太阳能跟踪完整版
太阳能双轴跟踪说明书
全方位太阳能跟踪发电研究仪
说明书
【概述】
太阳能跟踪发电研究仪是一款自动追踪太阳光的实验研究仪，它能够最大限度的采集太阳光，并将太阳能转化为电能，储存在蓄电池中。
可以通过本实验仪观察太阳能电池板的电流，电压，功率，温度，以及太阳光与水平面的夹角。
还可外接无线收发装置，远程监控。
本仪器曾获得过多项国家专利。
专利号：
【适用范围】
太阳能路灯（交通灯）
太阳能实验仪
太阳能演示仪
家用太阳能发电
其他一些太阳能追踪设备
【功能特点】
【仪器面板】
一正面
1.功率表
2.电压表
3.电流表
4.温度表
5.角度开关--按下：开启数码管显示弹起：关闭数码管显示
6.电压表，电流表，功率表开关----按下；开启三表显示弹起；关闭三表显示
7.led指示灯----按下开启led灯条弹起关闭led灯条
8.充电选择开关-----按下给蓄电池充电弹起断开蓄电池连接
9.工作模式显示H 正常工作 4 休眠
10.11.角度的数码显示最小精度为1度
12.led灯柱----用于指示太阳光强度（改变太阳光强度亮不同的灯）
13.led灯柱----用于指示与太阳光与电池板的夹角量
14.摇杆----用于手动调节太阳能电池板，设置水平，长按可以将角度致零，同时也是自动转手动的开启按键之一，同时还需要按下16
15.工作状态选择按键-----H正常工作4休眠模式
16.自动手动切换按键切换时需要和14同时使用（按下）
二反面。
太阳跟踪系统
太阳跟踪系统1．引言随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。
新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。
无疑，太阳能是最理想的新能源。
照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。
可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。
而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。
所以太阳能发电被誉为是理想的能源。
然而它也存在着间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题, 这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。
目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的, 没有充分利用太阳能资源, 发电效率低下。
在太阳能光发电中,相同条件下自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35 % ,成本下降25 % ,因此在太阳能利用中,进行跟踪是很有必要的。
本文介绍一种对太阳进行混合跟踪的方式，即光电跟踪和视日跟踪相结合的方式，它结合了二者的优点,克服了二者的缺点:在一般没有云的情况下使用光电跟踪方式,但云层挡住太阳一段时间后,控制系统将改变为视日轨迹跟踪方式,继续跟踪,直到云层过去一段时间后,再重新使用光电跟踪的方式。
2．视日跟踪地球周而复始很有规律地绕太阳运动，站在地球上的人可以看到太阳有规律地在天上运动，每天东升西落。
时日跟踪就是利用电子控制单元根据相应的公式和参数计算出白天时太阳的实时位置, 然后发出指令给步进电机去驱动太阳跟踪装置, 以达到对太阳实时跟踪的目的。
太阳相对于地球的位置可由太阳高度角α和太阳方位角β来确定。
太阳高度角α是指太阳光线与地表水平面之间的夹角(0 ≤α≤90°)。
α可由下式计算得出:sinα = sinφsinδ+ cosφco sδcosω (1)δ = 23.45sin [360/365×(284 + n)] (2)式中各角度单位均为度, 其中φ为当地纬度；δ为太阳赤纬角。
太阳能跟踪技术的实现原理
太阳能跟踪技术的实现原理近年来，随着气候变化的日益严重以及能源需求的快速增长，人们对可再生能源的需求也越来越高。
太阳能能源作为一种最为广泛应用的可再生能源，由于其绿色、环保以及可再生等诸多优点，越来越受到人们的青睐，成为未来发展的重点领域。
而实现太阳能最高效的利用，则需要利用太阳跟踪技术来优化能源的收集效率。
本文将为您介绍太阳能跟踪技术的实现原理。
一、什么是太阳能跟踪技术？太阳能跟踪技术是指根据太阳在天空中的位置变化来调整太阳能电池板的方向，以达到最佳采集效果的一种技术。
太阳在天空中的位置每天都会有所变化，而太阳能跟踪技术可以调整太阳能电池板的方向，让它始终面向太阳的位置，从而最大限度地利用太阳能源。
通过太阳能跟踪技术，太阳能的采集效率可以提高30%到50%。
二、太阳能跟踪技术的实现原理太阳能跟踪技术的实现原理可以分为两种，一种是日边追踪，另一种是赤纬仰角追踪。
1、日边追踪日边追踪原理是太阳能跟踪器通过追踪太阳的运动轨迹，将太阳能电池板始终面向太阳的方向。
太阳在天空中的位置是由其高度和方位角决定的，而太阳的方位角是由太阳视在轨迹的方向决定的。
由于地球的自传运动以及公转运动，太阳的视在轨迹在天空中呈现出一定的运动规律。
因此，太阳能跟踪器可以通过计算太阳视在轨迹的运动规律，来实现太阳能电池板的自动追踪。
日边追踪的太阳能跟踪器通常包括两个联动的轴，一个是水平轴，另一个是俯仰轴。
这两个轴根据太阳在天空中的位置变化来调整太阳能电池板的方向。
水平轴和俯仰轴可以通过电机或水压装置控制，以便调节太阳能电池板的角度。
2、赤纬仰角追踪赤纬仰角追踪原理与日边追踪有所不同。
赤纬仰角追踪的太阳能跟踪器需要根据地球的赤纬以及太阳的高度角来进行调整。
赤纬是指地球的北极点在地球赤道平面上的投影点与黄道的交点。
赤纬的变化也代表着太阳在天空中的位置的变化。
太阳在天空中的高度角也可通过自赤纬得出。
因此，赤纬仰角追踪器可以根据赤纬和高度角来自动调节太阳能电池板的角度，以保证在不同的时间采集到最大的太阳能量。
毕业设计 太阳能电池板自动跟踪系统设计
第1章绪论1.1太阳能利用的前景当今，煤，石油，天然气等常规矿产能源，储量越来越少，世界各大经济体都面临能源危机。
按照目前的开采和使用速度，己探明的矿产能源仅够人类再利用几十年，可以说，己经是处在日益枯竭的形势之下。
为了能够获得更多的资源，在石油储量丰富的地区，一直以来冲突不断，而且有外部势力的干预。
为了得到能源，保证经济这架大车的正常运转，不惜以战争为手段，以人民的生命为代价。
中国，作为世界上最大的发展中国家，对石油的依赖程度很高。
以2010年为例：海关总署公布的数据显示，2010年全年我国进口原油2.39亿吨，去年全年原油产量2亿吨，对外依存度逼近55%。
我国已经进入能源预警阶段。
根据国家能源局的报告，到2010年中国已成为世界第一大能源消费国。
其中,电力消费从2005年的2.5亿千瓦时增加到2010年的4.2亿千瓦时，年均增长11.1%；煤炭消费量从2005年的23.18亿吨增加到2010年的32亿吨,年均增长6.8%；石油消费从3.25亿吨增加到4.28亿吨，年均增长5.7%；天然气消费从468亿立方米增加到1090亿立方米，年均增长18.5%；非石化能源消费从1.6亿吨标准煤增加到2.6亿吨标准煤，年均增长10.1%。
“十二五”期间我困能源消费总量将增加8亿至1亿吨标准煤，年均增长4.8%至5.5%，到2015年能源消费总量达41亿至42.5亿吨标准煤。
从以上的数据，很容易看出，完全依靠煤炭!石油等常规能源，是无法满足未来社会经济发展对于能源需求的[1]。
另外一个方面，矿产能源在使用中产生的二氧化碳会造成温室效应；其它的废渣废气对环境造成了无法挽回的损失。
即使是这些能源本身泄漏都会对环境造成危害，如石油管道损坏造成的石油泄漏。
基于以上两个方而的原因，人类正在寻找更适合的能源。
希望能够逐步取代常规的矿产能源。
在填补现有能源不足的同时，也为保护环境做积极的改善。
目前所开发和利用的新能源主要有核能、风能、太阳能、潮汐能等。
太阳能光伏发电最大功率点跟踪技术
二、MPPT技术的基本原理和性能检测方法
I(mA)
曲线1 曲线2
负载1
A1
A2 B1
负载2 B2
O
U(mV)
➢最大功率点A1→最大功率点B1 (条件：将系统负载特性由负载1改为负载2)
➢最大功率点B1→最大功率点A1
(条件：将系PPT技术的基本原理和性能检测方法
由上述公式推导，可得系统运行点与最大功率点的判据如下：
① G+dG>0，则UPV<UMPP，需要适当增大参考电压来达到最大
功率点；
② G+dG<0，则UPV>UMPP， 300
250
需要适当减小参考电压来达 200
输出功率（W）
到最大功率点；
150
100
③ G+dG=0，则UPV=UMPP， 50
0
由此可得
IPV dIPV G dG 0 UPV dUPV
式中，G为输出特性曲线的电导；dG为电导G的增量。由
于增量dUPV和dIPV可以分别用ΔUPV和ΔIPV来近似代替，可得：
dUPV t2 UPV t2 UPV t2 UPV t1 dIPV t2 IPV t2 IPV t2 IPV t1
dPPV 0 dU PV
最大功率点
dPPV 0 dU PV
dPPV 0 dU PV
此时系统正工作在最大功率 点处；
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 输出电压（V）
常用的最大功率点跟踪算法
光伏电池仿真模型设计
仿真结果
由此可见，光伏发电系统中的MPPT控制策略，就是先根 据实时检测光伏电池的输出功率，再经过一定的控制算法预测 当前工况下光伏电池可能的最大功率输出点，最后通过改变当 前的阻抗或电压、电流等电量等方式来满足最大功率输出的要 求。
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。
(完整版)太阳能最大功率跟踪控制器的设计与实现_毕业设计40设计41
学科分类号本科生毕业论文(设计)题目（中文）：太阳能最大功率跟踪控制器的设计与实现（英文）：Design and Implementation of theMaximum Power Point TrackingController学生姓名：学号：系别：专业：电子信息科学与技术指导教师：起止日期：本科毕业论文(设计)诚信声明作者郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计)，是在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
除文中已经注明引用的内容外，论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。
对论文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确的方式标明。
本声明的法律结果由作者承担。
本科毕业论文（设计）作者签名：年月日目录摘要 (I)关键词 (I)Abstract (I)Key words .................................................................................................................... I I1 前言 (1)2 任务分析与方案论证 (4)2.1 任务要求及分析 (4)2.2 系统方案论证 (4)2.2.1 太阳能电池板特性 (4)2.2.2 方案论证 (6)2.2.3 方案比较和选取 (7)3 系统设计 (8)3.1 硬件设计 (9)3.1.1 转换模块电路设计 (9)3.1.2 控制模块电路设计 (11)3.2 软件设计 (12)3.2.1 设计思路 (12)3.2.2 子程序设计实现 (14)4 系统调试与测试 (17)4.1 调试与测试工具 (17)4.2 系统调试 (17)4.3 系统测试 (20)5 总结 (21)参考文献 (22)致谢 (24)附录A 系统主体程序 (25)附录B 系统实物图 (27)太阳能最大功率跟踪控制器的设计与实现摘要由于目前太阳能电池板存在发电效率低、生产成本高等问题，这就造成了太阳能的应用难以推广。
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。
光伏发电最大功率点追踪算法
光伏发电最大功率点追踪算法光伏发电是一种利用太阳能将光能转化为电能的技术。
在光伏发电系统中，为了提高系统的能量转换效率，需要对光伏电池阵列进行最大功率点追踪（Maximum Power Point Tracking，简称MPPT）。
光伏发电最大功率点追踪算法可以帮助我们找到电池阵列工作时能够输出最大功率的电压和电流组合。
在本文中，我们将深入探讨光伏发电最大功率点追踪算法的原理、常见的算法类型以及算法的应用。
通过了解这些内容，我们可以更好地理解光伏发电系统的优化以及如何选择合适的MPPT算法。
首先，让我们来了解光伏发电最大功率点追踪算法的原理。
光伏电池的输出特性曲线显示了在不同电压和电流下的功率输出情况。
该曲线通常呈现出一个“倒U”型，即存在一个最大功率点。
光伏发电最大功率点追踪算法的目标就是寻找到这个最大功率点，并调整系统工作点使得光伏电池能够输出最大功率。
常见的光伏发电最大功率点追踪算法可以分为模拟算法和数字算法两种类型。
模拟算法包括传统的开环算法和闭环算法。
开环算法根据光强和温度等环境因素预先设定一个工作点，以此来调整电压和电流。
闭环算法则是根据实时的光强和电压进行反馈调节，以追踪最大功率点。
常见的闭环算法有Perturb and Observe算法和Incremental Conductance算法。
这些算法通过不断调整工作点，使得系统能够在不同光照条件下实现最优的能量转换效率。
除了模拟算法，数字算法也被广泛应用于光伏发电最大功率点追踪。
数字算法通过使用微控制器或数字信号处理器等设备，根据电池阵列当前的电压和电流等参数计算出最大功率点，并调整系统的工作点。
常见的数字算法有P&O算法、IC算法、Hill-Climbing算法等。
这些算法通过快速的运算和调整能够更精确地实现最大功率点追踪。
光伏发电最大功率点追踪算法在实际应用中具有重要意义。
通过采用合适的算法，光伏发电系统可以在不同的光照条件下实现高效的能量转换。
光伏发电最大功率点跟踪原理及分析
光伏发电最大功率点跟踪原理及分析3.2. 1 光伏发电最大功率点跟踪控制原理从光伏电池的特点中可以看出，它的输出电压与输出电流表现为非线性，而且输出功率 伴随光照强度的改变而变化 。
但是，总是有一最佳电压值，使太阳能电池在一定的条件下能 输出最大功率。
由戴维南定理得知，在特定的日照强度及气温情况下，太阳能电池阵列可表 示为电流源和电阻串联而成的等效电路，在负载电阻与等效内阻相等的情况下，此等效电路 出力最大[46] 。
此时，太阳能电池的输出量一定为最大功率。
3.2.2 部分遮蔽光伏系统的输出特性光伏电池在有部分被遮蔽的情况下时，会导致这些部分所受光辐照度降低 。
所以在此种 情况下的光伏电池输出特性曲线会产生较大波动，其输出特性曲线上有若干个极值点[47] 。
在 此背景下，常规最大功率点跟踪控制算法无法准确的跟踪到整条曲线的最大功率点，而是会 处于一种局部最优的情况[48] 。
下图 3-4 为光伏电池的输出特性曲线，其中曲线 A 表示光伏电 池受光均匀， 曲线 B 表示光伏电池部分被遮蔽。
7350 A 6300 A 2502003 150B2100 1 0 00 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70U /V U /V不同条件下光伏电池的输出特性图由上图可知，在光照强度均匀的条件下，曲线 A 波动稳定，并且仅有一个极值点，这样 传统最大功率点跟踪控制算法就会轻松的将此点作为全局极值点， 以此来完成最大功率点跟 踪 。
但是在光照强度不均匀的条件下，曲线 B 进行了不稳定50 B 5 4波动，整段曲线上出现了两个极值点，传统最大功率点跟踪控制算法无法准确地区分出哪一个极值点为全局极值点，对接下来的工作造成一定的不便。
3.2.3 常见光伏发电最大功率点跟踪控制方法（1）恒定电压法恒压跟踪法直接忽略了温度对其的影响。
当光照强度不同时，装置工作的最大功率点电压大小接近，可选固定电压值。
太阳能跟踪器工作原理
太阳能跟踪器的工作原理一工作原理“太阳光寻迹传感器”安装在太阳能装置上，根据太阳光的位置，驱动电机，带动机械转动机构，始终跟随太阳位置运动。
当太阳偏转一定角度时（一般5--10 分钟左右），控制器发出指令，转动机构旋转几秒钟，到达正对太阳位置时时停止，等待下一个太阳偏转角度，一直这样间歇性运动；当阴天或晚上没有太阳出现时停止动作；只要出现太阳它就自动寻找并跟踪到位，全自动运行，无需人工干预，东西向、南北向二维控制，也可单方向控制，使用电源直流12伏，技术指标1. 跟踪起控角度:1 °--10 °（不同应用类型）2. 水平（太阳方位角）运行角度：1型0° --360 ° ,n型-20 ° -- +200 ° 3.垂直（太阳高度角）调整角度：10° --120 °（太阳光与地面夹角） 4. 传动方式：丝杠、涡轮蜗杆、齿轮 5. 承载重量:10Kg-- 500Kg 6. 系统重量：2 Kg--500Kg 7. 电机功率：0.4W--15W 8. 电源电压DC6V--24V 9. 运行环境温度：-40--85 C 10.运行时间》10万小时11.室外全天候条件运行现有的太阳能自动跟踪控制器无外乎两种：一是使用一只光敏传感器与施密特触发器或单稳态触发器，构成光控施密特触发器或光控单稳态触发器来控制电机的停、转；二是使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比较器控制电机的正反转。
由于一年四季、早晚和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，所以上述两种控制器很难使大阳能接收装置四季全天候跟踪太阳。
这里所介绍的控制电路也包括两个电压比较器，但设在其输人端的光敏传感器则分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成。
每一组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，另一只则检测环境光照，送至单片机，比较器输人端的比较电平始终为两者光照之差。
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。
(完整版)太阳跟踪控制方式
太阳跟踪控制方式国内外，太阳跟踪系统中实现跟踪太阳的方法很多，基本上可以分为两类:一类是实时的探测太阳对地位置，控制对日角度的被动式跟踪;另一类是根据天文知识计算太阳位置以跟踪太阳的主动式跟踪。
文献中介绍了被动式跟踪的典型代表:压差式跟踪器和光电式跟踪器;主动式跟踪的典型代表:控放式跟踪器、时钟式跟踪器和采用计算机控制和天文时间控制的视日运动轨迹跟踪器。
以下对两种类型中目前主要采用的光电跟踪方式和视日运动轨迹跟踪方式进行比较。
一般地，在聚光光伏发电的应用多采用校准的光筒，它可以阻止散射进入传感器达到更精确的太阳位置探测。
（1）光电跟踪虽然光电跟踪方式本身的精度较高，但是它却具有严重的缺点:在阴天时，太阳辐照度较弱(而散射相对会强些)，光电转换器很难响应光线的变化;在多云的天气里，太阳本身被云层遮住，或者天空中某处由于云层变薄而出现相对较亮的光斑时，光电跟踪方式可能会使跟踪器误动作，甚至会引起严重事故。
对于太阳能发电来说，是可能在晴朗、阴天和多云等任何天气情况下进行的。
光电跟踪能够在较好的天气条件下，提供较高的精度，但是在气象条件差时跟踪结果不能令人满意。
（2)视日运动轨迹跟踪视日轨迹跟踪的原理是根据太阳运行轨迹，利用计算机(由天文学公式计算出每天中日出至日落每一时刻的太阳高度角与方位角参数)控制电机转动，带动跟踪装置跟踪太阳。
此跟踪方式通常采用开环控制，由于太阳位置计算与地理位置(如纬度、经度等)和系统时钟密切相关，因此，跟踪装置的跟踪精度取决于一是输入信息的准确性，二是跟踪装置参照坐标系与太阳位置坐标系的重合度，即跟踪装置初始安装时要进行水平和指北调整。
太阳跟踪机构双轴跟踪如果能够在太阳高度和赤纬角的变化上都能够跟踪太阳就可以获得最多的太阳能，全跟踪即双轴跟踪就是根据这样的要求而设计的。
双轴跟踪又可以分为两种方式:极轴式全跟踪和高度角方位角式全跟踪。
1)极轴式全跟踪。
极轴式全跟踪原理如图1一5a所示:跟踪装置的一轴指向天球北极，即与地球自转轴相平行，故称为极轴;另一轴与极轴垂直，称为赤纬轴。
太阳跟踪系统
| 太阳追踪光系统 >> 太阳追踪光系统追踪光系统采用了双轴Actuator，非常牢固，轴驱动部位安装了Bearing Guide ,因此没有摇晃现象，并且牢牢的支撑了模板的固定部位，在强台风情况下不会有任何问题。
以14年的自动化生产经验，完全采用韩国技术，并且其性能完全超越了其他进口产品。
∙∙适合台风频繁地区的追踪光系统∙∙固定追踪光系统高度的Actuator采用双重轴结构，轴驱动部位安装了Bearing Guide，因此在完全裸露的状态也能牢牢的支撑模板，从而模板与地面垂直状态下，台风和大风状态下都安然无恙。
∙∙耐久性能优越、施工简单∙∙提供良好信誉公司的优质产品∙∙开发追踪光系统的派如公司有14年的自动化仪器生产经验，始终坚持生产高质量、有信誉的产品，追踪光系统有耐久性能优越、安装简便的优点。
∙∙标准结构，可实现标准安装、缩短施工期限∙∙追踪光系统的光传感器、Actuator、Wormdgear,柱子及其他材质构造物采用了标准产品，因此在现场简便组装，从而缩短了施工期限，节约了施工费用。
∙∙采用铝Pole & I Beam∙∙追踪光系统采用了高强度的铝合金Pole和铝合金I Beam,重量轻且组装容易。
∙∙光传感器型追踪系统∙∙通过光传感器，实时监测，实时调整位置及高度∙∙追踪光系统采用光传感方式，实时测定太阳的位置及高度，调整其方向和高度，因此不需要其他的技术操作，在任何地方简单安装，并且不需要其他维护费用。
∙∙韩国最早商用化光传感器追踪系统∙∙派如公司凭借本公司的技术力量，在韩国最早实现了追踪光系统光传感器方式的追踪光系统。
∙∙最大的发电效率、回收周期短∙∙与固定型相比，提高了25%—35%的效率∙∙追踪光系统的金字塔型光传感器可以实时追踪任何方向的太阳光，并且最大角度旋转太阳光模板，使太阳光发电效率维持最佳效率，并且在任何场所及气象状态准确工作，从而提高了25—35%的发电效率。
太阳能跟踪系统的毕业论文
毕业设计（论文）报告题目太阳能跟踪系统的设计机电工程学院院（系）电气工程与其自动化专业学号 100616034学生指导教师起讫日期 2013年12月到2014年5月设计地点学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作与取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得井冈山大学或其它教育/ 25机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了意。
论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权声明井冈山大学有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
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论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日I / 25摘要自工业革命以来，煤炭、石油成为世界的主要能源，人类对这些资源的依赖越来越大，但煤炭和石油都是不可再生能源且储量有限燃烧后产生大量二氧化碳等有害气体，对环境破坏比较大。
在这些因素下我们必须研究和开发新能源如太阳能。
太阳能与传统能源相比有很多优势：太阳能储量丰富，在地球的任何角落都有，对交通不发达的地区有很大的利用价值:其次太阳能在开发利用的时候不会产生废气废渣，不会破坏环境。
虽然太阳能有如此多的优点，但并不能十全十美依旧存在很多目前还不能快速解决的的问题，太阳能存在的这些问题加大了对太阳能设备性能的要求以至于造成对资源的浪费。
进入21世纪，全球一体化，环境与资源成为一项世界性难题，既要推进社会的现代化又要保护好我们赖以生存的环境，大量使用传统能源会对当下环境造成无法估量的破坏，走这条路必将给我们人类带来灾难，因此除了开发清洁能源我们别无选择，而太阳能所具备的各项优点刚好能满足我们的要求，充分利用好了太阳能我们所面对的问题都能迎刃而解。
太阳能跟踪系统毕业论文
摘要能源是人类生存的基础，当前，人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁，而太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点，同时太阳能也存在着低密度、间歇性、空间分布不断变化的缺点，这就使当前的一系列太阳能设备对太阳能的利用率不高。
而太线自动跟踪装置能有效地解决太阳能利用率不高的问题。
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和机械设计。
第一，控制部分设计：主要包括传感器部分、信号转换电路、单片机系统和电机驱动电路等。
系统采用光电检测追踪模式实现对太阳的跟踪。
传感器采用光敏电阻，将九个完全一样的光敏电阻成九宫装放置于一块电池板上。
当九个光敏电阻接收到的光强度不一样时，产生电流信号。
电流通过信号转换电路生成脉冲信号，然后脉冲信号通过运放比较电路将信号送给单片机。
通过给单片机录入程序使单片机驱动步进电机正反转，实现电池板对太阳的跟踪。
第二，机械部分设计：机械结构主要包括底座、主轴、齿轮和齿圈等。
通过以上原件实现了水平方向和垂直方向的跟踪。
当太线发生偏离时，控制部分发出控制信号驱动步进电机1带动小齿轮1转动，小齿轮带动大齿轮和主轴转动，实现水平方向跟踪。
同时控制信号驱动步进电机2带动小齿轮2，小齿轮2带动齿圈和太阳能板实现垂直方向转动。
关键词太阳能；跟踪；光敏电阻；单片机；步进电机1绪论41.1课题来源41.2课题背景41.2.1能源现状与发展41.3课题研究的目的51.4研究课题的意义51.5太阳能利用的国外发展现状61.6太阳追踪系统的国外研究现状61.7论文的研究容72太阳能自动跟踪系统总体设计82.1太阳运行的规律82.2跟踪方案的比较选择82.2.1视日运动轨迹跟踪]3[错误!未定义书签。
2.2.2光电跟踪102.2.3系统跟踪方式的选择113机械设计部分123.1跟踪器机械执行部分比较选择123.1.1立柱转动式跟踪器123.1.2陀螺仪式跟踪器133.1.3齿圈转动式跟踪器143.2太阳能自动跟踪系统机械设计方案153.3第一齿轮转动计算163.4第二齿轮转动计算173.5抗风性分析174电机选择184.1电机所需静力矩计算184.1.1电机1静力矩194.1.2电机2静转矩194.2电机选择204.2.1 电机的主要种类与其相应特性与特点204.2.2电机种类的选择244.3步进电动机介绍264.3.1总述264.3.2步进电机的主要特性264.3.3步进电机型号的选择285传感器的选择375.1光电传感器385.1.1光电探测器]6[错误!未定义书签。
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。
太阳能充电器的太阳能跟踪与角度调整技巧
太阳能充电器的太阳能跟踪与角度调整技巧太阳能充电器是一种利用太阳能将光能转化为电能的设备，广泛应用于户外活动、露营、旅行等场合。
然而，太阳能的利用效率与太阳光的角度和跟踪有着密切的关系。
在本文中，我们将探讨太阳能充电器的太阳能跟踪与角度调整技巧，帮助读者更好地利用太阳能充电器。
首先，我们需要了解太阳能充电器的工作原理。
太阳能充电器通过太阳能电池板将阳光转化为电能，然后将电能储存于电池中，供后续使用。
因此，太阳能电池板的角度和跟踪对于太阳能的利用效率至关重要。
太阳能电池板的角度调整是一项重要的技巧。
一般来说，太阳能电池板的最佳安装角度与所在地的纬度有关。
在北半球，太阳能电池板的最佳安装角度大致等于所在地的纬度加上15度。
例如，如果你所在的地方的纬度是30度，那么太阳能电池板的最佳安装角度应该是45度。
这样可以最大程度地接收太阳光的辐射，提高太阳能的转化效率。
然而，由于太阳的高度和方向在不同的季节和时间段都有所变化，太阳能电池板的角度也需要进行相应的调整。
这就需要使用太阳能跟踪技术。
太阳能跟踪技术可以通过机械或电子方式实现。
机械方式主要是通过设置可调节的支架或转轴，使太阳能电池板能够随着太阳的运动而自动调整角度。
而电子方式则通过光敏元件和电动机实现太阳能电池板的跟踪。
这些技术可以确保太阳能电池板始终面向太阳，最大程度地接收太阳光的辐射。
除了角度调整，太阳能充电器的位置选择也是关键。
在户外活动中，选择一个没有遮挡物的开阔地方放置太阳能充电器是最佳选择。
遮挡物如树木、建筑物等会阻挡太阳光的照射，降低太阳能的利用效率。
因此，要选择一个能够充分暴露在阳光下的位置，以确保太阳能电池板能够接收到最大的太阳辐射。
此外，太阳能充电器的使用时间也需要注意。
太阳能电池板只能在白天接收到太阳光的辐射，因此最佳的使用时间是在白天的阳光充足的时候。
在晴朗的天气下，太阳能充电器的充电效果会更好。
如果天气阴沉，太阳能充电器的充电效率会受到影响。
太阳能追踪与调试实验报告
太阳能追踪与调试实训报告实训目的：了解和学习光伏设备的结构及其功能，看懂接线图，知道其工作原理，达到可以正确安装和调试使之正常运行的目的。
前期准备：精通该设备的人员先给我们大致演示了光伏设备的运行，并讲解了各个部分在该设备中的作用。
我们大致观看了个小部分线路的走向并了解其运行原理然后准备自己动手画出线路图并将其拆卸和安装。
经过前期的讲解我所学到的东西如下：光伏发电系统包括五个部分：一：光源模拟跟踪装置（a）二：光源模拟跟踪控制系统(b)三：能量转换控制存储系统(c)四：离网逆变负载系统(d)五：监控系统(e)（a）（b）（c）（d）（e）1.光源模拟跟踪装置光源模拟系统有四块太阳能电池板、三盏模拟太阳早、中、晚的300W的投射灯，追日跟踪传感器、双轴电动机（直流）和支架组成。
其中太阳能电池由串联（增大电流）、并联（增大电压）组成。
传感器是光敏传感器，光照射在上面产生光敏电压或电流。
2.光源模拟跟踪控制系统光源模拟跟踪系统由母线单元、电源组件、按钮单元、测试单元、继电器、PLC、端子排组成。
其中光源模拟跟踪装置和光源模拟跟踪控制系统组成追日系统。
投射灯模拟太阳光源，太阳电池板上的传感器通过采集光照信息（光照强度和位置）,控制电动机转动，是太阳电池板正对光源以接受最大的光照强度，提高太阳电池的发电效率。
3．能量转换控制存储系统能量转换控制存储系统由母线单元、光伏直流单元、断路器、蓄电池直流单元、汇流箱、可调电阻、电源组件、LCD人机对话模块、通讯模块、CPU模块、控制主电路模块、温度采集模块、继电器驱动模块、直流电压采集模块、直流电流采集模块、IGBT驱动模块、直流电风扇、端子排、蓄电池。
其原理为：太阳电池产生的电流一部分提供给负载，一部分存储到蓄电池中。
并输送到逆变器中。
4.离网逆变负载系统离网逆变负载系统由母线单元、直流单元、断路器、交流单元、交流互感器、变压器单元、电源组件、LCD人机对话模块、通讯模块、PLC模块、逆变主电路对话模块、继电器驱动模块、交流电压采集模块、交流电流采集模块、直流电压采集模块、IGBT驱动模块、IGBT驱动模块、端子排组成。