que lo hacen más complejo y costoso desde el punto de vista de su instalación, operación y mantenimiento. Además, el sistema del documento ES2656737A1 está diseñando únicamente para operar con una marca y modelo específico de piranómetro, no pudiendo operar con otros piranómetros de similares características, lo cual sí es posible mediante el dispositivo de la presente invención, gracias a la simplicidad de su fimcionamiento y operación.

[0012] Otro ejemplo es el divulgado en la solicitud de patente japonesa JP2020205696A, que describe un sistema de gestión de generación de energía, el cual comprende un pirheliómetro y una serie de piranómetros, con el objeto de poder evaluar el rendimiento de una planta fotovoltaica. Si bien, dicho documento describe que posee una unidad de limpieza, esta no se describe mayormente, sólo indicando que puede ser un paño y que sólo se utiliza para limpiar la superficie del pirheliómetro y no la de los piranómetros. Por otra parte, se observa que el sistema posee un brazo articulado similar al del dispositivo de la invención. Sin embargo, dicho brazo tiene una fúncionalidad totalmente distinta a la del dispositivo de la invención, siendo utilizado en dicho documento para bloquear la luz directa sobre una unidad de conversión.

[0013] Finalmente, la solicitud de patente estadounidense US2011030728A1 describe un piranómetro, que incluye un sensor y una cúpula transparente a la radiación que rodea el sensor. El piranómetro también incluye una o más boquillas de fluido, las cuales están adaptadas para aplicar un fluido sobre la cúpula transparente a la radiación con el fin de limpiar la superficie de dicha cúpula. En este caso, las enseñanzas del documento US2011030728A1 se alejan completamente de lo descrito por el dispositivo de la presente invención, ya que contemplan la intervención física del piranómetro, lo cual puede acarrear diversos problemas, tales como la pérdida de garantía del producto en caso de una falla o desperfecto, cosa que no ocurre con el dispositivo de la invención, para el cual no se necesita intervenir de ninguna forma el piranómetro. [0014] En vista del estado del arte anterior, es relevante destacar la adaptabilidad del dispositivo de la presente invención, el cual puede operar en conjunto con la mayoría de piranómetros existentes en el mercado, gracias a su diseño capaz de limpiar la superficie de este tipo de dispositivos, independiente de sus características particulares según el modelo o marca, disminuyendo de esta forma los costos asociados al diseño, fabricación e instalación de cada solución particular. En este sentido, es importante destacar además que el dispositivo de la invención puede operar en variados ángulos, dependiendo de la orientación de la cúpula del piranómetro, la cual podría estar apuntando, por ejemplo, hacia el cielo, de manera de poder medir la radiación que recibe la cara frontal de un panel fotovoltaico directamente del sol, o podría estar apuntando hacia el suelo, de manera de poder medir la radiación que recibe la cara posterior de un panel fotovoltaico bifacial. Adicionalmente, gracias a esta ventaja en cuanto a la adaptación del dispositivo y método de limpieza de la invención, es posible también su utilización con otros dispositivos de medición para los cuales se requiera la limpieza de su superficie, en vista de la facilidad en la escalabilidad de sus componentes.

[0015] Por lo tanto, resulta necesario contar con un dispositivo de limpieza de dispositivos de medición en instalaciones solares, tales como piranómetros, que sea capaz no sólo de mantener limpia su superficie, sino que también sea capaz de abordar otras problemáticas, tales como la provisión de un dispositivo de limpieza que minimice la cantidad de componentes y de medios de limpieza para su correcto fimcionamiento, pero siempre garantizando una correcta limpieza, que posea una adaptabilidad a múltiples modelos y marcas de piranómetros, que permita una instalación que evite la intervención del piranómetro, tanto en su operación como en sus componentes estructurales, que realice las labores de limpieza de manera automática, sin la necesidad de la presencia de personas u operarios para supervisar su operación, entre otras problemáticas asociadas. Esta y otras ventajas asociadas con otros aspectos de la tecnología son descritas en mayor detalle a continuación.

[0016]

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

[0017] La invención se refiere a un dispositivo y método para limpiar de forma automatizada la superficie de al menos un dispositivo de medición en instalaciones solares, tales como piranómetros, que permite realizar el proceso de limpieza sin intervenir en la operación y en los componentes estructurales del dispositivo de medición. Además, la presente invención proporciona un dispositivo de limpieza que posee una adaptabilidad superior a los sistemas de limpieza existentes en el estado de la técnica, pudiendo operar con la mayoría de modelos y marcas de piranómetros presentes en el mercado. Esto se debe gracias a que el dispositivo limpiador de la presente invención se ha logrado llevar a cabo con un bajo costo de diseño, fabricación e instalación, obteniendo de esta forma un dispositivo que cumple el mismo objetivo que otros complejos y costosos sistemas de limpieza, pero con una cantidad de componentes estructurales considerablemente menor.

[0018] En cuanto a las funciones, objetivos y ventajas del dispositivo limpiador de la invención, se pueden enumerar las siguientes:

- No raya y /o peijudica la integridad del domo o cúpula exterior ni la carcasa protectora solar del piranómetro.

- Se evita que se deposite el polvo recolectado por el elemento de limpieza o cepillo sobre la superficie del piranómetro, al quedar dicho componente oculto por el costado inferior del dispositivo de limpieza, por debajo del piranómetro.

- Es capaz de realizar la limpieza autómata preprogramada o mediante una instrucción recibida de manera inalámbrica, ya sea a través de una orden directa de un operario o a través de una decisión tomada por el dispositivo en vista de múltiples variables del entorno de operación.

- Se adapta y no interfiere en el uso de accesorios y fijaciones del piranómetro.

- Realiza una limpieza en seco de al menos la integridad del domo exterior del piranómetro.

- Garantiza una limpieza que asegure el correcto cálculo de las variables de fimcionamiento de una planta solar, tal como el coeficiente de rendimiento PR (Performance Ratio) de una planta solar.

- Provee de un diseño universal para cualquier uso de conjuntos de accesorios del piranómetro.

- Opcionalmente, provee de una limpieza húmeda y /o a través de aire comprimido.

- Posee un mecanismo que le permite auto limpiar y/o renovar el medio usado para limpiar.

[0019] De acuerdo con una primera modalidad preferente de la invención, el dispositivo para limpiar de forma automatizada la superficie de al menos un dispositivo de medición en instalaciones solares comprende:

- al menos una plataforma base;

- al menos un brazo móvil, unido a la al menos una plataforma base;

- al menos un primer medio motriz, unido a un extremo del al menos un brazo móvil; - al menos un elemento de limpieza, para limpiar la superficie del al menos un dispositivo de medición, y conectado a un extremo del al menos un primer medio motriz, para permitir su giro;

- al menos un segundo medio motriz, para permitir el giro del al menos un brazo móvil alrededor del al menos un dispositivo de medición; y

- al menos un medio de control, para controlar el funcionamiento del al menos un primer medio motriz y del al menos un segundo medio motriz.

[0020] Esta disposición de los componentes del dispositivo de limpieza hace posible que no se requiera intervenir ningún componente estructural ni accesorio del dispositivo de medición, el cual puede seguir operando de forma normal luego de la instalación del dispositivo de limpieza. Esto es de suma importancia, ya que al no intervenir de ninguna forma el dispositivo de medición, las posibles garantías asociadas al producto se mantienen sin alteración, en donde en la mayoría de los casos el producto pierde toda clase de garantía al ser intervenido. Por otra parte, el dispositivo de limpieza de la invención, al operar de manera automática, evita la presencia de operarios o personas que deban manejar o supervisar su correcto funcionamiento. Esto evita que personas deban realizar constantes viajes a la planta solar, contribuyendo a la disminución de costos y a la eficiencia de operación en la planta. Además, en particular, el dispositivo de limpieza es capaz de adaptarse a la gran mayoría de modelos de dispositivos de medición, tales como piranómetros, existentes en el mercado, en donde bastará con adaptar el largo del brazo móvil, así como también el tamaño del elemento de limpieza para acoplarse un modelo de piranómetro u otro modelo de dispositivo de medición en específico.

[0021] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos una base de soporte, dispuesta sobre la al menos una plataforma base, para ubicar el al menos un dispositivo de medición. Esto ayuda a que el dispositivo de medición quede dispuesto en una mayor altura, evitando así que cualquier componente del dispositivo de limpieza pueda interferir en su normal operación o proyecte sombra sobre su superficie.

[0022] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el al menos un elemento de limpieza corresponde a al menos uno de: un cepillo, un paño o cualquier elemento que permita la limpieza de una superficie.

[0023] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el al menos un brazo móvil se une a la al menos una plataforma base, de tal manera de permitir su giro a lo largo del eje transversal del al menos un dispositivo de limpieza. Opcionalmente, el al menos un brazo móvil se une a la al menos una plataforma base, de tal manera de permitir su giro a lo largo del eje axial del al menos un dispositivo de medición. Gracias a estas dos opciones de ubicación para el brazo móvil con respecto al dispositivo de medición, es posible ubicar a dicho brazo móvil en la mejor posición posible, considerando múltiples factores, tales como el recorrido del Sol y la ubicación de accesorios adicionales del dispositivo de medición y /o de la propia planta solar, entre otros.

[0024] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos dos elementos de tope de carrera, dispuestos en una cara lateral de la al menos una plataforma base. Dichos elementos contribuyen a que el brazo móvil sólo se mueva entre dos posiciones fijas, una posición inicial o de reposo, en donde el brazo móvil se encuentra con su extremo superior apuntando hacia abajo, y una posición final o de operación, en donde el extremo superior del brazo móvil se encuentra sobre la superficie superior del dispositivo de medición, específicamente sobre la cúpula o domo en el caso de piranómetros, para comenzar con el proceso de limpieza de su superficie. Esto evita que el brazo móvil quede en una posición distinta a la establecida para obtener una correcta limpieza y /o en una posición de reposo que interfiera con la operación normal del dispositivo de medición o con otros elementos de la planta solar.

[0025] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos un sensor de posición, dispuesto en una cara lateral de la al menos una plataforma base. Opcionalmente, el dispositivo además comprende al menos dos sensores de posición, dispuestos en una cara lateral de la al menos una plataforma base. Dichos sensores son importantes para comprobar que el brazo móvil se encuentra efectivamente en su posición inicial o final, dependiendo de la etapa en que se encuentre el proceso de limpieza, en donde, de comprobarse que el brazo móvil se encuentra en una posición distinta a una de estas dos posiciones establecidas, se deben tomar las acciones correctivas correspondientes, por parte del medio de control, para llevar al brazo móvil a la posición correcta. En este sentido, el dispositivo de limpieza de la invención podrá tener tantos sensores de posición como grados de libertad tenga para movilizarse para realizar el proceso de limpieza de la superficie del dispositivo de medición en la planta solar. [0026] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el al menos un sensor de posición es uno de un sensor inductivo, un sensor óptico, un sensor ultrasónico, o cualquier sensor que permita determinar la posición de un objeto.

[0027] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos una cubierta para cubrir el al menos un primer medio motriz, protegiéndolo de las inclemencias climáticas y/u otros elementos que puedan afectar el fimcionamiento de este componente.

[0028] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos un elemento de extensión unido en uno de sus extremos al extremo del al menos un brazo móvil, y en su otro extremo al extremo del al menos un primer medio motriz, de manera de extenderse y contraerse verticalmente para acercar o alejar el al menos un elemento de limpieza a la superficie del al menos un dispositivo de medición. La incorporación de este elemento permite incluir un grado de libertad adicional en la operación del dispositivo de limpieza, en caso de que sea necesario para alcanzar la ubicación de la superficie del dispositivo de medición con el elemento de limpieza.

[0029] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos un tercer medio motriz, dispuesto en uno de los extremos del al menos un elemento de extensión, para permitir la extensión y la contracción vertical de dicho al menos un elemento de extensión.

[0030] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos un elemento de rotación dispuesto sobre la al menos una plataforma base, de modo que el al menos un brazo móvil está dispuesto sobre dicho al menos un elemento de rotación, permitiendo la rotación del al menos un brazo móvil sobre su propio eje desde una posición inicial hasta una posición final sobre la superficie del dispositivo de medición. La incorporación de este elemento permite incluir otro grado de libertad adicional en la operación del dispositivo de limpieza, en caso de que sea necesario movilizarlo de esa forma debido a las condiciones de operación de la planta solar.

[0031] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos un cuarto medio motriz, dispuesto en el al menos un elemento de rotación, para permitir la rotación del al menos un brazo móvil dispuesto sobre dicho al menos un elemento de rotación.

[0032] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos uno de: un sensor de temperatura, un sensor de humedad, un sensor de lluvia, un sensor de velocidad del viento y lo una cámara. Las mediciones realizadas por estos sensores y/o las imágenes capturadas por la cámara son transmitidas por el medio de control del dispositivo de limpieza hacia un centro de control, en donde un operario podrá revisar dichas mediciones para evaluar si debe enviar una instrucción para realizar una limpieza en el momento o para programar una limpieza del dispositivo de medición.

[0033] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el al menos un medio de control además comprende al menos un elemento de comunicación inalámbrica, que recibe información climatológica del lugar de operación del dispositivo y/o instrucciones de operación del dispositivo. Esto permite al dispositivo recibir la información climatológica desde una nube o un centro de control, para tomar la decisión de limpieza a través del medio de control.

[0034] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el al menos un medio de control además comprende al menos un reloj, para poder programar una o más limpiezas del dispositivo de medición.

[0035] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos un medio dispensador de líquido, el cual es capaz de dispensar al menos uno de agua y/o un agente limpiador sobre la superficie del al menos un dispositivo de medición. Opcionalmente, el dispositivo además comprende al menos un medio de ventilación, tal como un ventilador o compresor, el cual es capaz de dispensar aire comprimido sobre la superficie del al menos un dispositivo de medición. Dichas modalidades permiten al dispositivo de limpieza contar con medios de limpieza adicionales, en caso de que sea necesario utilizar más de un tratamiento sobre la superficie del dispositivo de medición para remover de manera eficaz la suciedad.

[0036] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos un elemento de acumulación de energía, para proveer de energía eléctrica al menos un primer medio motriz y al al menos un segundo medio motriz, en donde el al menos un elemento de acumulación de energía corresponde a una batería recargable de ácido-plomo, litio o cualquier material o combinación de materiales capaz de almacenar energía electroquímica.

[0037] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el al menos un elemento de acumulación de energía recibe energía para su acumulación desde al menos un panel solar, el cual puede corresponder a un panel solar de la misma planta solar.

[0038] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos un medio de autolimpieza para limpiar el al menos un elemento de limpieza. Esto permite al dispositivo de limpieza mantener al al menos un elemento de limpieza libre de suciedad e impurezas que puedan restar eficiencia a las labores de limpieza sobre la superficie del dispositivo de medición.

[0039] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos un medio de reemplazo para reemplazar el al menos un elemento de limpieza. Dicha modalidad de la invención permite que el al menos un elemento de limpieza sea reemplazado en caso de que sufra algún desperfecto o su vida útil haya llegado a su fin, entre otros posibles motivos de reemplazo.

[0040] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el dispositivo además comprende al menos un medio de adquisición de datos y comunicación, para obtener datos de funcionamiento de cada uno de los componentes del dispositivo de limpieza y para comunicarlos a un centro de operaciones y /o a una nube de datos para su almacenamiento. Esto permite tener un completo control de la operación y fimcionamiento del dispositivo de limpieza en su conjunto y de cada uno de sus componentes, al obtener datos de operación para cada uno de ellos. Además, el al menos un medio de adquisición de datos y comunicación puede enviar una alerta en caso de que alguno de los parámetros medidos para uno o más de los componentes del dispositivo de limpieza se encuentre fúera de un rango preestablecido, permitiendo a un operario tomar las medidas pertinentes, ya sea de manera remota o presencial para solucionar el problema detectado. [0041] Por otra parte, de acuerdo con una segunda modalidad preferente de la invención, también se describe un método de limpieza para limpiar de forma automatizada la superficie de al menos un dispositivo de medición en instalaciones solares, que comprende las etapas de: a) accionar al menos un segundo medio motriz, a través de al menos un medio de control; b) movilizar al menos un brazo móvil, dispuesto en al menos una plataforma base, desde una posición inicial hasta una posición final, en la cual al menos un elemento de limpieza hace contacto con la superficie del al menos un dispositivo de medición; c) accionar al menos un primer medio motriz, a través del al menos un medio de control; d) iniciar un movimiento rotatorio del al menos un elemento de limpieza, de manera de proceder con la limpieza de la superficie del al menos un dispositivo de medición; e) detener el al menos un primer medio motriz, a través del al menos un medio de control, finalizando el movimiento rotario del al menos un elemento de limpieza; f) movilizar el al menos un brazo móvil desde la posición final hasta la posición inicial; y g) detener el al menos un segundo medio motriz, a través del menos un medio de control. [0042] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende, antes de accionar el al menos un segundo medio motriz, recibir una señal inalámbrica en el al menos un medio de control, indicativa de que se debe iniciar la limpieza de la superficie del al menos un dispositivo de medición. Dicha señal puede ser enviada por un operador desde un centro de control remoto o enviada por el mismo centro de control de manera automática.

[0043] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende, antes de accionar el al menos un segundo medio motriz, activar una alarma horaria en el al menos un medio de control, indicativa de que es la hora programada en la que se debe iniciar la limpieza de la superficie del al menos un dispositivo de medición.

[0044] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende, antes de accionar el al menos un segundo medio motriz, corroborar que el al menos un brazo móvil está en la posición inicial a través de al menos un sensor de posición. Opcionalmente, el método además comprende reposicionar el al menos un brazo móvil hasta la posición inicial, en caso de que el al menos un sensor de posición detecte que dicho al menos un brazo móvil se encuentra en una posición distinta a la inicial.

[0045] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende, antes de iniciar el movimiento rotatorio del al menos un elemento de limpieza, corroborar que el al menos un brazo móvil está en la posición final a través del al menos un sensor de posición. Opcionalmente, el método además comprende reposicionar el al menos un brazo móvil hasta la posición final, en caso de que el al menos un sensor de posición detecte que dicho al menos un brazo móvil se encuentra en una posición distinta a la final.

[0046] Gracias a la utilización de sensores de posición es posible evitar un mal funcionamiento del dispositivo de limpieza por una ubicación incorrecta del brazo móvil, siendo posible corroborar su ubicación en todo momento, de manera de poder tomar las acciones correctivas correspondientes en caso de que se encuentre posicionado de forma incorrecta.

[0047] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende, después de iniciar el movimiento rotatorio del al menos un elemento de limpieza, después de iniciar el movimiento rotatorio del al menos un elemento de limpieza, desplazar de forma repetida el al menos un brazo móvil desde la posición final hasta una posición de barrido, anterior a la posición final, siendo controlada la posición del al menos un brazo móvil en dichas posiciones final y de barrido por el al menos un sensor de posición. Dicho movimiento angular del brazo móvil permite al elemento de limpieza abarcar la totalidad de la superficie del dispositivo de medición, en donde dicho rango de movimiento del brazo móvil se puede ajustar dependiendo de la extensión de la superficie superior del dispositivo de medición que requiere limpieza.

[0048] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende, antes de accionar el al menos un primer medio motriz, detener el al menos un segundo medio motriz, a través del al menos un medio de control; y antes de movilizar el al menos un brazo móvil desde la posición final hasta la posición inicial, accionar el al menos un segundo medio motriz, a través del al menos un medio de control. Esta modalidad permite mantener apagado el segundo medio motriz una vez que el brazo móvil se encuentra en la posición superior realizando las operaciones de limpieza, contribuyendo al ahorro de energía en el dispositivo de limpieza.

[0049] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende, antes de accionar el al menos un primer medio motriz, accionar al menos un tercer medio motriz, a través del menos un medio de control; y movilizar al menos un elemento de extensión hasta una posición en la cual al menos un elemento de limpieza hace contacto con la superficie del al menos un dispositivo de medición.

[0050] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende, antes de accionar el al menos un segundo medio motriz, accionar al menos un cuarto medio motriz, a través del menos un medio de control; y rotar al menos un elemento de rotación desde una posición inicial hasta una posición en la cual al menos un elemento de limpieza queda dispuesto sobre o en contacto con la superficie del al menos un dispositivo de medición.

[0051] Tal como se menciona anteriormente, las dos modalidades recién descritas permiten al dispositivo de limpieza incluir uno o dos grados de libertad adicionales en la operación del brazo móvil, en caso de ser necesario dependiendo de la ubicación específica del dispositivo de medición en la planta solar.

[0052] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende, antes de accionar el al menos un primer medio motriz, dispensar agua y /o un agente limpiador sobre la superficie del al menos un dispositivo de medición a través de al menos un medio dispensador de líquido. Opcionalmente, el método además comprende, antes de accionar el al menos un primer medio motriz, dispensar aire comprimido sobre la superficie del al menos un dispositivo de medición a través de al menos un medio de ventilación, tal como un ventilador o compresor. Estas modalidades permiten combinar varios tratamientos de limpieza en caso de que sea necesario, ya sea por un evento climático particular o por las condiciones particulares del lugar de operación del dispositivo de medición.

[0053] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende limpiar el al menos un elemento de limpieza a través de al menos un medio de autolimpieza. Adicionalmente, el método además comprende reemplazar el al menos un elemento de limpieza a través de al menos un medio de reemplazo.

[0054] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende obtener datos de funcionamiento de cada uno de los componentes del dispositivo de limpieza a través de al menos un medio de adquisición de datos y comunicación; y comunicar dichos datos de funcionamiento a un centro de operaciones y /o a una nube para su almacenamiento. Dicha comunicación de datos se puede realizar a través de cables o de manera inalámbrica, mediante tecnología Bluetooth, infrarroja, 3G, 4G, 5G o a través de cualquier otro medio que permita la comunicación inalámbrica. De manera preferente, el método además comprende comparar, mediante el al menos un medio de adquisición de datos y comunicación, los datos adquiridos para cada componente del dispositivo de limpieza con al menos un rango preestablecido para cada dato; y enviar una alerta en caso de que uno o más de los datos adquiridos esté fuera del rango preestablecido. Gracias a esta modalidad de la invención es posible monitorear en tiempo real la operación de todos los componentes del dispositivo de limpieza, evaluando de manera constante el correcto funcionamiento de cada uno de ellos, en donde, en caso de detectar que uno o más parámetros se encuentran fuera de un rango preestablecido, el al menos un medio de adquisición de datos y comunicación se encarga de enviar una alerta, ya sea a un centro de operaciones o a través de mensajes de texto o similar, para que un operario tome las medidas correctivas correspondientes, ya sea de manera remota o presencial.

[0055] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende retroalimentar al al menos un medio de control con la información obtenida por el al menos un medio de adquisición de datos y comunicación, de manera de utilizar dicha información en la evaluación de sus siguientes acciones. En este sentido, el dispositivo de limpieza de la invención utiliza funciones relacionadas con el aprendizaje de máquinas y el internet de las cosas para retroalimentar al al menos un medio de control, logrando así que el dispositivo de limpieza tenga la capacidad de aprender de sus decisiones pasadas, para así mejorar su nivel de precisión en la toma de decisiones en cada una de las etapas del proceso de limpieza, por ejemplo, en estimar la fecha en que es necesaria la limpieza, o la duración que deba tener la limpieza de la superficie, entre otros. Además, gracias a la implementación de estas herramientas de aprendizaje, el dispositivo de limpieza puede interactuar con otros dispositivos de limpieza que estén operando en la planta solar, de manera de generar un trabajo coordinado entre todos ellos, pudiendo, por ejemplo, existir interacciones del tipo maestro-esclavo, en donde uno de los dispositivos de limpieza actúe como operador principal dentro de un conjunto de dispositivos.

[0056] En vista de la descripción anterior respecto al dispositivo y método de limpieza de la invención, resulta relevante destacar las diferentes modalidades preferentes que pueden ser integradas al proceso de limpieza del dispositivo de medición, dependiendo de la ubicación de éste y de la cantidad de accesorios o elementos de la planta solar presentes en el lugar. Además, según la climatología del lugar de operación, es posible combinar uno o más tratamientos de limpieza sobre la superficie del dispositivo de medición, de manera de asegurar una correcta limpieza de su superficie, específicamente de la cúpula transparente en el caso de piranómetros, manteniendo la precisión de medición de la irradiancia solar.

[0057] Por otra parte, resulta relevante de mencionar las características de operación del dispositivo de limpieza de la invención, el cual puede operar de manera remota, ya sea programándose para fimcionar de manera cíclica o para que sea el propio dispositivo el que tome las decisiones en cuanto a las tareas de limpieza. Esto último evita por completo la presencia de personas en la planta solar, salvo para tareas de instalación o mantenimiento, cosa muy deseada en esta industria, debido a los costos que implica el traslado de personal a las ubicaciones de las plantas, que por lo general se encuentran a distancias considerables de las grandes ciudades.

[0058] Finalmente, es importante destacar la simpleza de instalación y de operación del dispositivo de limpieza de la invención, lo cual lo hace posible de utilizar junto con la mayoría de dispositivos de medición comúnmente utilizados en instalaciones solares, tales como piranómetros, para los cuales existen varias marcas y modelos presentes en el mercado, gracias a la escalabilidad de sus componentes, en donde las labores de mantención son mínimas al existir un reducido número de componentes eléctricos sensibles o que requieran de una calibración específica.

[0059] En consecuencia, la presente invención proporciona un dispositivo y método automático de limpieza para la superficie de dispositivos de medición en instalaciones solares, tales como piranómetros, que proporciona una solución más simple que las existentes en el estado de la técnica, capaz de adaptarse a los requerimientos particulares de cada modelo de piranómetro sin intervenir en su operación ni en sus componentes estructurales, pero siempre manteniendo el nivel de limpieza adecuado para mantener la eficiencia de medición del dispositivo de medición. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

[0060] 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 dispositivo de limpieza, de acuerdo con una configuración preferente de la invención.

La figura 2 enseña una vista lateral del dispositivo de limpieza, de acuerdo con una configuración preferente de la invención.

La figura 3 enseña una vista frontal del dispositivo de limpieza, de acuerdo con una configuración preferente de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS FIGURAS

[0061] Con mención a las figuras que se acompañan, la figura 1 muestra una vista isométrica del dispositivo limpiador (1), en donde es posible observar todos sus componentes principales. Por una parte, se observa que el dispositivo (1) comprende una plataforma base (10), en la cual se posiciona una base de soporte (16) en donde se dispone el piranómetro. En una de las caras laterales de la plataforma base (10) se dispone un extremo de un brazo móvil (11), el cual se puede mover desde una posición inicial hasta una posición final gracias a un segundo medio motriz (14), tal como un servomotor o motor paso a paso, dispuesto en la parte inferior del dispositivo (1). Estas posiciones son establecidas y aseguradas mediante la instalación de topes de carrera (17a, 17b), dispuestos en la misma cara lateral de la plataforma base (10). De esta forma, el brazo siempre hará contacto con uno de los topes de carrera (17a, 17b) al llegar a su posición inicial o final. Por otra parte, se observa que el dispositivo (1) además comprende dos sensores de posición (18) (en las figuras sólo se observa un sensor de posición; el otro se encuentra oculto por el brazo móvil (11)), posicionados también en la cara lateral de la plataforma base (10), para corroborar la posición del brazo móvil (11), asegurándose así que éste siempre se encuentre, ya sea en su posición inicial, o en su posición final.

[0062] La figura 1 también muestra la presencia de un primer medio motriz (12), tal como un motor paso a paso o servomotor, el cual se encuentra protegido por una cubierta (19). Dicho primer medio motriz (12) tiene como función hacer rotar un elemento de limpieza (13), tal como un cepillo, para llevar a cabo las tareas de limpieza sobre la superficie del dispositivo de medición, específicamente sobre la cúpula o domo transparente en el caso de un piranómetro. [0063] Finalmente, el dispositivo (1) también comprende medio de control (15), dispuesto en otra cara lateral de la plataforma base (10), el cual controla la operación del primer medio motriz (12) y del segundo medio motriz (14), mediante instrucciones recibidas de manera inalámbrica por parte de un operador ubicado de manera remota, o mediante instrucciones evaluadas directamente por el medio de control (15).

[0064] En relación con las figuras 2 y 3, en ellas se observa una vista lateral y frontal del dispositivo de limpieza (1), con el brazo móvil (11) en su posición final, apoyado contra el tope de carrera (17a), en donde es posible apreciar también la disposición del dispositivo de medición al cual se aplicarán las tareas de limpieza sobre su superficie superior, en este caso correspondiente a un piranómetro (100), el cual se encuentra sobre la base de soporte (16). Esta es la disposición del dispositivo de limpieza (1) antes de comenzar con las tareas de limpieza respectivas sobre la superficie del piranómetro (100), luego de lo cual el brazo móvil (11) vuelve a su posición inicial para hacer contacto con el tope de carrera (17b), siendo comprobadas dichas posiciones por el sensor de posición (18).

[0065] A partir de las figuras es posible notar la adaptabilidad que posee el dispositivo de limpieza (l), en donde la mayoría de sus componentes, como por ejemplo, la plataforma base (10), el brazo móvil (11), el elemento de limpieza (13), la base de soporte (16) y los topes de carrera (17a, 17b), se pueden modificar en cuanto a su ubicación o dimensiones, de manera de adaptarse a cualquier entorno operativo o modelo de piranómetro existente en el mercado, sin tener que afectar el funcionamiento o los componentes del piranómetro. Por otra parte, el dispositivo de limpieza (1) también se puede complejizar para incluir una o más funciones adicionales para cumplir con una limpieza eficiente en un entorno operativo particular, en donde, por ejemplo, la cúpula o domo del piranómetro se ensucie con mayor frecuencia o con partículas de difícil remoción.

[0066] Adicionalmente, es importante destacar la versatilidad del dispositivo de limpieza (1) en relación con la cantidad de grados de libertad que puede tener, dependiendo de los requerimientos de movilidad específicos de cada lugar de instalación y operación, en donde el dispositivo de limpieza (1) cuenta principalmente con dos grados de libertad, el primero asociado con el movimiento de brazo móvil (11) alrededor del piranómetro (100), en su eje axial, y el segundo asociado al giro del elemento de limpieza (13) para llevar a cabo las tareas de limpieza sobre la superficie del piranómetro (100), los cuales son accionados a través del primer y segundo medios motrices (12, 14). A los grados de libertad mencionados se pueden incluir otros adicionales, como por ejemplo, la extensión o contracción de un elemento de extensión para acercar o alejar el elemento de limpieza (13) de la superficie del piranómetro (100) en caso de ser necesario, o la rotación del brazo móvil (11) en relación con su eje radial a través de un elemento de rotación que permita dicho movimiento del brazo móvil (11) alrededor del piranómetro (100). Dichos grados de libertad adicionales pueden ser accionados de forma pasiva (a través de un operario, por ejemplo) o de forma activa, a través de medios motrices adicionales (tercer y cuarto medio motriz), proporcionando de esta forma un dispositivo de limpieza (1) versátil y adaptable a cualquier condición de operación o movimiento.

REFERENCIAS NUMÉRICAS

I Dispositivo para limpiar la superficie de al menos un piranómetro

10 Plataforma base

I I Brazo móvil

12 Primer medio motriz

13 Elemento de limpieza

14 Segundo medio motriz

15 Medio de control

16 Base de soporte

17a, 17b Tope de carrera

18 Sensor de posición

19 Cubierta