一种新型太阳跟踪器的设计
《2024年太阳能自动跟踪系统的设计与实现》范文
《太阳能自动跟踪系统的设计与实现》篇一一、引言随着环境保护和可再生能源的日益重视，太阳能的利用成为了全球关注的焦点。
太阳能自动跟踪系统作为一种提高太阳能利用效率的重要手段，其设计与实现显得尤为重要。
本文将详细阐述太阳能自动跟踪系统的设计原理、实现方法和应用前景。
二、系统设计目标本系统的设计目标是为了提高太阳能的利用率和发电效率，通过自动跟踪太阳的运动，使太阳能电池板始终面向太阳，从而最大限度地接收太阳辐射。
同时，系统应具备操作简便、稳定可靠、成本低廉等特点。
三、系统设计原理太阳能自动跟踪系统主要由传感器、控制系统和执行机构三部分组成。
传感器负责检测太阳的位置，控制系统根据传感器的数据控制执行机构进行相应的动作，使太阳能电池板能够自动跟踪太阳。
1. 传感器部分：传感器采用光电传感器或GPS传感器，实时检测太阳的位置。
光电传感器通过检测太阳光线的强度和方向来确定太阳的位置，而GPS传感器则通过接收卫星信号来确定地理位置和太阳的位置。
2. 控制系统部分：控制系统是太阳能自动跟踪系统的核心部分，负责接收传感器的数据，并根据数据控制执行机构的动作。
控制系统采用微处理器或单片机等控制器件，通过编程实现控制算法。
3. 执行机构部分：执行机构主要负责驱动太阳能电池板进行动作。
常见的执行机构有电机、齿轮、导轨等，通过控制执行机构的动作，使太阳能电池板能够自动跟踪太阳。
四、系统实现方法1. 硬件实现：太阳能自动跟踪系统的硬件主要包括传感器、控制系统和执行机构。
传感器和执行机构的选择应根据实际需求和预算进行选择，而控制系统的硬件则需根据所采用的微处理器或单片机等器件进行设计。
2. 软件实现：软件实现主要包括控制算法的编写和系统调试。
控制算法的编写应根据传感器的数据和执行机构的动作进行编程，通过控制算法实现太阳能电池板的自动跟踪。
系统调试则需要对整个系统进行测试和调整，确保系统的稳定性和可靠性。
五、应用前景太阳能自动跟踪系统的应用前景广阔，可以广泛应用于太阳能发电、太阳能热水器、太阳能干燥等领域。
太阳能自动跟踪系统的设计
太阳能自动跟踪系统的设计解决方案：跟踪系统驱动器接口电路步进电机驱动电路限位信号采集电路太阳能是已知的最原始的能源，它干净、可再生、丰富，而且分布范围广，具有非常广阔的利用前景。
但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及，如何提高太阳能利用装置的效率，始终是人们关心的话题，太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了太阳能的利用效率。
跟踪太阳的方法可概括为两种方式：光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪。
光电跟踪是由光电传感器件根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到计算机，计算机运行程序调整采光板的角度实现对太阳的跟踪。
光电跟踪的优点是灵敏度高，结构设计较为方便；缺点是受天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，会导致跟踪装置无法跟踪太阳，甚至引起执行机构的误动作。
而视日运动轨迹跟踪的优点是能够全天候实时跟踪，所以本设计采用视日运动轨迹跟踪方法和双轴跟踪的办法，利用步进电机双轴驱动，通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制，实现对太阳的全天候跟踪。
该系统适用于各种需要跟踪太阳的装置。
该文主要从硬件和软件方面分析太阳自动跟踪系统的设计与实现。
系统总体设计本文介绍的是一种基于单片机控制的双轴太阳自动跟踪系统，系统主要由平面镜反光装置、调整执行机构、控制电路、方位限位电路等部分组成。
跟踪系统电路控制结构框图如图1所示，系统机械结构示意图如图2所示。
任意时刻太阳的位置可以用太阳视位置精确表示。
太阳视位置用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。
太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角。
太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。
系统采用水平方位步进电机和俯仰方向步进电机来追踪太阳的方位角和高度角，从而可以实时精确追踪太阳的位置。
上位机负责任意时刻太阳高度角和方位角的计算，并运用软件计算出当前状况下俯仰与水平方向的步进电动机运行的步数，将数据送给跟踪系统驱动器，单片机接收上位机送来的数据，驱动步进电机的运行。
一种新型太阳跟踪装置的机构设计
性 。 该 装 置 制 造 和 运 行 成 本低 ， 有 很 高的 性 价 比 ， 具有 广 阔 的应 用前 景 。
关键词 ： 太阳能 跟踪 机构 设 计
中图分类号： Ｔ Ｈ１ ２ ２
文献标识码： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ０ — ４ ９ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ０ １ ５ — ０ ４
度 角是 太 阳光 线与 地表 水平 面之 间 的夹 角 ：
ｓ ｉ ｎ ａ＝ｓ ｉ ｎ ￣ ｂ ｓ ｉ ｎ ６＋ ｃ ｏ ｓ 西ｃ ｏ ｓ ６ ｃ ｏ ｓ （ １ ）
机构 设 计 为 ： 高 度 角 调 整
机 构 实 现 南 北 方 向 跟 踪 太 阳 ． 方 位 角 调 整 机 构 实 现东 西 方 向跟踪 太 阳 ． 其
随着 太 阳能 不 断地被 开 发 利用 。太 阳跟 踪技 术越
ｓ ｉ ｎ ｙ：— ｃ ｏ ｓ Ｓ ｓ ｉ ｎ ｏ Ｊ
—
（ ３）
显 必 要 。 太 阳 跟 踪 方 式 通 常 有 传 感 器 跟 踪 和 日历 跟 踪
模 式 …． 一 般 在 太 阳辐 射 辐 照度 较 低 、 传感 器 跟 踪 模式
２ 调 整 机 构 的设 计 计 算
北 京 市 属高 等学 校 人 才强 教 计 划 项 目（ 编号 ： Ｐ ＨＲ ２ ０ １ １ ０ ８ ３ ６ ３ ） 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３年 ３月
・ — － 一 －
２． １
驱 动 电机选择
＋
－＋
－
４ 结 论
１ ）通 过 对 某 型 松 土 器 建 立 实 体 模 型 ， 分 析 各 零 部
件 结 构 受 力 ， 在 有 限 元 技 术 分 析 软 件 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ
一种新型太阳能跟踪系统的研究
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｖ ｌ ｌ ｒ ａ ｋｎ ｓ ｅ ｔ ｄ ｎ ａ Ｎｏ ｅ ａ ｃ ｉｇ Ｓｙ ｔ ｍ Ｓｏ Ｔｒ
ＤＩＢｉ ， ＳＯＮＧ ｎ ｍｉ ｇ ｎ Ｈａ ｇ— ｎ
（ ． ｃｏｌｏ Ｅｅｔｃｌ ｎ ｌ ｔ ｎｃＴ ａｈｎ ｎ ｒｉｉｇＣ ｎｅ ， ｒｉ ｎｖｒｉ ｆ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ ａｂｎ１０ ８ ，Ｃ ｉａ １ Ｓｈｏ ｆ ｌ ｒ ａ ａｄＥｅ ｒ ｉ ｅｃｉｇａｄＴ ａ ｎ ｅｔ Ｈａ ｎＵ ｉｅ ｔ ｏ ｉ ｅａｄＴ ｃ ｎｌ ，Ｈ ｒｉ ５０ ０ ｈｎ ｃｉ ｃｏ ｎ ｒ ｂ ｓｙ Ｓ ｎ ｇ
第 ｌ ７卷
第 ２期
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢ Ｎ ＵＮＩ ＲＳ Ｔ ＣＩ Ｉ ＶＥ Ｉ Ｙ ＯＦ Ｓ ＥＮＣ ＮＤ Ｅ ＥＡ Ｔ ＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
Ｖ０．１ Ｎｏ ２ １ ７ ． Ａｐ ．２０ ２ ｒ １
２１ ０２年 ４月
ｐ ａ ｅ ｉ ｅｗａ ｅ ｓ ｂ ｉ ｉ ｏ ｒ ｉ ｇｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ａ ｓ ｄ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｄ ｔ ａ ｅ ｓ ｓ ｍ ｕ ｓｓａ ｌ ｈ ｓ ｄ ｓ — ｖ ｕ ｄ ｖｓ ｎ ｄ ｉ ｎ ｈ ｏｏ ｙ ｗ ｓｕ ｅ ．Ｅ ｐ ｒ ｎ ｉ ｖ ｅ ｍｅ ｔｌ ｓ ｌ ｓ ｏ ｅ ｈ ｔｔ ｙ ｔ Ｆ ｎ ｔｂ ｙ， ｒ ｓ ｈ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｗａ ｉｈ ｒｐ ａ ｔ ａ ａｕ ｏ ａ ｅ ｉ ｈ ｏ ｓ ｃ ｓｍｉ ｒｐ ｏ ｕ ｔ． ｎ ｈ ｒ ｓ ｈ ｇ ｅ ｒ ｃ ｉ ｌｖ ｌ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗ ｔ ｔ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｉ ｌ ｒ ｄ ｃ ｓ ｃ ｈ ｉ ａ
的开发 和利 用 ． 于太 阳能 清 洁 环保 ， 之 不尽 ， 由 取 目
基于凸轮的全自动太阳跟踪装置的设计
名称 模 数
齿 数
单 位 ｍ
Ｚ １
Ｚ ２
数 值 １
３ ２
１ ４６
化在 夏 至 和冬 至 时刻 出现极 值 ，分别 是 正 负 ２ ３ ． ５ 。 ， 全
年赤 纬 角 的变化 约 ４ ７ 。 ， 每 天赤 纬 角 的变化 为 ：
—
ｍｍ
２ ｘ４ ７￣ ：０． ２５８。 ：０． ００１ ４３耵
则大 齿 轮许用 接触 应力 ：
Ｅ ｏ － “ 誓 ＝ ＝ ５ １ ４ Ｍ Ｐ ａ
式 中 ： ５ 为安 全 系数 。
（ １ ）
（ ３ ）几 何 尺 寸 计 算 。查 表 取 标 准 模 数 ｍ－ － １ ｍｍ。根
据机 械设 计 手册 ， 对 齿 轮 的 主 要 参 数 进 行 选 择 和 计 算
ｊ ０ ）
分 度 圆直 径
ｄ ｌ
ｄ ２ ｍｍ
３ ２
１ ４６
时 角 的变化 为 ：
＝ ＝
齿 顶 圆直 径
ｄ ｌ
ｍｍ
３ ４
１ ４８
Ｏ． Ｏ８３ ３３＂ ｒ ｒ ／ ｈ
传动 比
￡
Ｂ
４ ． ５ ６ ２ ５
８ ９ １ ０
如 此 ． 太 阳 跟 踪 装 置 的 时 角 变 化 和 赤 纬 角 变 化 可
齿 根 圆直 径
如
ｍｍ
ｍｍ
２ ９ ． ５
１ ４ ３ ． ５
机械制造 ５ １ 卷 第５ ８ ５ 期
２ ０１ ３ ／５
２． ２
凸 轮 设 计
位 时 间 内 绕 过 带 轮 的 次 数 越 多 ，因 此 在 很 低 转 速 条 件
基于F28335的太阳跟踪控制器设计及应用
由此 脉 冲个数 Ⅳ 以及 Ｐ ＷＭ 的时基 频率 厂可计 ，
算 出系 统 的 Ｐ ＷＭ 周期 。计算 方 法如下 ：
赤
Ｖ
（） ７
射 经 度
即系统 每隔 ｍ秒 装 载一 次 ｅ ＷＭ 周 期寄 存器 ， Ｐ
从 而实 现对 ｅ ＷＭ控 制脉 冲个数 的确 定 。 Ｐ
其 中 ，。 ｍｏ ｈ和 均为 真太 阳时 的小时 和分钟 。
审 匝塞
图 ２ 太 阳 跟 踪 控 制 系 统 硬 件 结 构 图
Ｆｉ． Ｈａｄ ｒ ｔ ｃｕｅ ｏ ｅｓ ｎｔ ｃ ｉｇｃ ｎｍｌ ｙ ｔｍ ｇ２ ｒｗａｅ ｓｒ ｔｒ ｆ ｈ ｕ ｒ ｋｎ ｏ ｔ ｓｅ ｕ ｔ ａ ｓ
ｃ ｌ ｐ ｎ ｌ ｃ ｎ ｂ ｌｃ ｄ ｈ ｒ ｏ ｔｌ ａ ｔｍａｉａｌ ｈ ｎ ｔ ｅ ｅ ａ ｅ ｓｒ ｎ ｎ ｓ ｅｌ ａ ｅｓ ａ ｅ ｐ ａ ｅ ｏ ｚ ｎ ａ ｕｏ ｔ ｌ ｗ ｅ ｈ ｒ ｒ ｔｏ ｇ ｗｉｄ ． ｉ ｃ ｙ Ｋｅ ｒ ｓ Ｄ Ｐ； Ｗ Ｍ ；ｏａ ｒ ｃ ｉ ｇ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｃ ｎ ｅ ｔ ｔ ｇ ｐ ｏｏ ｏ ａｃ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｓ Ｐ ｓ ｌｒ ｔａ ｋｎ ｏ ｔ ｌ ； ｏ ｃ ｎｒ ｉ ｈ ｔｖ ｈ ｉ ｏｅ ａｎ
太 阳 能 光 伏 发 电 是 太 阳 能 利 用 的 主 要 途 径 之
一
．
但 目前 光 伏发 电Ⅲ 率低 、 制 约其 发 展 的关 键 效 是
１ 太 阳跟 踪 控 制 器 的原 理 及 设 计
采用 聚光 式 电池 可 以提高 能量 密度 ，从 而提 高
太 阳能接 受效率 ，但 需要 较高精 度 的太 阳跟 踪控制
新型太阳跟踪装置控制系统的设计
统组 成、 软件设计及工作原理 。该 系统采 用视 日运动轨迹跟踪 方案， 系统能使太 阳能 电池板 随着太 阳的轨迹 变化 而变化 ， 而获得 从 最大的太阳能。结果表 明， 太阳跟踪 系统 实现 了高精度 的全 天候 自 该 动跟 踪， 采用该方案控 制的太阳能 电池板对太阳光的接 收及转
化率有较大幅度的提 高， 达到预期 目标 。 ［ 关键词 ］ 阳 跟踪 Ｐ Ｃ 控 制系统 设计 太 Ｌ
１太 阳 跟 踪 方 式 选 择 ．
仰 角驱动电机转动 ， 阵列 向水平方 向运行 ， 到阵列受力最小为止 ， 使 直 以保护跟踪装置组件不被大风吹坏。大风过后 ， 快速 自动恢复跟踪 。 ２２ ．控制系统核心部件 Ｐ Ｃ Ｌ 可编 程逻辑控制 器Ｐ Ｃ Ｌ 是太 阳能跟 踪系统的核心 部件 ， 系统 采用 结 构紧凑 、 配置灵 活和指令 集强大 的西 门子公 司 ｓＭ Ｔｃｓ — ２ ０ Ｉ Ａ Ｉ ７ １０ 型
科 技
新型太Ｂ ， 踪装置控 制系统的设计 Ｂ／ ＇ ｇ
李树珍 石 磊 张 亮 （． １ 河北科技师范学院机 电工程学院 ２ ． 岛新禹机械设备有限公司） 秦皇
［ 摘 要］ 了提 高光伏组件 的光 电转化 效率 ， 为 设计 了一种太 阳跟踪控制 系统 ， 系统 不依赖 于传 感器。文中介 绍了跟踪 装置控 制 系 该
０ 引 言 ．
太 阳能的开发利用具 有巨大 的市场前景 ， 不仅Байду номын сангаас带来很 好 的社会 和环境 效益 ， 还具有 明显的经济效益 。太 阳能光伏发 电作 为太 阳能利 用 的重要方式 ， 发展前 景非常广 阔， 并成为未来解决能源危机 的重要途 径ｎ 。但太 阳能存在 着密度低 、 间歇性 、 光照方 向和强度 随时间不断变 化 的问题 ， 这对太 阳能的收集和利用装 置提出 了更高 的要求 。 目前太 阳能 电池板的架设 大都 采用固定式 ， 电池板的板面 固定 朝向天空 中 其 某一方 向， 并不 随着太 阳移动而偏 向， 其发 电效率都会受到时 间因素造 成太 阳光入射太 阳电池板 角度 的影 响， 不能充分利用太 阳能 资源 ， 电 发 效率低 下 这成 为太阳能光伏发 电的一个瓶颈问题 ， ， 大大限制 了太 阳 能光伏发 电的应用和发展。 解决这 一问题 的一种 重要 可行的途径是 进行太 阳 自动 跟踪 。太 阳 自动跟踪就是根 据一天 中不 同时刻太 阳在天空 中方位 的变化 ， 整 调 太 阳能 电池板 的偏转 角度 ， 而跟踪太 阳的运行轨迹 ， 从 使太 阳入射光线 垂直照射到太 阳能 电池板上 ， 充分地接收太 阳辐射能量 。据测定 ， 同 相 环境条件下 ， 采用跟踪 系统使光伏阵列 随着太 阳的运动而转动 ， 能使光 伏阵 列得到较大 的辐 照量 ， 系统 的发 电量要 比固定光伏 阵列的发 电量 提高 ３ ％左右 ５ 。 本文采 用视 日运动轨 迹跟踪方案 ， 研制 的基于视 日运 动轨迹 的太 阳跟踪 系统不依赖于传感器 ， 以根据太 阳运动轨迹 的变化 ， 可 全天候地 跟踪 太阳 ， 最大 限度 的接收太 阳能 ， 提高 光伏 组件的光 电转 化效率 ， 降 低综合发 电成本 。
基于单片机的双轴太阳光追踪器设计
基于单片机的双轴太阳光追踪器设计太阳能作为一种洁净的能源，是一种可再生能源，有着化石能源无法比拟的优越性，但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍人们对太阳能的利用，太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了人们对太阳能的利用率。
本设计采用光电跟踪的方法，利用步进电机驱动，设计了双轴独立自动太阳跟踪控制系统。
通过对跟踪机构进行水平、垂直两个自由度的控制，调整太阳能电池板的角度实现对太阳的跟踪。
采用单片机来实现的太阳能追踪系统能有效提高太阳板的光电转化效率，并具有较广泛的应用前景。
标签：太阳能；跟踪；光敏二极管；单片机；步进电机太阳能作为一种清洁的可再生的新型能源，受到了人们的广泛重视，目前利用太阳发电的方式主要有光伏发电、光热发电等，它们均为固定安装，无法根据太阳光的不断变化，来调整迎光面，做不到太阳光的实时垂直照射，这样就会使太阳能资源得不到充分利用，所以有必要研究如何最大程度地提高太阳能的利用率。
要提高太阳能的利用率，应从两个方面入手，一是提高太阳能的接收效率，二是提高太阳能装置的能量转换率。
其中，太阳能的接收效率与太阳光的照射角度有关，已经有人研究了太阳光角度与太阳能的接收效率的关系，理论分析表明：太阳的非跟踪与跟踪，能量的接收率相差37.7%，精确的跟踪太阳可使太阳能接收装置的热效率大为提高，进而可以提高太阳能的利用率。
现阶段市场上使用的跟踪系统有单轴太阳能自动跟踪器、步进式太阳能自动跟踪、可自动跟踪的太阳灶、五像限法太阳自动跟踪仪、单轴液压式自动跟踪、极轴式跟踪。
它们存在结构复杂、跟踪精度不高、不能全自动跟踪等不足。
1 设计方案本设计可使太阳光永远垂直照射在接收面上，提高了太阳能的吸收率和转化率，设计结构简单，成本低廉，单片机控制稳定，能自动跟踪阳光，最大面积地吸收太阳光能，合理利用了资源。
追日性能良好的太阳能电池板双轴自动追踪系统，使太阳能电池板在南北、东西两个方向追踪太阳，提高太阳能利用率。
太阳能自动跟踪系统的设计
太阳能自动跟踪系统的设计解决方案:跟踪系统驱动器接口电路步进电机驱动电路限位信号采集电路太阳能是已知的最原始的能源，它干净、可再生、丰富，而且分布范围广，具有非常广阔的利用前景。
但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及，如何提高太阳能利用装置的效率，始终是人们关心的话题，太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了太阳能的利用效率。
跟踪太阳的方法可概括为两种方式:光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪。
光电跟踪是由光电传感器件根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到计算机，计算机运行程序调整采光板的角度实现对太阳的跟踪。
光电跟踪的优点是灵敏度高，结构设计较为方便;缺点是受天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，会导致跟踪装置无法跟踪太阳，甚至引起执行机构的误动作。
而视日运动轨迹跟踪的优点是能够全天候实时跟踪，所以本设计采用视日运动轨迹跟踪方法和双轴跟踪的办法，利用步进电机双轴驱动，通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制，实现对太阳的全天候跟踪。
该系统适用于各种需要跟踪太阳的装置。
该文主要从硬件和软件方面分析太阳自动跟踪系统的设计与实现。
系统总体设计本文介绍的是一种基于单片机控制的双轴太阳自动跟踪系统，系统主要由平面镜反光装置、调整执行机构、控制电路、方位限位电路等部分组成。
跟踪系统电路控制结构框图如图1所示，系统机械结构示意图如图2所示。
任意时刻太阳的位置可以用太阳视位置精确表示。
太阳视位置用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。
太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角。
太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。
系统采用水平方位步进电机和俯仰方向步进电机来追踪太阳的方位角和高度角，从而可以实时精确追踪太阳的位置。
上位机负责任意时刻太阳高度角和方位角的计算，并运用软件计算出当前状况下俯仰与水平方向的步进电动机运行的步数，将数据送给跟踪系统驱动器，单片机接收上位机送来的数据，驱动步进电机的运行。
太阳光自动跟踪控制器设计 OPA2132
太阳光自动跟踪控制器设计摘要近年，能源是人类面临经济发展和环境维护平衡需要解决的最根本最重要的问题。
太阳能是一种极为丰富的清洁能源，同时通常最普遍且最方便使用的是电能。
随着现代的能源越来越少，有些能源趋于匮乏状态。
所以我们就根据实际情况设计了一个“太阳光自动跟踪控制器”。
现在，我们居住的家园以太阳光最为普遍，它给我们带来了光和热，我们就要合理的利用光和热，来为我们服务。
我们就通过设计的“太阳光自动跟踪控制器”来实现太阳光跟踪。
我们设计的是根据光转换电来实现功能，首先，我们选光敏传感器来实现光电转换，其次，通过OPA2132PA来实现差分运算放大，再由继电器实现电机的正、反转，去控制翻转板的运动。
从而实现太阳光自动跟踪。
光敏传感器分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成，每一组的两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻，另一只为下偏置电阻：一只检测太阳光照，另一只检测环境光照，送至比较器输入端的比较电平始终为两者光照之差。
所以，本控制器能使太阳能接收装置四季全天候跟踪太阳光，调试简单，成本不高，运行可靠。
[关键词]：光敏电阻，OPA2132PA，继电器，直流电机，光电池翻转板。
目录摘要 (1)目录 (III)引言 (5)1 毕业设计的基本任务 (5)2 已有的实验基础和预期结果 (5)3 毕业设计所完成的主要内容 (5)第一章自动跟踪控制器概论 (6)1.1 概述 (6)1.2 设计原则 (6)1.2.1 通用性 (6)1.2.2 实用性 (6)1.3 系统组成及功能 (6)1.3.1 太阳光自动跟踪控制器的组成 (6)1.3.2 功能及工作原理介绍 (7)第二章设计方案与原理概述 (10)2.1 设计的要求 (10)2.1.1 光敏传感器 (10)2.1.2 OPA2132PA运算放大器 (10)2.1.3 继电器 (10)2.2 方案论证 (11)2.2.1 运算放大器的选择 (11)2.3 工作原理分析 (11)2.4 设计中注意的问题 (13)2.4.1 集成电路的选择和使用 (13)第三章设计实现 (14)3.1 PROTEL99SE概述 (14)3.2 电路原理图设计 (14)3.2.1 Protel99SE电路原理图常用工具栏 (14)3.2.2 电路原理图的设计步骤 (14)3.3 印制电路板设计 (15)3.3.1 Protel印制电路板设计工具的应用 (15)3.3.2 PCB布局布线规则 (15)3.3.3 印制电路板设计注意事项 (16)3.4 PROTEL99SE的一些小窍门 (17)3.5 PCB板的安装焊接 (17)3.5.1 元器件的安装 (18)3.5.2 PCB板的焊接 (18)第四章调试 (21)4.1 电路板元件的安装和焊接 (21)4.1.1 元器件的安装 (21)4.1.2 电路板元件的焊接 (21)4.2 电路板的调试 (22)4.2.1 装配工艺检查 (22)4.2.2 通电测试 (22)总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录 (I)附录1：太阳光自动跟踪控制器原理图 (I)附录2：太阳光自动跟踪控制器PCB板 (II)附录3：采用LM358作运放的原理图 (III)附录4：元器件清单 (IV)附录5：太阳光自动跟踪控制器实物图 (V)引言1 毕业设计的基本任务本毕业设计的基本任务是学习掌握自动跟踪控制器的基本原理和技术的实现，并在此基础上对该控制器进行扩展。
太阳光自动跟踪仪系统设计论文
太阳光自动跟踪仪系统设计论文内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：太阳光自动跟踪仪系统设计以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将愈来愈不适应可持续发展的需要，加速开发利用以太阳能为主体的可再生能源己成为人们的共识。
光伏发电系统可以直接将太阳光能转换为高品位能源—电能。
由于太阳在天空中的位置是不断变化的，为此本文采用了自动跟踪系统。
介绍了目前国内太阳跟踪器的发展现状，各类跟踪器的性能特点。
对目前跟踪器存在的问题进行了分析，提出了新型自适应复精度太阳跟踪平台和通过单片机控制步进电机的太阳跟踪平台的系列方案。
关键词：太阳能自动跟踪摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论太阳能光伏发电概述 (1)1.1 开发新能源的迫切需要 (1)1.2 光伏发电的特点 (1)1.3 光伏发电的现状及发展前景 (2)1.4 光伏发电系统的简单介绍 (4)1.5 本课题研究目的及所做的工作 (5)第二章光伏电池的研究与分析 (6)2.1 光伏电池的原理 (6)2.1.1 光伏电池的光伏效应 (6)2.1.2 光伏电池的物理模型 (7)2.2 光伏电池的输出特性及其影响因素 (9)2.2.1 光伏电池的I-V和P-V特性曲线 (9)2.2.2 光伏电池的主要参数 (10)2.2.3 太阳的光照强度对光伏电池转换效率的影响 (11)2.2.4 温度对光伏电池输出特性的影响 (12)第三章光伏发电系统中聚光器的研究与设计 (13)3.1 聚光比 (13)3.2 典型聚光器的性能分析 (14)3.2.1抛物面反射镜的聚光性能 (14)3.2.2复合抛物面（CPC）聚光器 (16)3.2.3折射式菲涅尔聚光器 (17)3.3 聚光器的选择和开发 (19)3.3.1 聚光器的选择 (19)3.3.2 CPC聚光器的实际应用设计 (20)第四章光伏电池最大功率点的跟踪 (22)4.1 最大功率点跟踪及其实现目标 (22)4.2 常用最大功率点跟踪方法比较 (22)4.2.1 电压反馈法 (22)4.2.2 扰动法 (23)4.2.3 电导增量法 (25)4.3 最大功率点控制方法的选择及改进—断续扰动法 (26)第五章自动跟踪系统 (27)5.1 自动跟踪器的研究概况 (27)5.1.1 国内太阳能自动跟踪器的研究现状 (27)5.1.2 目前太阳能自动跟踪器所存在的问题 (29)5.1.3 新型跟踪平台的开发 (31)5.2 自适应复精度太阳跟踪平台 (31)5.2.1 太阳位置探测单元 (32)5.2.2 信号处理与控制单元 (34)5.2.3 动力单元 (37)5.2.4 实际电路 (39)5.3 通过单片机控制步进电机的太阳跟踪平台 (41)5.3.1 自动跟踪系统的工作原理 (41)5.3.2 传感器光敏二极管的工作过程 (41)5.3.3 步进电机及其特性 (44)5.3.4 基于单片机ADμC812控制的驱动电路 (46)5.3.5 自动跟踪的控制电路 (54)5.3.6 软件流程 (54)第六章蓄电池 (56)6.1 蓄电池的概念 (56)6.2 光伏发电系统蓄电池的选用 (56)6.3 铅酸蓄电池的电池反应 (57)6.4 铅酸蓄电池的充放电特性 (58)6.5蓄电池容量的设计及其充电特性 (60)6.5.1 蓄电池容量的设计 (60)6.5.2蓄电池的充电特性 (61)第七章结论 (62)参考文献 (63)致谢 (64)第一章绪论太阳能光伏发电概述1.1开发新能源的迫切需要人们很难想象，如果没有电人类的生活会变成什么样子。
一种太阳方位跟踪器控制系统的设计
运 动轨 迹跟 踪和光 电跟踪 相结 合是 在视 日运动 轨
池 的发 电效率 低 ， 因此 ， 们开 始研制 多方 向收集 人
太 阳能 的太 阳方 位跟 踪 器 来解 决 这 一 问题 ． 轴 单 太 阳跟踪 器研 制始 于 １９ ９ ７年 ， 跟踪器 能对 太 阳 此
第１ 期
陆仲达 ， ： 等 一种太 阳器控制 系统 装置 如 图 ２所 示． 太
东
南
图 １ 改进 后的光电位置传感 器
在本 设计 方 案 中 ， 电传 感 器 安 放在 暗筒 壁 光 外东 、 、 、 南 西 北成 十字形 对称 安装 四个 光敏元 件 ，
摘要 ： 过分析太 阳运行规律 ， 通 设计 了太 阳位置传感器． 采用两级传感器方式 ， 实时检测太 阳方位． 利用简单光
敏 电阻和 Ｓ Ｃ ０ １ Ｐ Ｅ ６ Ａ单片机设计 了一种多方 向太阳能收集 控制系统 ， 实现 了大范 围高精度地跟 踪太 阳． 经试 验， 系统 的高度角 和方位角跟踪范围在 ０～１０ 和 ０～ ７ 。跟踪精度达到 １． ８。 ２０ ， ０ 关键词 ： 阳跟踪装置 ； 阳方位检测 ； 太 太 跟踪传感器 ； 单片机控制系统
收稿 Ｅ期 ：０ １１ ９； 回 １期 ：０ １１—２ １ ２ １—１） 修 ４ ３ ２ １ —２１
作者简介 ： 陆仲达（ ９Ｏ ） 男 ， １７一 ， 黑龙江哈尔滨人 。教授 ， 硕士 ， 主要从事控制理论及应用 、 信号处理 、 算机控制 、 能控制等方 面 计 智
的研 究 。Ｅ ｍ ｉ： —ｈｎｄ ＠ １３ ＣＩ。 － ａｌ】 ｚｏｇａ ６ ．Ｏｌ ｕ ｌ
但 是这 种控制 模式 因没有 明确 的轨迹 坐标计 算 公 式 ， 制难 度 大 ， 研 且控 制 系 统结 构 复 杂． 电跟 踪 光
太阳能跟踪控制器设计
太阳能跟踪控制器设计摘要：本文对太阳能跟踪系统进行了自动跟踪系统控制部分设计。
系统采用光电检测追踪实现对太阳光线的跟踪，从而提高太阳能的利用效率。
关键词：太阳能；跟踪；光敏电阻；单片机；步进电机中图分类号：tm615 文献标识码：a 文章编号：1674-7712 （2013）08-0000-01一、太阳能自动跟踪系统总体设计（一）光源检测方案的确定1.视日运动轨迹跟踪不论是采用极轴坐标系统还是地平坐标系统，太阳运行的位置变化都是可以预测的，通过数学上对太阳轨迹的预测可完成对日跟踪。
在设定跟踪地点和基准零点后，控制系统会按照太阳的地平坐标公式自动运算太阳的高度角和方位角。
然后控制系统根据太阳轨迹每分钟的角度变化发送驱动信号，实现跟踪装置两维转动的角度和方向变化。
在日落后，跟踪装置停止跟踪，按照原有跟踪路线返回到基准零点。
优点：精度高，不受环境因素影响，但是不同地区需要设置不同的初始值，。
缺点：系统复杂，但是不同地区需要设置不同的初始值，太过于复杂。
2.光电跟踪光线在同种均匀介质中沿直线传播，不能穿过不透明物体而形成的较暗区域，形成的投影就是常说的影子，地球每天不停的自转，同时它要围绕太阳作公转，因此，地球和太阳的相对位置是在不停的变化，太阳光照射在地球上的影子也随之变化。
因此，如果在地球上的某个位置放置一个不同透光的物体，那么，这个物体在太阳光的照射下就会产生影子，而这个影子的长度也会随太阳和地球空间位置的相对变化而产生变化。
我们将影子的变化转换为电压的变化，并且通过调节机械部分来调节影子的变化从而达到调节电压的变化达到我们的目的，这样也可以构成一个闭环系统。
这样一来我们就考虑用光敏行性器件来检测太阳的变化从而实现光电跟踪。
优点：成本低，思路简单，容易实现。
缺点：容易受阴天雨天的影响。
3.采集传感器的选择方案一：采用光敏电阻作为轨迹的采集器件。
光敏电阻的值能随光强的变化而变化，光敏电阻的测量灵敏度较高。
一种新型太阳能电池板跟踪装置的设计与实现
化 实现 了单 轴被动 式太 阳跟踪 功能 。２ ０ ０ ２年 ２月
美 国亚利桑 那 大学推 出了新型 太 阳能跟 踪装置 ， 该装置 利用 控制 电机 完成 跟踪 ，采用 铝 型材框 架
石 能源 的不 可再 生性 ，发 展可 再生 的绿 色能源 将 成为 未来 重要 方 向。太 阳能 具有清 洁性 、可 再生
性 以及 广泛 性等 特 点 ，正 在 发展成 为全 世界 绿色 能源 的重要 组成部 分 。 太 阳 能发 电无疑 是太 阳 能利用最 有 效 的方 式
调 节 ，接 收器 的热 接收 率提 高 了 ｌ ５ ％。１ ９ 阳 能 。理 论研 究表 明 ，
太 阳 的 跟 踪 与 非 跟 踪 ， 能 量 的 接 收 率 相 差 ３ ７ ． ７ ％【 ｌ 】 。 精确 地跟踪 可使 太 阳能接 收装置 的接 收
最近 几年 ， 国 内外 很多 学者都 专注 于两 轴太
阳 能跟踪装 置 的研究 ：如 ２ ０ １ ０年 《 机床 与液 压 》
结构 ，结构 紧 凑 ，重 量轻 。近 几年 来 国 内不 少专 家学 者也相 继 开展 了这 方面 的研 究 。国家气 象局 计量 站在 １ ９ ９ ０年代研 制 了 Ｆ Ｓ Ｔ 型全 自动太 阳跟
踪器 ，成 功 的应 用 于太 阳辐 射观 测 ；１ ９ ９ ２年 推 出 阳灶 自动跟 踪系 统 ；１ ９ ９ ４年 《 太 阳能》杂志介 绍 了单 轴液压 自动 跟踪 器 ，完 成 了单向跟 踪 。
中图分类号 ：Ｔ Ｍ９ １ ４ ． ４ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ２ ． ４ ８ ０ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ ． ０ ８ ８ ． ０ ５
一种太阳能自动跟踪系统的设计
近年 来 能源短 缺 问题 成 为世界 各 国面临 的世界性 难题 ， 能源 开发 是 目前 的一个 研究 热点 ． 新 在节 能环保 的主题 下 ， 界各 国都 把 目光 转 向太 阳 能这 一 清 洁且 世 极具 开发 潜力 的能 源． 我 国 ， 在 虽然 太 阳能可开 发利用
方 案 ， 没计 出 了一 种 基 于 单 片 机 ＡＴ ｍｅａ ６ 的低 功 耗 硬 软 件 控 制 电路 ． 论 分 析 与 试 验 结 果 表 明 ， 系 统 能 够 精 确 并 ｇ ｌＬ 理 该
地 自动 实 现 对 太 阳的 光 电 跟 踪 ． 关 键 词 ： 五 象 限 光 电检 测 ； 直 双 轴 ； Ｔ ｍｅ ａ ６ 单 片 机 ； 功 耗 垂 Ａ ｇｌＬ 低
第 ４ 期
杨 克 立 ， ： 种 太 阳能 自动 跟 踪 系统 的设 计 等 一
资源非 常丰 富（ 年约 １ ０ 每 ７０ ０亿 吨标 准煤 当量 ） 但光 ，
伏 发 电产 业起 步较 晚 ， 常是 采 用 太 阳 能 电池 板 固定 通 朝 南安装 的方 式对 太 阳能 进 行 采集 口 ， 术 落 后 导致 ］技 其利 用率 不 高 ， 及也 受 到 限 制． 普 在相 同 的条 件下 ， 如
一
种太 阳 能 自动跟 踪 系统 的设 计
杨克立 ， 李 强
（ 中原 工 学 院 ， 州 ４ ０ ０ ） 郑 ５ ０ ７
摘
要 ： 在 分 析 现 有 跟 踪 技 术 优 缺 点 的 基 础 上 ， 出 了一 种 五 象 限 光 电 检 测 垂 直 双 轴 结 构 的新 型太 阳 能 自动 跟 踪 系统 提
槽式太阳能集热装置日跟踪器的设计
天然气等化石 能源 无法 比拟 的优 点 ， 其 以清 洁 、 可 再 生、 取 之不尽 的优点 而愈来 愈受到人 们 的重 视。这 对
于解 决偏远地 区以及 交通不便 的乡村 、 海 岛 的能源供 应具有很 大的优越性 ． 也为能源 短缺 国家提供 了一个 很好 的解决途径 …。太 阳辐射 能虽然 十分 巨大 ， 但由
槽式太阳能集热装置 日跟踪器的设计
李留胜 ， 等
槽 式 太 阳能集 热 装 置 日跟 踪器 的 设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｓｏ ｌ ａ ｒ Ｔｒ ａ ｃ ｋ ｅｒ ｆ ｏ ｒ Ｔｒ ｏ ｕ ｇ ｈ Ｓｏ ｌ ａ ｒ Ｈｅ ａ ｔ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ
响 。理论分 析表 明 ， 该 跟踪器 可提 高能量 接收率 ， 便于 自动控 制 。
关 键词 ：光热转 换
光 电传 感器
单 片机
模 数转换 电路
步进 电机
中图分 类号 ：Ｔ Ｋ ５ １ ３ ＋ ． ４
文献标 志码 ：Ａ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｙ ｏ ｆ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｒ ｍａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｐ ｏ ｗｅ ｒ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ — ｓ ｈ ａ ｇ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｅ ｒ ｈ ａ ｓ ｂｅ ｅ ｎ
ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｈ ｅ ａ ｔ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ．Ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｅ ｒ ｉ ｓ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｓ ｕ ｎ ｍ ｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ。ｗ ｈ ｅ ｎ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｉ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｎ ｅ ｅ ｉ ｓ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ｇ ，ｔ ｈ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｉ ｓ
一种太阳自动跟踪装置的设计
济 了 。 若能 寻找 到一种 简单 可靠 的 自动跟踪方 法 ． 如
世 界能 源 日趋枯竭 ．可再生 能源 的开 发和利 用
间制 有光 隔板 的透 明盒体 内作 为光 传感 器 ，根 据光 电管 上受 光面 积 的大 小形 成差 分 电信号 ，经差 分放
前景广 阔 ， 成为 未来能 源 的焦点 。全方 位 、 高效率 地 利用 太 阳能是 目前最 好 的一种解 决 办法 。 目前市 面 上 已有 的产 品跟踪精 度低 ， 在普 通 民用还 可 以 ， 但是 在 环境苛 刻或 大 面积使用 太 阳能 的场合 ，就不 够经
ｍａ ｅ ｐ ｏ ｉｎ ｌ ｆ ｅ ｂ ｃ ｉ ａ ．Ｔ ａ ｋ ｏ ｔ ｅ ｃｏ ｅ ｌｏ ｈ ｅ ｄ ａ ｋ， ｅ ｅ ｕ ｐ ｎ ａ ｒ ｎ ｈ ｓ ｒ － ｋ ｓ ｕ ｓｇ ａ ｅ ｄ ａ ｋ ｓｇ １ ｈ ｎ ｓ ｔ ｈ ｌｓ ｏ ｐ ｏ ｔ ｅ ｆ ｅ ｂ ｃ ｔ ｑ ｉｍｅ ｔ Ｃ ｗｏ ｋ ｉ ｈ ｐ ｅ ｆ ｎ ｆ ｈ ｎ Ｊ
维普资讯
文章编号：０ —９ ４２０ ）２０ ０ —３ １０１９４ （０ ７０ —０ １０
一
种 太 阳 自动跟 踪 装 置 的设 计
袁 志国， 阙沛 文 ， 作 英 黄
（ 海 交通 大 学 自动 检 测 研 究 所 ， 海 ２ Ｏ ４ ） 上 上 Ｏ ２ ０
大 电路放 大处 理后形 成 脉 冲电信号 ，控 制步进 电机
工 作 ， 成 与热水 器集 热器联 动 系统 。 发 明构思 简 组 该
巧， 为后 来者 提供 了可 靠 的借 鉴 。但是 ， 由于靠二 只
光 电管 受光 面积差 产生 差分 光信 号 ， 敏度 不高 ， 灵 可 靠 性也 不行 。 其后 也有 人据 此改进 ， 如增 加 不 同数 量 的光 电管 或光敏 电阻来提 高性 能 ，但 始终 因光 电管 或光 敏 电阻 的大 小所 限制 ，精度 仍然 是一 个很大 的
地面自动跟踪太阳暴晒设备的设计
； ａｕｔ ｏｍ ａｔｃ ｉ ｆｏｌ ｌ ； ｏｗ
风沙的影响老化速度 更快 。为了研 究物品的老化与 中物 品会随着时间的推 更是 由于光照 、雨水 、
器 ＩＥｅ ｔｃ ｌｃ ｒ ａｌ ｉ Ａｐｐｉ ｃ ｓ ｌ ａｎ ｅ
光照的关系 ，须研制一种 自动 跟踪太阳设备 ，捆绑 物 品于设备上 ，使物 品在单位 面积 、单位 时间内接
太阳暴晒 自动跟踪器的运用使须暴 晒物 品实时垂直太 阳光 ，有效提 高暴晒物品老化试验 效率。 自动跟踪控 制器 的核心 是单 片控 制器 ＭＣＵ，关键 元件是 光敏传 感器及双
轴 电机 。 其 基 本 工 作 原 理 ：ＭＣＵ对 光 敏 信 号 进 行 采 集 、 运 用 多 种 算 法和 校 正 技 术 综 合 处 理 ，准 确 判 断 太 阳方 向 ，
■ 技 术创 新 ・ 日用 电 器
受最 大 的 太 阳 辐射 能量 ，加 快 物 品 的 老化 速度 。
左（ ） （ ） 东 右 西 方向光敏组 ，分别检测 四个方向太阳光照
强度 ，另外两组光敏信号 为运 行控制信号。光敏信号经转 换 电路变成 ＭＣＵ可处理的 电压信号 ，ＭＣＵ收集该信 号等 待下一步处理 。该 装置外观工艺设计 优劣对整套设备太 阳 跟踪精度 和有 效性有至 关重 要影响。设计原则 ：一 、排 它 性 ，某一方 向光敏传 感器只能检测该 方向太阳光 ，排除检 测到反方 向光线 ：二、捕捉性 ，当任何一 方的光线都不能
多能动机面 功互人界
限位保护装置
Ｃ Ｍ
Ｕ
Ｊ
双 轴双 向 电机
太阳方位 ，输 出控制双轴双向电机运行 ，使设备指向太阳。
其 基 本 原理 ：四 方光 敏 被 固 定 在 一 段 长 ５ ｍｍ 方形 不 锈 钢 ０
一种具有太阳跟踪功能的太阳能路灯的跟踪部分结构设计
一种具有太阳跟踪功能的太阳能路灯的跟踪部分结构设计摘要:近年来,太阳能路灯越来越普及。
本文通过对太阳能路灯增加太阳跟踪功能的新型太阳能路灯的结构设计及原理、特点,做了详细阐述,并对应用提出展望。
关键词:太阳能路灯跟踪功能结构设计特点原理1 太阳能路灯概况及背景技术太阳能作为一种清洁、无污染的可再生新能源,近年来受到了越来越多的关注,其应用也越来越广泛。
太阳能路灯作为其中一种应用,也正被广泛普及。
太阳能路灯相比于常规的路灯,具有很多独特的优点,如安装简单,不用铺设复杂的输电线路、配电设备,不需开挖路面、埋管工程,不消耗电能,大幅降低维护成本等。
目前,市场上的太阳能路灯样式较多,但结构基本相同,主要包括太阳能电池组件(光电板)、蓄电池、控制器、灯杆和灯具等。
对于现有的太阳能路灯,太阳能电池组件大都是固定在路灯灯杆顶端,以一定的倾斜角度朝正南方向固定,由于白天太阳的运行轨迹是不断变化的,导致太阳能电池组件正面不是始终和太阳光垂直,太阳能的利用率较低。
2 有太阳跟踪功能的太阳能路灯结构设计及工作原理与特点本人这里主要介绍的是具有太阳跟踪功能的太阳能路灯的跟踪系统结构设计。
而有太阳跟踪功能的太阳能路灯,目前市场上还较少或几乎没有,像应用于其它方面的太阳跟踪系统及结构,本人所了解到的和见到的都较为复杂,多用到减速器等,不是复杂笨重、体积较大,成本较高,就是其结构薄弱,抗风性能差。
当然也就难以应用到太阳能路灯上。
而本人设计的这款有太阳跟踪功能的太阳能路灯(以下简称追日太阳能路灯),其组成部件包括灯杆、灯具、跟踪翻转机构、感光器、跟踪信号处理及控制器、蓄电池、路灯智能充放电及自动亮灯关灯控制器、光电板托架和光电板。
跟踪翻转机构由电动推杆、带座轴承和铰支组成。
这款有太阳跟踪功能的太阳能路灯的特点:南北向(太阳高度角方向)以与水平30°固定倾斜设计,东西向(太阳高度角方向)全方位自动跟踪,光电板最大跟踪翻转角度达160°。
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一种新型太阳跟踪器的设计作者：王志超， 韩东， 徐贵力， 毛建国， 沈峘， WANG Zhi-chao， HAN Dong， XU Gui-li，MAO Jian-guo， SHEN Huan作者单位：王志超,韩东,毛建国,沈峘,WANG Zhi-chao,HAN Dong,MAO Jian-guo,SHEN Huan(南京航空航天大学,能源与动力学院,江苏,南京,210016)， 徐贵力,XU Gui-li(南京航空航天大学,自动化学院,江苏,南京,210016)刊名：传感器与微系统英文刊名：TRANSDUCER AND MICROSYSTEM TECHNOLOGIES年，卷(期)：2009，28(2)被引用次数：0次参考文献(6条)1.夏小燕大范围太阳光线跟踪传感器及跟踪方法的研究 20062.Marlett Wentzel.Anastassios Pouris The development impact of solar cookers:A review of solar cookingimpact research in South Africa 2007(03)3.饶鹏.孙胜利.叶虎勇二维程控太阳跟踪器控制系统的研究[期刊论文]-控制工程 2004(06)4.赵志剐.毕晓麟CMOS图像传感器在光电自动跟踪系统中的应用[期刊论文]-科学技术与工程 2006(03)5.赵丽伟太阳自动追踪系统的研究 20076.王青直.徐进基于PSD传感器的太阳自动追踪系统的研究与实现[期刊论文]-自动化技术与应用 2007(10)相似文献(10条)1.期刊论文刘巍.王志超.王宗超.卞新高.朱天宇.郝青青.LIU Wei.WANG Zhi-chao.WANG Zong-chao.BIAN Xin-gao .ZHU Tian-yu.HAO Qing-qing太阳能热发电系统中太阳跟踪器的设计及实现-自动化与仪表2009,24(4)为了提高太阳能的转换效率,普遍采用对太阳进行跟踪以最大限度地获得更多的太阳能.设计了太阳聚焦器和基于光电传感器的太阳跟踪装置,采用日历跟踪与光电跟踪相结合的方式对太阳进行跟踪.设计了一套能够自动使太阳能电池板与太阳光线保持垂直的跟踪系统,实现最大效率地利用太阳能.整个系统结构简单、价格低廉、性能可靠、跟踪精度高.实验表明,该系统的跟踪精度高,跟踪器能够稳定工作,太阳光线垂直照射光斑,达到太阳能热发电所需要的温度,取得了满意的效果.2.学位论文王志超太阳能热发电系统中太阳跟踪器的研究2008随着社会的发展，人类对能源的需求越来越大，对化石能源的开采越来越多，造成了世界范围的能源危机。
太阳能是一种理想的能源，世界各国都在积极开发利用太阳能，高效率的利用太阳能是太阳能利用的关键问题。
低成本、高精度，结构简单的太阳跟踪器对提高太阳能利用效率具有重要的意义。
<br> 本文首先介绍了国内外太阳跟踪器的研究现状，分析了目前太阳跟踪器研究中存在的问题，然后根据太阳跟踪系统的性能要求，进行了基于PSD的太阳位置测量装置的设计和机械跟踪装置的设计和加工。
该跟踪器以单片机作为控制核心，将PSD传感器输出的四个方向信号经过信号调理后输入单片机，经过数据处理后，根据太阳高度角和方位角的电压大小控制电机，实现对太阳的自动跟踪。
其中，硬件设计主要包括信号采集电路、A/D转换电路、电机控制电路、显示电路、时钟电路等。
跟踪流程思想为，当光强信号达到光电跟踪时启动光电跟踪，否则启动视日运动轨迹跟踪。
在晴天进行光电跟踪时突然出现阴雨天气，系统自动转换到视日运动轨迹跟踪，当光强达到光电跟踪的大小，系统再切换到光电跟踪，实现各种天气下的自动跟踪。
<br> 最后，进行了系统试验，试验结果表明该方法的光电跟踪的视场范围为±12°角度，光电跟踪精度不小于0.1°，在各种天气情况下，跟踪器均能稳定的工作达到预期的设计性能要求。
3.期刊论文向平.毕玉庆.程建民.陈方.Xiang Ping.Bi Yuqing.Cheng Jianmin.Chen Fang基于ARM的太阳跟踪控制系统设计-计算机测量与控制2009,17(6)为了改进对太阳的跟踪精度,提高太阳能的利用率,设计了一种基于ARM的新型的太阳跟踪控制系统;该系统利用32位ARM嵌入式微处理器芯片LPC2290作为控制器,通过程序对跟踪机构水平、俯仰两个方向的控制,实现对太阳的全跟踪;并在此基础上利用安装在跟踪机构上的角度传感器,对跟踪机构进行定时的误差校正,改进跟踪的精度;通过试验阶段的运行分析,此设计跟踪精度能够满足碟式太阳能热发电的需要,系统性能稳定,成本较低,功能扩展性强,具有较高的实用价值.4.期刊论文吕政.唐海萍.LV Zheng.TANG Hai-ping自适应太阳跟踪平台理论分析及控制器设计-节能技术2007,25(5)本文对太阳跟踪装置的机械结构和控制原理及系统设计做了简单描述,分析太阳与集能平台之间的关系.提出一种自适应太阳跟踪方案,实现对太阳方位角和高度角的双轴自动跟踪,可以广泛应用于需要跟踪太阳的装置中,提高太阳能利用效率.5.学位论文孙茵茵自适应复精度太阳跟踪平台2005太阳能是一种理想的能源，世界各国都在积极开发利用太阳能。
我国太阳能的利用，在近十年发展得非常迅速，但是我国的太阳能利用技术还比较落后，且太阳能利用的局限性很大，太阳能中温产业几乎没有发展。
为了进一步扩大太阳能的利用范围，发展太阳能低温及中温产业，本课题开发出一种技术经济性好的自适应太阳自动跟踪平台，提供利用太阳能的多种利用途径和应用前景。
在深入了解分析几种典型的太阳能聚光器工作原理的基础上，进一步探讨了太阳能聚光器的设计方法。
通过各类聚光器性能参数的对比，选择出合适的聚光器类型，研制出性价比高的产品。
介绍了目前国内太阳跟踪器的发展现状，各类跟踪器的性能特点。
对目前跟踪器存在的问题进行了分析，并提出了新型自适应复精度太阳跟踪平台根据阳光照射情况复杂多变的要求，设计了自适应复精度跟踪平台的控制部分，并详细介绍了其结构、工作原理、性能特点等。
包括对太阳探测单元、信号处理及控制单元、动力单元的介绍，并给出了控制部分的实际电路。
针对不同的使用环境和使用要求，提出了三种不同的跟踪平台机械执行部分，并分别介绍了整个系统的结构、工作原理、性能特点、材料选择 、成本等方面的情况。
并通过实验证实了跟踪平台在性能方面的优越性。
6.期刊论文张四全.任德志.徐莉萍.李楠.ZHANG Si-quan.REN De-zhi.Xu Li-ping.LI Nan用于太阳能集热装置的太阳跟踪传感器-电测与仪表2010,47(1)太阳跟踪系统精度偏低对太阳能热发电的效率的提高有一定的影响,如何提高跟踪系统的精度也是研究太阳能利用的一个重要方面.本文介绍了一种新的太阳跟踪传感器的设计方法,把太阳位置的偏差信号通过数模转换转化成数字量作为控制信号来精确控制步进电机调整传感器位置,与以往运用简单的电平信号来判断太阳位置的方法相比,能够实现高精度测量,也有利于把信号的传输.实验表明,测量精度能够满足太阳跟踪系统的需要,该设计具有一定的实用价值.7.期刊论文毕玉庆.向平.BI Yu-qing.XIANG Ping基于ARM的太阳跟踪控制系统设计-微型电脑应用2008,24(10) 作者利用32位ARM(Advanced RISC Machines)嵌入式微处理器芯片作为控制器,通过程序对跟踪机构水平、俯仰两个方向的控制,实现对太阳的全跟踪.并在此基础上利用安装在跟踪机构上的角度传感器,对跟踪机构进行定时误差校正,改进跟踪的精度.此设计跟踪精度能够满足碟式太阳能热发电的需要,系统性能稳定,成本较低,功能扩展性强,具有较高的实用价值.8.学位论文郑飞碟式太阳能热发电跟踪机构电路优化设计和实现2003为找到一种价格低廉、跟踪精度高的太阳跟踪方法,该论文研究解决了用单片机实现聚光器太阳跟踪的问题.论文首先分析了聚光器太阳跟踪的特点.在综合考虑聚光器太阳跟踪特点的基础上,提出了利用单片机实现跟踪的策略,设计了相应的控制系统,并对其进行了仿真研究.根据控制系统的要求,课题选用了80C196KC单片机作为核心部件,根据单片机的特点和所需实现的功能,着重完成了单片机的外围硬件电路设计和相应的软件设计.论文详细介绍了硬件电路所需完成的功能,并对应介绍了电路设计.文中还详细介绍了软件设计的思想.9.期刊论文侯长来.HOU Chang-lai太阳跟踪装置的双模式控制系统-可再生能源2010,28(1)介绍了用于太阳跟踪装置控制系统中的两种控制模式结构、组成和工作原理.对该模式进行适当设置,即可用于太阳能热水器、太阳能屋顶发电、太阳能干燥器、太阳能电池、太阳灶、太阳能空调、太阳能路灯等各种太阳跟踪装置中,实现双模式控制.双模式控制系统具有较强的通用性和适应性.10.学位论文王涛基于球面机构的太阳跟踪装置控制系统的研究2005科学家们公认，太阳能是未来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源。
目前太阳能利用转化率约为10％～20％。
理论分析表明：太阳的跟踪与非跟踪，能量的接收率相差37.7％。
研究开发太阳能双轴跟踪装置，可以提高太阳能的接收效率，拓宽太阳能的利用领域。
本文研究的内容是基于球面机构的太阳跟踪装置的控制系统。
该跟踪机构采用三自由度并联球面机构，实现了对太阳高度角和方位角的实时跟踪，冗余自由度增加了系统的刚度。
导出了球面机构的位姿反解，得出机构的输入角，并针对太阳跟踪装置的工作要求，提出了利用单片机实现实时跟踪的控制方案。
系统采用主动式跟踪，即预先计算好对应于某时刻太阳位置的跟踪机构的输入角度，通过跟踪器上平台不同位置上摆放的光电传感器感受该太阳位置的光照，反馈回电信号，单片机根据该信号调用子程序发出脉冲对步进电动机的转动角度和方向进行控制，实现了机构对太阳的自动跟踪，使跟踪装置的上平台始终处于垂直于光照方向，达到了能量最大限度的接收。
控制系统硬件选用Atmel公司的At89c51(与Intel公司MCS-51系列兼容)作为控制核心来控制机构的执行部件——步进电动机。
完成了单片机外围硬件电路的设计和相应的软件的设计。
系统驱动器采用了与步进电机配套的专用集成模块，具有强抗干扰性、高频性能好、结构简单、运行平稳等特点。
本文链接：/Periodical_cgqjs200902030.aspx授权使用：沈阳工程学院(sygcxy)，授权号：0f394db0-549b-4e02-95e6-9ea7009cde96下载时间：2011年3月15日。