光伏双轴跟踪装置
一种新颖的太阳自动跟踪装置
４ ｏ～ ４ 。范 围旋转 ， ７ ＋７ 能够 实现 自动跟 踪太 阳的 目的。 通 过 电机 Ａ带 动 太 阳 能 电池 板东 西 方 向转 动 ， 达
到调整 太 阳能 电池板 方位 角 ；通过 电机 Ｂ带 动 太 阳能
电池板 南北方 向转 动 ， 到调整 太 阳能板高 度角 。本设 达
跟 踪 传感 器 用 来 检测 太 阳的 方 位 角 和高 度 角 ， 只
６８
速 要低 （ 可低 至 １２转 ／ ）所 需驱 动 力矩 也 小 ３ 卷 ） ５ ００ 第 ９ 第 期
资源 环 境
太 阳能 电池板
动一 停 止一 转 动这 种断 续 的周而 复始 的控 制过 程 中。 高 度 角 自动 跟踪 电路 的组 成 及工 作 原理 与 方位 角 自动跟 踪 电路 相 似 ， 只是 电路参 数 有所 不 同而 已。
３３ 西限位 开 关 电路 设 计 ．
当临近傍 晚时， 阳光线 非常微 弱 ， 太 失去 了跟踪发 电 的意义 ； 外 为便 于次 日凌晨 对 太 阳 光线 的跟 踪 ， 阳 另 太 能 电池板需 处于一个 比较合 适 的初 始位置 。为此特别设
计 了一个 限位开关 装 置 ， 太 阳 自动跟 踪装 置在 临近傍 使 晚 向西跟 踪转 动 的过程 中 ， 自动碰 触 限位 开 关 ， 会 限位
跟踪 太 阳的方 法有 很 多 ， 不外 乎 以下 三类 方式 ： 但
定 时跟踪 、 Ｈ运 动轨 迹跟 踪 和光 电跟 踪Ｉ 视 ２ １ 。根据 轴 数
不 同又分 为单轴 跟踪 和双轴 跟踪 。
３ 太 阳 自动跟踪装置的设计
太 阳 自动跟 踪 装置 由机 械 控制 系统 、控 制 电路 及
太阳能双轴跟踪系统原理解析
太阳能双轴跟踪系统原理解析太阳能双轴跟踪系统原理解析1. 引言太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了越来越多的关注和应用。
为了更高效地收集太阳能，提高太阳能发电系统的效率，太阳能双轴跟踪系统应运而生。
本文将深入探讨太阳能双轴跟踪系统的原理及其在太阳能发电领域的应用。
2. 太阳能双轴跟踪系统的基本原理太阳能双轴跟踪系统是一种能够根据太阳的位置来调整太阳能发电设备角度的系统。
它通过使用两个轴（水平轴和垂直轴）来实现对太阳能接收器的定位，以确保太阳能始终垂直照射到接收器上。
这种追踪方式与传统的固定式太阳能系统相比，能够使得接收器相对于太阳的角度始终保持最佳状态，从而提高太阳能发电的效率。
3. 太阳能双轴跟踪系统的构成太阳能双轴跟踪系统主要由以下几个组成部分构成：3.1 太阳能追踪控制器：该控制器根据预设的追踪算法和传感器采集的数据，来计算并控制太阳能发电设备的运动。
它可以通过控制执行机构，调整发电设备的角度和方向。
3.2 电动机或执行机构：太阳能双轴跟踪系统通过电动机或其它执行机构来实现设备的角度调整。
这些电动机或执行机构通过接收控制器的指令，将设备转动到正确的位置上。
3.3 传感器：为了准确地获取太阳的位置信息，太阳能双轴跟踪系统通常会配备多个传感器。
这些传感器可以是太阳光电传感器、倾斜传感器等。
它们通过检测太阳的位置和周围环境的变化，向控制器提供实时的反馈信息，以确保设备能够准确追踪太阳。
3.4 太阳能接收器：太阳能双轴跟踪系统最关键的一部分是太阳能接收器。
它通常由太阳能电池板或聚光器组成，用于将太阳光转化为电能。
通过精确地追踪太阳，太阳能接收器可以最大限度地吸收太阳的能量，提高太阳能的利用效率。
4. 太阳能双轴跟踪系统的优势相较于固定式太阳能系统，太阳能双轴跟踪系统具有以下几个优势：4.1 提高发电效率：通过追踪太阳的位置并使接收器始终垂直照射，太阳能双轴跟踪系统可以最大限度地吸收太阳能，提高发电效率。
平单轴、斜单轴、双轴自动跟踪技术选择分析方法
平单轴、斜单轴、双轴自动跟踪技术选择分析方法众所周知，为提高光伏电站的发电量，降低度电成本，增加投资的经济效益，可以采用光伏自动跟踪技术。
从国内技术来讲，对非聚光形式有双轴跟踪、斜单轴、平单轴以下3种跟踪技术。
对各种跟踪方式优缺点比较如下：(1)双轴跟踪范围大的同时占地面积大，安装容量容易受安装环境影响；安 装相对复杂、抗风能力一般，一次性投入相对较高，在电池板价格低的情况下，经 济价值一般。
安装结构示意图参见图5-7。
(2)斜单轴单元安装容量、跟踪范围一方面受环境影响另一方面受顶杆电机 行程约束，抗风能力较好、安装比较简单，整个性价比较高，如果安装在斜坡上则 优势更明显。
(3)平单轴跟踪范围大、安装简单、容易扩展容量，容量大时造价低、抗风 能力强，经济性能高，更适合在赤道附近地区应用同时对地基平面要求高。
西限位开关水平电机东限位开关光强检测装置东西方向侧视图正视图图5-7 双轴跟踪示意图从发电效率来看：平单轴：发电量提高10%～20%，成本增加3%～5%，单机最大功率50kW (2008年底)。
斜单轴：发电量提高20%～30%，成本增加10%，单机最大功率3.3kW （2006年底）。
双轴：发电量提高30%～40%，成本增加15%，单机最大功率l0kW （2008年底）。
在光伏电站设计中，要不要跟踪，应因地而异，完全由综合技术经济性来判定。
从以上3种跟踪技术比较来说，通常是斜单轴跟踪费效比较好，平单轴适合于低纬度地区(30度内)。
对平板太阳电池方阵，在太阳电池组件已大幅降价之后，一般不必选择双轴跟踪。
因为双轴跟踪往往可靠性并不高，给维护带来麻烦，结果所谓得不偿失。
图5-8所示分别为斜单轴跟踪系统的原理图和前视图。
Z=维度Z=维度图5-8 斜单轴跟踪系统原理图。
光伏支架的种类
光伏支架的种类光伏支架是太阳能光伏发电系统中的重要组成部分，用于支撑和固定光伏组件，使其能够稳定地面向太阳并吸收阳光进行发电。
根据不同的安装环境和需求，光伏支架可以分为多种不同的类型。
本文将介绍几种常见的光伏支架。
一、固定支架固定支架是光伏发电系统中最常见的一种支架类型。
它通常由金属材料制成，具有较强的稳定性和耐久性。
固定支架的安装角度一般为固定不变，根据当地的纬度和气候条件确定。
固定支架适用于地面光伏发电系统和大型屋顶光伏系统。
二、单轴跟踪支架单轴跟踪支架是一种可以使光伏组件在一条轴上进行水平旋转的支架。
它可以根据太阳的位置自动调整光伏组件的角度，使其始终面向太阳，最大限度地吸收太阳能。
单轴跟踪支架通常采用电动或液压驱动系统，具有较高的发电效率，但相应地成本也较高。
单轴跟踪支架适用于大型光伏发电站和集中式太阳能发电系统。
三、双轴跟踪支架双轴跟踪支架是一种可以使光伏组件在水平和垂直两个方向上进行旋转的支架。
它可以根据太阳的位置自动调整光伏组件的角度和朝向，以获取更多的太阳能。
双轴跟踪支架通常采用电动或液压驱动系统，具有较高的发电效率，但也是成本较高的选择。
双轴跟踪支架适用于高纬度地区和对发电效率要求较高的场所。
四、屋顶支架屋顶支架是一种安装在建筑屋顶上的支架，用于固定光伏组件。
根据不同的屋顶类型和结构，屋顶支架可以分为斜面屋顶支架和平面屋顶支架。
斜面屋顶支架通常使用铝合金或不锈钢材料制成，具有较轻、耐久的特点，适用于斜面屋顶的安装。
平面屋顶支架通常使用钢材料制成，具有较高的稳定性和承载能力，适用于平面屋顶的安装。
五、地面支架地面支架是一种安装在地面上的支架，用于固定光伏组件。
地面支架通常采用钢材料制成，具有较高的稳定性和承载能力，适用于大型光伏发电站和分布式光伏系统的安装。
地面支架可以根据需要进行固定安装或可调角度安装，以适应不同的地形和发电需求。
光伏支架的种类包括固定支架、单轴跟踪支架、双轴跟踪支架、屋顶支架和地面支架等。
太阳能双轴跟踪系统原理
太阳能双轴跟踪系统原理一、前言太阳能作为一种清洁、可再生的能源，越来越受到人们的关注和重视。
而太阳能跟踪系统则是提高太阳能利用效率的重要手段之一。
本文将详细介绍太阳能双轴跟踪系统的原理。
二、太阳能双轴跟踪系统的概述太阳能双轴跟踪系统是指通过控制电机驱动，使得光伏板始终朝向太阳，并保持与太阳光线垂直，从而最大限度地提高光伏板的发电效率。
该系统由控制器、电机、传感器和支架等组成。
三、控制器控制器是整个系统的核心部件，它负责接收传感器采集到的数据，并根据预设算法计算出正确的电机转动角度和方向，从而实现对光伏板的精确跟踪。
控制器还可以设置参数，如时间间隔、角度误差等。
四、电机电机是实现光伏板转动的关键部件，通常采用直流电机或步进电机。
在工作时，控制器会根据传感器采集到的数据计算出电机需要转动的角度和方向，并通过控制电流来驱动电机转动。
五、传感器传感器是实现太阳能跟踪的关键部件，它可以测量太阳的位置和光线的强度。
常用的传感器有光敏电阻、光电二极管、太阳能光伏电池等。
传感器采集到的数据将被送往控制器进行处理。
六、支架支架是安装在地面或屋顶上，用于支撑光伏板并实现转动的设备。
通常采用钢材或铝合金材料制成，具有足够强度和稳定性。
七、原理太阳能双轴跟踪系统的原理基于日地运动学原理。
地球绕着太阳公转，同时自转，因此在任何时刻都会有一个方向与太阳相对应。
通过精确测量这个方向，就可以实现对光伏板的精确跟踪。
具体来说，系统中安装有两个传感器：一个用于测量水平方向上的角度（俯仰角），另一个用于测量垂直方向上的角度（方位角）。
根据这两个角度以及当前时间和地理位置等信息，控制器可以计算出太阳的位置，并确定光伏板需要转动的角度和方向。
控制器通过驱动电机来实现光伏板的转动，使其始终朝向太阳，并保持与太阳光线垂直。
八、总结太阳能双轴跟踪系统是提高太阳能利用效率的重要手段之一，其原理基于日地运动学原理。
系统由控制器、电机、传感器和支架等组成，通过精确测量太阳位置和光线强度来实现对光伏板的精确跟踪。
光伏发电双轴智能跟踪系统设计
光伏发电双轴智能跟踪系统设计摘要：随着经济与技术的共同发展，人们对于能源的需求越来越大，使得目前对于能源的消耗量逐渐增长，但是目前大多数能源还都是采用以往的化石燃料焚烧的方法来都得到。
因此，为了能够使得能源进行一定的优化与改善，就需要不断的探索并开发出新能源。
通过光伏发电双轴智能跟踪系统的应用，能够有效的实现将太阳能转化为电能，在该系统中采用了单片机、锂电池、光电传感器、电机等设备，通过这些设备的应用能够实现智能化的跟踪光源，充分的获取所需的太阳能，并将其合理的利用，有效的发挥该系统的作用。
本篇文章就对于光伏发底单双轴智能跟踪系统进行研究与分析，从而促进该系统的推广与应用，实现新能源的开发与应用。
关键词：光伏发电；智能跟踪系统；在光伏发电的实际应用过程中，其太阳能的有效利用成为了一大难题，因此，为了能够有效的获取充足的太阳能，并且提高电能生产的效率，需要对发电效率以及光能的获取这两项内容进行研究与分析。
对于地球而言，其每个地方所受到太阳照射的时间、程度都是不一样的，且其变化的速度非常快。
因此，为了能够保证光伏发电能够不受该问题的影响，能够获取充足的光能，需要设计出一种特殊的光伏发电系统，并且保证该系统的应用过程中太阳的位置光能发电板的位置能够相互匹配，提高光能的收集效率。
根据相关的研究发现，采用追踪模式能够有效的追踪光能的位置，从而提高光能获取的效率，因此光伏发电双轴智能跟踪系统的研发与应用是非常必要的。
1双轴智能跟踪系统的作用原理在双轴智能跟踪系统的应用过程中，需要相关设备及装置的支持，其中双轴智能跟踪装置发挥重要的作用，在该装置的内部通过应用两个同种类型的电机，能够实现对于高度以及角度的控制，从而保证光伏发电所使用的发电板能够时刻与太阳照射之间的角度保持在90度，在应用的过程中电机通过旋转来时刻的追踪太阳位置的变化情况。
在光伏发电双轴智能跟踪系统中还会利用光电传感器设备，通过该设备的应用能够有效的将光信号转化为电信号。
基于STM32的太阳能双轴跟踪控制系统
文章编号 ： １ ０ ０ ９— ２ ５ ５ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ｏ ４—０ １ １ ３一 Ｏ ３ 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文献标识码 ： Ａ
基于 Ｓ Ｔ Ｍ ３ ２的 太 阳 能 双 轴 跟 踪 控 制 系统
秦 兴盛 ，陈晓荣 ，聂道林
（ １ ．上海交通大学光 电信息与计算机工程学院 ，上海 ２ ０ ０ ０ ９ ３ ；２ ．上海驭领机电有限公司 ，上海 ２ ０１ ３ ６ ）
摘
要 ：利 用太 阳能跟 踪 支架 ，使 太 阳能 电池始 终 能 被 太 阳光 直射 以提 高发 电效 率 ，降低 太 阳
能电池板 的尺 寸并 节省成本 。文 中设计 以 ｓ Ｔ Ｍ３ ２ Ｆ ｌ ０ ３ ｚ Ｅ Ｔ ６为控 制核 心 的 太 阳支架 双轴 跟踪 控 制 系统 ， 系统根 据 支架所在地 的经 纬 度 与 时 间 ，计 算 出蜗轮 蜗杆 与推 杆 的相 应 位 置 ，改 变 支架 的 高度 角与方位 角 ，实现 双轴跟 踪 ；并且 利 用照度 传 感 器与 风速 传感 器 ，使 支架 能适 应 不 同天 气 ；
加入 软件 自动修 复等技 术 ，降低 系统 功耗 、提 高 系统稳 定性 。该 产 品在 实际应 用 中能较 好地 满
足精 度与稳 定性要 求 。
关键 词 ：Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ ；双轴跟 踪 ；光 伏发 电
Ｄｕ ａ ｌ — ａ ｘ ｉ ｓ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓ ＴＭ ３ ２
０ 引 言
人 类社 会进入 ２ ｌ 世纪， 正 面临着 化石燃 料短 缺
１ 算 法 简介
如何实 现太 阳高 度 角 和方 位 角 的准确 定 位 ， 是 设 计 的核心 。但是 即 使跟 踪误 差 在 ５ 。 ～１ ０ ０ 。 之间，
光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计与应用
及 方 位 角 ％。该 数 据 值 由 天 文 算 法 [M)计 算 得 到 ：
sin y 0 = sin^?sin5 + cos^cos^cosw
( 1)
sin^?siny0 - sin5
c o s r〇= ------------------------
(2)
cos^>cosy0
式中:％ 为太阳光初始高度角； 为太阳光初始方位
本文的研究对象是新型光伏电池板双轴跟踪系 统 其 系 统 外 观 结 构 如 图 1 所示。
图 1 中 ：电 机 1 控 制 电 池 板 的 水 平 方 向 （东 、西方 向 ）转 动 ，跟 踪 太 阳光的方位角；电 机 2 控制光伏电池 板垂直方向（南 、北 方 向 ）转 动 ，跟 踪 太 阳 光 的 高 度 角 ， 最 终 使 得 电 池 板 平 面 与 太 阳 光 实 时 保 持 垂 直 ，提 升 光 伏电站的发电量。该 双 轴 跟 踪 支 架 结 构 设 计 简 单 、巧 妙 ，具有控制灵活、精度高的优点。 1 . 2 系统工作原理
A b stra c t：With the continuous development of photovoltaic industry, in order to improve the power generation of photovoltaic panels and power stations, the tracking control system based on field programmable gate array ( FPGA) control chip is proposed based on a new type of photovoltaic panel dual axis automatic tracking bracket. The azimuth and altitude angles of sunlight are calculated by astronomical calculation method and photoelectric sensor analog correction method. Then, according to the mathematical relationship between the positions of photovotaic ( P V ) panel and feedback, three phase pulse control signal is obtained. The forward and reverse rotation of the two motors are controlled by time sharing in the working process. The sunlight is always perpendicular to the plane of the panel, which realizes the real-time tracking of the sunlight angle. Finally, a project in Xinjiang is taken as an example, the measured data results are compared with the simulation results based on PVsyst software. The Comparison results show that the control system can accurately track the sunlight, which verifies the effectiveness of the system design. Compared with the fixed mode, the photovoltaic power generation can be increased by more than 30% using the dual axis automatic tracking system. The system can be applied in the following engineering projects, and can increase the revenue of photovoltaic power station. Keywords ：Field programmable gate array ( FPG A ) ； Photoelectric sensor; Time sharing control； Propotion integral ( PI ) regulator；Pulse width modulation( PWM) ；Three phase full bridge circuit；PVsyst；Dual axis automatic tracking system
双轴光伏跟踪机械系统设计
发 电模组长宽高 （ ｍ ｍ Ｘ ｍ ｍ Ｘ ｍ ｍ）
透镜 面积 Ｌ ｘ Ｗ（ ｍ ｍ× ｍｍ） 发 电模 组 内透 镜 块 数 日照 强度 ｗ ． ／ ｍ （ ｋ Ｗ／ ｍ ）
第２ ６卷第 ４期
２ ０ １ ３年 ７月
潍 坊 工 程 职 业 学 院 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｗ ＥＩ ＦＡＮＧ Ｅ ＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ Ｖ０ＣＡＴ１ ０ＮＡＬ Ｃ ０Ｌ ＬＥ ＧＥ
Ｖ０ １ ． ２ ６ Ｎｏ ． ４
Ｊ ｕ １ ．２ ０１ ３
Ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９—２ ０ ８ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ２ ２
根据 发 电 模 组 的长 度 和 宽 度 ， 考 虑 布 置 的对 称 速 为 ３ ． ２ ２ ｍ ／ ｓ 。本 文 在 计 算所 需要 的静 力 和 静 力 距
时， 取设 计 风速 和破坏 风速 分别 为 １ ７ ｍ ／ ｓ 和２ ７ ｍ ／ ｓ 。
在进 行风 载计 算 时取总 发 电模 组 的长 度为 ５米 ， ３ ． ２ 风 载计算 公 式 宽度 为 ４米 ； 而 当跟 踪装 置 的 高 度角 为 ０ 。 时， 总 发 电 平 均风 产生 的阻力 Ｆ ｘ 、 升力 Ｆ ｙ 、 侧力 Ｆ ｚ 、 滚转 力
光的转化效率 １ １ 仰俯 主梁 最大变形 角度 （ 。 ）
１ 现有 光伏 跟踪装 置工作 性 能分析
预期寿命 （ 年）
２ ０
光伏 跟踪 机械 系统按 照旋 转轴数 的不 同跟 踪系 布置方式
跟踪式光伏支架原理
跟踪式光伏支架原理跟踪式光伏支架是一种用于太阳能发电系统的先进技术，它可以使光伏组件跟随太阳的运动，最大限度地提高能量产出。
在本篇文章中，我将深入探讨跟踪式光伏支架的原理以及其在太阳能发电领域的应用。
首先，让我们来了解一下跟踪式光伏支架的原理。
跟踪式光伏支架通过使用一组传感器和电动驱动系统，实现太阳能板的自动转向，以跟随太阳的轨迹。
传感器负责检测太阳的位置和光照强度，然后通过电动驱动系统改变光伏组件的方向和角度，使其始终保持与太阳光线的垂直。
跟踪式光伏支架有两种常见的类型：单轴跟踪和双轴跟踪。
单轴跟踪系统只能在一个平面上旋转，通常是水平平面，以保证光伏组件始终面向太阳。
而双轴跟踪系统能够在水平和垂直平面上进行旋转，以适应太阳在天空中的运动。
跟踪式光伏支架的原理基于太阳能辐射的特性。
太阳能辐射在一个固定的角度下，与光伏组件的表面相互作用，所产生的能量最大化。
跟踪式光伏支架可以根据太阳位置的变化，动态地调整光伏组件的角度和方向，从而使其始终处于最佳接收太阳能的位置。
跟踪式光伏支架在太阳能发电领域有着广泛的应用。
通过使用跟踪式光伏支架，太阳能系统的能量产出可以增加约20％至40％，相比于传统的固定式支架系统。
这是因为跟踪式光伏支架能够实现对太阳光线的跟踪，充分利用太阳能辐射，同时减少了功率损失和光伏组件表面的污染。
此外，跟踪式光伏支架还可以提供更好的节约和环保效益。
通过最大化能量产出，可以降低太阳能系统的总体成本，并减少对传统能源的依赖。
同时，跟踪式光伏支架的使用还可以减少对土地资源的需求，因为同样面积下的光伏组件数量更少。
总结起来，跟踪式光伏支架是一项关键的技术，可以提高太阳能系统的能量产出。
它通过自动跟踪太阳的运动，使光伏组件始终保持最佳的角度和方向，最大限度地利用太阳能辐射。
跟踪式光伏支架在太阳能发电领域得到了广泛的应用，并为能源行业带来了显著的节约和环保效益。
对于我个人而言，我认为跟踪式光伏支架是一个非常有前景的技术。
矢量双轴跟踪光伏支架说明书
矢量双轴跟踪光伏支架说明书矢量双轴跟踪光伏支架是一种高效的太阳能电池板支架，它可以自动调整太阳能电池板的角度，以获得更高的光能利用效率。
本说明书将详细介绍矢量双轴跟踪光伏支架的组成、安装、操作和维护。
一、组成矢量双轴跟踪光伏支架主要由以下部分组成：1. 支架脚：支撑整个支架系统的基础，需要固定在地面或者水泥基础上。
2. 支架柱：支撑悬挂在上面的太阳能电池板，通常由金属材料制成，具有很强的承重能力和稳定性。
3. 滑轨：支持太阳能电池板上下左右的移动，采用钢制材料，具有耐腐蚀和耐磨损的特性。
4. 电机：控制太阳能电池板上下左右的移动，使用直流电机，并配备马达控制器，以确保精确的位置控制。
5. 传感器：感应太阳的位置和光线强度，帮助控制单元确定太阳能电池板的位置，并调整电机的运行。
6. 支架交流电源：为电机提供必要的电力，供电电压一般为110V或者220V。
二、安装1. 选择适当的安装位置：矢量双轴跟踪光伏支架的安装位置应该是避免被阴影遮挡的位置。
建议将其安装在地面平整的位置。
2. 安装支架脚：根据土地情况和支架重量选择合适的基础，固定支架脚到地面或者水泥基础上。
3. 安装柱体：将支架柱安装到支架脚上，并使用螺栓进行拧紧。
4. 安装滑轨：使用螺栓将滑轨安装到支架柱的顶部，然后将太阳能电池板安装到滑轨上。
5. 安装电机和传感器：将电机和传感器安装在支架柱的顶部，并使用螺栓进行拧紧。
6. 连接电源和控制器：将支架交流电源与电机和传感器连接，然后连接控制单元。
7. 调整支架角度：通过控制单元调整支架角度，直到太阳能电池板获得最大光能利用效率。
三、操作和维护1. 操作：矢量双轴跟踪光伏支架通过控制单元自动调整太阳能电池板的角度，不需要手动干预。
使用时只需要保证电源供应稳定即可。
2. 维护：每年需要对矢量双轴跟踪光伏支架进行一次维护，检查所有部件是否正常工作，清除积尘和腐蚀物，并进行必要的维修和更换。
如果控制器出现问题，可以联系售后服务人员进行维修。
基于单片机的双轴太阳能跟踪系统的设计
ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｌｌ ａ ｙ ａ ｎ ｄ ｋ ｅ ｅ ｐ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｎ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｃ ｅ ｌ ｌ Ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｙ ｄ ａ ｙ ｏ ｒ ｎ ｉ ｇ ｈ ｔ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｗ－ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ， ｔ ｈ ｅ
第２ １ 卷 第 ｌ ５期
Ｖｏ １ ． ２ １
Ｎｏ ． １ ５
电子设 计 工程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ３年 ８月
Ａｕ ｇ ．２ ０１ ３
基于单 片机 的双轴太阳能跟踪系统的设计
跟踪式光伏支架原理
跟踪式光伏支架原理跟踪式光伏支架是一种能够自动追踪太阳光线的光伏系统，它可以提高光伏发电效率，降低成本。
其原理是通过安装在支架上的电机和控制系统，使光伏板始终保持与太阳垂直的角度，最大程度地吸收太阳能。
跟踪式光伏支架主要由以下几部分组成：支架、驱动系统、控制系统、传感器和电源等。
首先是支架部分。
跟踪式光伏支架通常采用双轴或单轴结构。
双轴结构可以实现水平和垂直两个方向的转动，而单轴结构只能实现水平方向的转动。
双轴结构相对更复杂，但可以更好地追踪日出日落时太阳运动的路径。
其次是驱动系统。
驱动系统通常由电机、减速器和传动装置组成。
电机提供驱动力，减速器降低转速并增加扭矩，传动装置将转速传递给支架。
接下来是控制系统。
控制系统通常由微处理器和程序控制单元组成。
微处理器负责读取传感器的数据，程序控制单元根据数据计算出最佳转动角度，并控制电机转动。
然后是传感器。
传感器通常有光照强度传感器和倾斜角度传感器两种。
光照强度传感器用于检测太阳的位置和光照强度，倾斜角度传感器用于检测支架的倾斜角度。
最后是电源。
跟踪式光伏支架通常使用太阳能电池板或市电供电。
太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，为跟踪式光伏支架提供所需的电力。
跟踪式光伏支架的工作原理如下：当太阳升起时，光照强度传感器会检测到太阳位置和光照强度，并将数据发送给微处理器。
微处理器根据数据计算出最佳转动角度，并向程序控制单元发送指令。
程序控制单元根据指令控制驱动系统，使支架始终保持与太阳垂直的角度。
当太阳移动时，光照强度传感器会不断调整数据，并发送给微处理器。
微处理器会不断重新计算最佳转动角度，并向程序控制单元发送指令。
程序控制单元会根据指令控制驱动系统，使支架始终保持与太阳垂直的角度。
跟踪式光伏支架相对于固定式光伏支架的优势在于可以提高光伏发电效率。
由于跟踪式光伏支架可以始终保持与太阳垂直的角度，能够吸收更多的太阳能，从而提高发电效率。
此外，跟踪式光伏支架也可以降低成本。
单轴、双轴太阳能跟踪系统受力分析及计算
单轴、双轴太阳能跟踪系统受力分析及计算暨太阳能电池板受力，仰角和水平方向的驱动扭矩分析及计算公式在太阳能跟踪系统中，受外部风力的影响是在设计时需要考虑的重要环节，决定着整套系统的稳定性和安全性，下面是太阳能光伏跟踪发电系统中一些计算公式和经验，对于初入太阳能或已经从事太阳能跟踪发电的工程技术人员有着很好的借鉴和帮助作用。
太阳能跟踪设计原理简易图：一、太阳能电池板受到风力计算太阳能电池板受到风力也就是支架、立柱及跟踪传动部件的受力情况，在设计时各部件均要克服也就是大于其所承受的力，整套系统在实际使用过程中才能够安全可靠的运行。
太阳能电池板受到风力计算公式如下:F=CA*A*WO*cos(a)式中：F——太阳板上所受的力kg；CA——安全系数，取1.3~1.4；A—太阳板面积平方米（m2）；WO——风压kg/m2，风压WO的标准，通常我们应该考虑其最大、最恶劣的使用工况，要按照30年一遇的11级暴风，风速 30m/s计算，其风压WO=60kg/m2 cos(a) ——太阳能电池板最大工作角度举例：63m2的太阳能电池板受风力是多少？依照公式：F=CA*A*WO*cos(a)带入公式：F=1.4*63*60*0.9063(cos25)=4796kg分析：1、支架的强度支架的轴向负载载荷要大于等于4796kg+太阳能板本身重量kg2、立柱的强度立柱的抗弯曲和剪切力要大于等于4796kg3、跟踪传动部件的强度跟踪传动部件的轴向和径向载荷要大于等于4796kg+系统本身重量二、仰角方向驱动扭矩计算仰角方向的驱动扭矩，即整个跟踪系统驱动仰角方向时所需要的动力。
驱动扭矩的合理选择决定着整套系统的发电效率的高低和系统的正常运行，电机的功率过大会消耗更多的太阳能电池板自身的发电能量，减低整套系统的发电效率；电机功率太小，驱动不了整套系统，不能正常运行。
仰角方向驱动扭矩计算M1=CM*A*WO*D* cos(a) *10式中：M1——太阳板上所受的仰角方向扭力矩Nm；CM——安全系数，取0.02~0.04；A——太阳板面积m2；WO——风压kg/m2；， (按照最大工作状态7级风，风速15m/s计算，WO=15kg/m2) D——太阳能板最大受力方向的尺寸m cos(a) ——太阳能电池板最大工作角度举例：63m2的太阳能电池板仰角方向驱动扭矩是多少？太阳能板受力方向的尺寸7.5m依照公式：M=CM*A*WO*D* cos(a) *10带入公式：M=0.02*63*15*9*0.9063*10=1541 Nm最终经过若干级的减速后，输出扭矩达到1541Nm即可驱动63m2的太阳能仰角方向的电池板。
双轴光伏动态跟踪控制系统的设计与实现
Байду номын сангаас中图分类号
￥ ２ １ ４ ． ９ 文献标识码
Ａ 文章编 号
１ ６ ７ ２ － ４ ３ ２ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ０ ６ ４ － ０ ５
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｔｗｏ － Ａｘ ｉ ｓ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
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高精度太阳能聚光双轴定时跟踪控制系统设计
太 阳轨迹跟踪 系统 的运 行原理为 ：依 据天体运行规 律 ，
实 时 计 算 出太 阳 对 应 于 当 地 Байду номын сангаас 间 、 度 、 度 的 与 水 平 面 相 经 纬
基金 项 目 ： 家科 技 型 中小 企业 技 术 创新 基 金 （９ ２ ２ ４ ２ ７ ２ 国 ０ Ｃ ６ ２ １４ ２ ）
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步利用太阳能 、 降低 成本 的 重 要 课 题闭 。为 了 提 高 光 伏 发 电
系 统 的转 换 效 率 。 高 发 电 系 统 的 发 电 量 ， 要 提 高 光 伏 阵 提 需 列 吸 收太 阳 辐 射 能 量 的 能 力 。其 主 要 解 决 途 径 是 使 光 伏 组 件 的框 架 平 台受 光 面 能 正 对 太 阳 ， 相 同 的辐 照 条 件 下 比 固 定 使 安 装 的 光 伏 组 件 能 吸 收 更 多 的太 阳 辐 射 能 量 ［ 国 内 外 的 研 ３ １ 。 究 主 要 集 中在 最 佳 倾 角 固定 安 装 和 自动 跟 踪 装 置 。 本 最 低 成 的最 佳倾 角 固定 安 装 光 伏 阵 列 ［ 由 于 太 阳光 入 射 角 随 昼 夜 、 ４ １ ，
太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究
太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究一、引言近年来，随着全球对清洁能源需求的不断增加，太阳能作为一种绿色环保的能源形式，受到了广泛的关注和研究。
太阳能光伏系统的效率取决于太阳光的照射角度，而太阳能跟踪系统能够实时调整太阳能电池板的位置，以最佳角度接收太阳光，从而提高能源转化效率。
因此，对太阳能双轴自动跟踪系统的设计与研究具有重要意义。
二、太阳能双轴自动跟踪系统的工作原理太阳能双轴自动跟踪系统主要由光敏电阻、控制电路、电机、轴承和太阳能电池板等组成。
光敏电阻用于实时感知光照强度，然后通过控制电路对电机进行驱动，使太阳能电池板跟随太阳的运动。
该系统的工作原理如下：1. 光敏电阻感知：将光敏电阻安装在太阳能电池板的一侧，用于感知光照的强度。
电阻的电阻值与光照强度呈反比关系，因此可以通过电阻值来判断光照的强弱。
2. 控制电路驱动：利用控制电路对电机进行驱动，实现太阳能电池板的双轴自动跟踪。
控制电路根据光敏电阻感知到的电阻值来判断光照的强弱，并根据一定的算法计算出电机驱动的方向和速度，以实现太阳能电池板的准确跟随。
3. 电机驱动：太阳能双轴自动跟踪系统采用两个电机，分别用于水平轴和垂直轴的驱动。
电机通过与控制电路的配合，实现太阳能电池板的水平和垂直方向的旋转，使其能够跟随太阳的运动轨迹，并保持最佳接收太阳光的角度。
4. 轴承：太阳能电池板通过轴承连接到电机，以实现旋转。
轴承设计应具有较高的承载能力和较小的摩擦阻力，确保太阳能电池板的平稳运转。
三、太阳能双轴自动跟踪系统的设计要点1. 光敏电阻的选择：选择感光度高、响应速度快、稳定性好的光敏电阻，以确保系统能够准确感知光照强度变化。
2. 控制电路的设计：控制电路要能够准确判断光敏电阻感知到的光照强度，根据一定的算法计算出电机驱动的参数，并能够稳定、准确地驱动电机。
3. 电机的选用：选择符合系统需求的电机，应考虑电机的转速、转矩和功率等参数，并能够与控制电路进行良好的配合。
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说明书摘要
一种光伏双轴跟踪装置，主要内容为：水平电机固定安装在水平蜗轮蜗杆减速器上，而水平蜗轮蜗杆减速器固定安装在水平壳体上，水平蜗轮蜗杆减速器输出轴通过水平联轴器与水平小齿轮轴连接，水平大齿轮与水平小齿轮啮合带动水平大齿轮轴的转动，来调整太阳能电池板在经度方向上的跟踪；竖直电机固定安装在竖直蜗轮蜗杆减速器上，而竖直蜗轮蜗杆减速器固定安装在竖直壳体上，竖直蜗轮蜗杆减速器输出轴通过竖直联轴器与竖直小齿轮轴连接，竖直大齿轮与竖直小齿轮啮合带动竖直轴的转动，来调整太阳能电池板在纬度方向上的跟踪。
本装置可在经度和纬度方向上进行调整，使其与太阳光线时刻保持垂直，提高了光伏发电装置的发电能力。
摘要附图1234567891011
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权利要求书
1.一种光伏双轴跟踪机构，其特征在于，该系统包括水平电机（10）固定安装在水平蜗轮蜗杆减速器（9）上，而水平蜗轮蜗杆减速器（9）固定安装在水平下壳体（11）上，水平蜗轮蜗杆减速器（9）输出轴通过水平联轴器（8）与水平小齿轮轴（3）连接，水平大齿轮（5）与水平小齿轮（6）啮合带动水平大齿轮轴（2）的转动，水平大齿轮轴（2）、水平小齿轮轴（3）采用水平轴承（4）支撑，来调整太阳能电池板（1）在经度方向上的跟踪；竖直电机（13）固定安装在竖直蜗轮蜗杆减速器（14）上，而竖直蜗轮蜗杆减速器（14）固定安装在竖直壳体（19）上，竖直蜗轮蜗杆减速器（14）输出轴通过竖直联轴器（15）与竖直小齿轮轴（16）连接，竖直大齿轮（18）与竖直小齿轮（17）啮合带动竖直轴（12）的转动，竖直轴（12）、竖直小齿轮轴（17）采用竖直轴承（20）支撑，来调整太阳能电池板（1）在纬度方向上的跟踪。
2．如权利要求1所述的一种光伏双轴跟踪机构，其特征在于采用水平涡轮蜗杆减速器（9）带动水平齿轮传动副（5,6）实现水平方向高的传动比，竖直涡轮蜗杆减速器（14）带动竖直齿轮传动副（17,18）实现竖直方向高的传动比。
3．如权利要求1所述的一种光伏双轴跟踪机构，其特征在于竖直轴（12）采用三对竖直轴承（,20）支撑，水平大齿轮轴（2）采用三对水平轴承（4）支撑。
4．如权利要求1所述的一种光伏双轴跟踪机构，其特征在于整体支座（10）采用多个地脚螺栓（11）固定。
说明书
一种光伏双轴跟踪机构
技术领域
本实用新型涉及一种跟踪系统技术领域，提供一种双轴跟踪机构。
背景技术
世界能源日趋枯竭，可再生能源的开发和利用前景广阔，全方位、高效率地利用太阳能是相关人士追求的目标。
光伏发电装置利用太阳能电池板接受太阳光照射，将光能转换为电能。
太阳能电池板发电能力与其接收的光强成正比，并且入射阳光垂直于太阳能电池板时的发电能力最强，现有设备中，有很多跟踪太阳的光伏发电系统存在结构复杂、跟踪精度低、故障率高、成本高等缺点，很难推广到实际生活中应用。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种结构稳定、接收光强高的光伏双轴跟踪机构。
为实现上述目的，本实用新型光伏双轴跟踪机构，包括：电机、蜗轮蜗杆减速器、太阳能电池板、齿轮传动副、整体支座、轴承、地脚螺栓和竖直轴，其中水平电机固定安装在水平蜗轮蜗杆减速器上，
而水平蜗轮蜗杆减速器固定安装在水平壳体上，水平蜗轮蜗杆减速器输出轴通过水平联轴器与水平小齿轮轴连接，水平大齿轮与水平小齿轮啮合带动水平大齿轮轴的转动，来调整太阳能电池板在经度方向上的跟踪；竖直电机固定安装在竖直蜗轮蜗杆减速器上，而竖直蜗轮蜗杆减速器固定安装在竖直壳体上，竖直蜗轮蜗杆减速器输出轴通过竖直联轴器与竖直小齿轮轴连接，竖直大齿轮与竖直小齿轮啮合带动竖直轴的转动，来调整太阳能电池板在纬度方向上的跟踪。
本装置可在经度和纬度方向上进行调整，使其与太阳光线时刻保持垂直，提高了光伏发电装置的发电能力。
附图说明
图1为本实用新型的示意图。
附图标记说明:
1—太阳能电池板2—水平大齿轮轴3—水平小齿轮轴
4—水平轴承7—水平上壳体10—水平电机13—竖直电机16—竖直小齿轮轴19—竖直壳体22—地脚螺栓5—水平大齿轮
8—水平联轴器
11—水平下壳体
14—竖直蜗轮蜗杆减速器
17—竖直小齿轮
20—竖直轴承
6—水平小齿轮
9—水平蜗轮蜗杆减速器
12—竖直轴
15—竖直联轴器
18—竖直大齿轮
21—整体支座
具体实施方式
下面结合附图描述本实用新型的具体实施方式。
本实用新型光伏双轴跟踪机构，包括：水平电机10固定安装在水平蜗轮蜗杆减速器9上，而水平蜗轮蜗杆减速器9固定安装在水平下壳体11上，水平蜗轮蜗杆减速器9输出轴通过水平联轴器8与水平小齿轮轴3连接，水平大齿轮5与水平小齿轮6啮合带动水平大齿轮轴2的转动，水平大齿轮轴2、水平小齿轮轴3采用水平轴承4支撑，来调整太阳能电池板1在经度方向上的跟踪；竖直电机13固定安装在竖直蜗轮蜗杆减速器14上，而竖直蜗轮蜗杆减速器14固定安装在竖直壳体19上，竖直蜗轮蜗杆减速器14输出轴通过竖直联轴器15与竖直小齿轮轴16连接，竖直大齿轮18与竖直小齿轮17啮合带动竖直轴12的转动，竖直轴12、竖直小齿轮轴17采用竖直轴承20支撑，来调整太阳能电池板1在纬度方向上的跟踪。
总之，本实用新型提供了一种光伏双轴跟踪机构，可用于大型室外跟随系统，还可用于无人值守能量采集站。
不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。
应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。
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