太阳光自动追踪系统设计方案

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单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计

单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计引言：太阳能光伏发电已经成为可再生能源中最受关注的一种技术。

光伏发电效率受到太阳光照的影响，传统的固定光伏发电系统效率较低。

为了优化光伏发电系统的效率，设计了一种单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，能够根据太阳位置自动调整光伏板的角度，最大限度地提高太阳能的利用效率。

一、系统工作原理：该单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统由光敏电阻、测量电路、控制电路和执行机构组成。

光敏电阻负责感应太阳光照强度，传递给测量电路进行电信号转换。

控制电路接收到转换后的信号，并与事先设定的峰值进行比较。

然后，根据比较结果来控制执行机构，使光伏板按需自动调整角度。

二、光敏电阻的选择：光敏电阻是该系统中最重要的一个元件，因为它直接影响到系统的准确度和稳定性。

在选择光敏电阻时，需要考虑以下因素：光敏电阻的特性曲线、光敏电阻的响应时间、光敏电阻的阻值范围等。

一般建议选择具有较高灵敏度和稳定性的光敏二极管。

三、测量电路设计：测量电路的作用是将光敏电阻的电信号转换为适合控制电路处理的电信号。

测量电路一般由信号放大器、滤波器和模数转换器构成。

信号放大器用于放大光敏电阻产生的微弱电信号，滤波器用于去除噪声和杂散信号，模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号。

在设计过程中，需要合理设置放大系数和滤波参数，以确保测量电路的准确性和稳定性。

四、控制电路设计：控制电路是系统的核心部分，其功能是根据光敏电阻测量电路输出的信号，与事先设定的峰值进行比较，并根据比较结果来控制执行机构进行角度调整。

控制电路一般由比较器、运算放大器和逻辑电路构成。

比较器用于将输入信号与参考信号进行比较，运算放大器用于放大比较结果的差别，逻辑电路用于判断角度调整方向，并控制执行机构的运动。

五、执行机构设计：执行机构是该系统中最关键的部分，其功能是根据控制电路的指令，使光伏板按需自动调整角度。

常见的执行机构有两种：电动执行机构和气动执行机构。

光伏发电自动跟踪系统的设计

光伏发电自动跟踪系统的设计一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，可再生能源的开发和利用受到了越来越多的关注。

其中，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有广泛的应用前景。

然而，传统的光伏发电系统往往存在固定安装、无法有效跟踪太阳位置的问题，导致能量接收效率不高。

因此，本文旨在设计一种光伏发电自动跟踪系统，以提高光伏电池板的能量接收效率，从而推动光伏发电技术的发展和应用。

本文首先介绍了光伏发电的基本原理和现状，分析了传统光伏发电系统存在的问题和不足。

然后，详细阐述了光伏发电自动跟踪系统的设计原理和实现方法，包括硬件设计和软件编程两个方面。

在硬件设计方面，介绍了系统的主要组成部分，如传感器、电机驱动器等，并阐述了它们的工作原理和选型依据。

在软件编程方面，介绍了系统的控制算法和程序流程，包括太阳位置计算、电机控制等。

本文对所设计的光伏发电自动跟踪系统进行了实验验证和性能分析，证明了该系统的有效性和优越性。

也指出了该系统存在的不足之处和改进方向，为未来的研究提供了参考和借鉴。

通过本文的研究和设计，旨在为光伏发电领域提供一种高效、可靠的自动跟踪系统解决方案，推动光伏发电技术的进一步发展和应用，为实现可持续发展和环境保护做出贡献。

二、光伏发电原理及关键技术光伏发电是利用光生伏特效应将光能直接转换为电能的发电方式。

当太阳光照射到光伏电池上时，光子与光伏电池内的半导体材料相互作用，激发出电子-空穴对。

这些被激发的电子和空穴在光伏电池内部电场的作用下分离，形成光生电流，从而实现光能向电能的转换。

光伏发电的关键技术主要包括光伏电池材料的选择、光伏电池的结构设计、光电转换效率的提升以及系统的集成与优化。

光伏电池材料是光伏发电的基础，常用的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅以及薄膜光伏材料等。

不同材料具有不同的光电转换效率和成本，因此在选择时需要综合考虑性能和经济性。

光伏电池的结构设计也是影响光伏发电效率的重要因素。

太阳光自动跟踪系统设计

摘要随着以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将越来越适应可持续发展的需要，包括太阳能在内的可再生资源将会越来越受到人们的重视。

利用洁净的太阳光能，以半导体光生伏打效应为基础的光伏发电技术有这十分广阔的应用前景。

本设计尝试设计一种能够自动跟踪太阳光照射角度的双轴自动跟踪系统以提高太阳能电池的光-电转化率。

该系统是以单片机为核心，利用太阳轨道公式进行太阳高度角及方位角计算，并利用计时芯片以及步进电机驱动双轴跟踪系统，使太阳能电池板始终垂直于太阳入射光线，从而提高太阳能的吸收效率。

目前本设计仅通过简单的计算公式得到的数据，对东西向进行每小时一次的角度改变，南北向进行每天一次的角度改变，再通过单片机的判断进行每晚的东西向回归控制以及每半年的南北向跟踪方向的改变控制。

由于时间及作者目前的知识限制，跟踪系统只是进行粗略的角度跟踪，有较大误差，今后如有机会再进行改进。

关键词：太阳能电池太阳照射角自动跟踪单片机步进电机AbstractWith the conventinuous consumption of resources , the conventional enenrgy-based energt strcucture has not already more and more adapt to the needs for sustainable development,sppeing-up the development of and utilization of solar energy , the photovoltaic technology based on the photovoltaic effect has a very bord application prospect.In the design , we try to design an automatic tracking system with Biaxial in order to enhance solar light - electricity conversion efficiency. The system is based on single-chip, orbit the sun elevation angle formula using the sun and calculating azimuth and take the time chip advantage of dual-axis stepper motor driven tracking system, make the solar panels perpendicular to the solar incidence line, to improve the absorption efficiency of solar energy.At present, the design of a simple formula was only for calculating the data, the east-west to the point of view will be changed once an hour, the north-outh perspective will be changed once a day, and then the MCU to return to control things through the night to determine, as well as every haif a year to track the direction of the north-south change in control.Because of the time and the current limitations of the knowledge of the author’s , the tracking system to track the point of view is rough , there are many errors , if the opportunity arised the design will be iomproved in the future.Keywords:solar cells Inrradiation angle of sun tracking automatically single-chip Stepping motor目录第一章绪论 (5)1.1背景和意义 (5)1.2太阳追踪系统的国内外研究现状 (5)1.2.1光电追踪 (6)1.2.2视日运动轨迹追踪 (6)1.3论文系统设计方案 (8)1.3.1机械运动实现方案 (8)1.3.2控制系统方案 (9)第二章跟踪系统的设计构想及框架 (10)2.1 跟踪系统的设计要求 (10)2.2 跟踪系统的组成 (10)2.1.1.太阳能采集装置 (11)2.1.2.转向机构 (11)2.1.3.控制部分 (11)2.1.4.贮能装置 (12)2.1.5.逆变器 (12)2.1.6.控制器 (13)2.3 太阳照射规律 ............................................................................................ 错误!未定义书签。

基于PLC的二维极轴太阳光自动追踪系统的设计

郑晓斌林立生（福建船政交７）
摘要
太阳光自动追踪系统的追踪策略采用程序控制和传感器控制相结合的方法，使用粗追踪和精确追踪两种模式，实现对
ｔａｇｅｓｓｕｃｈａｓＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌ，ａｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｓｅｎｓｏｒ
太阳光线方位角与高度角的精确追踪。将全年每半个月的太阳追踪参数为标准值，粗追踪就是利用ＰＬＣ查表的方式来实现；同时也对光强智能传感器硬件合理设计以及电机拖动模块进行了重点的探讨，使得系统具有较小的追踪精度误差，抗
干扰能力越强等诸多优点。关键词：可编程序控制器，自动追踪系统，光强智能传感器
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｓｏｌａｒａｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｒａｃｋｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙａｄｏｐｔｓｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｓ，ｕｓｉｎｇｃｏａｒｓｅｔｒａｃｋｉｎｇａｎｄｐｒｅｃｉｓｅｔｒａｃｋｉｎｇｏｆｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｍｏｄｅ，ｒｅａｌｉｚｅｓｔｏｔｈｅｒａｙｓｏｆｔｈｅｓｕｎａｚｉｍｕｔｈａｎｄｅｌｅｖａｔｉｏｎａｎｇｌｅｐｒｅ —

太阳位置自动追踪系统的设计

太阳位置自动追踪系统的设计太阳位置自动追踪系统的设计引言：太阳是地球上一切生命的源泉，因此研究太阳的运动轨迹对于各个领域都具有重要意义。

然而，由于地球自转和公转的复杂性，太阳的位置是不断变化的。

为了更好地利用太阳能、实现太阳能追踪和降低能源消耗，设计一套太阳位置自动追踪系统是非常有必要的。

一、系统概述太阳位置自动追踪系统是一种通过感知和控制技术实现的系统，可以实时获取太阳的位置信息，并使太阳能装置随之自动调整方向。

该系统利用传感器获取地球上某一特定位置的太阳的位置信息，并通过控制器控制电机或其他执行机构来实现太阳能装置的自动追踪。

二、系统组成1. 光照传感器：光照传感器的作用是感知太阳的强度和位置信息。

利用传感器测量太阳光的强度，可以得到太阳的位置角度信息，并将其输入控制器进行分析和处理。

2. 控制器：控制器是系统的核心部分，它接收光照传感器的输入，并通过计算和判断决定太阳能装置的转动角度。

控制器还可以根据设定的参数，调整正在工作的执行机构，使其按照预定方向追踪太阳的运动。

3. 执行机构：执行机构是通过控制器发出的信号，控制太阳能装置的转动。

常用的执行机构有电机、液压缸等。

通过控制执行机构的运动，太阳能装置可以实现自动追踪太阳，最大限度地接收太阳能。

三、系统工作原理光照传感器感知到太阳的位置和光强度后，将信息传递给控制器。

控制器根据预设参数和算法分析这些数据，并产生相应的控制信号，驱动执行机构转动。

通过与预设目标进行比对，控制器可以精确地控制执行机构的运动，使太阳能装置随着太阳的运动而不断调整自身位置和方向。

四、系统设计与实施在设计太阳位置自动追踪系统时，需要考虑以下几个方面：1. 传感器选择与性能：选择合适的光照传感器，具备感知太阳位置和强度的功能，并具有高精度、高灵敏度的特点。

2. 控制器算法：设计适用于太阳位置自动追踪的控制算法，能够实时分析光照传感器的数据，并根据算法输出相应的控制信号。

太阳能发电自动跟踪系统技术方案

太阳能发电自动跟踪系统技术方案太阳能发电自动跟踪系统是一种能够根据太阳位置实时调整太阳能电池板角度的技术方案。

根据太阳的位置变化，自动跟踪系统可以最大程度地使太阳能电池板与太阳光源保持垂直，从而提高太阳能发电效率。

下面是一个关于太阳能发电自动跟踪系统技术方案的详细描述。

1.系统结构太阳能发电自动跟踪系统主要由以下组件组成：太阳能电池板、追踪装置、控制器和电池等设备。

太阳能电池板是核心组件，负责将太阳光转化为电能。

追踪装置通过电机和传感器实现对太阳能电池板角度的调整。

控制器则负责收集太阳位置信息，控制追踪装置的工作，并实时监测太阳能发电系统的工作状态。

2.工作原理太阳能发电自动跟踪系统的工作原理是基于太阳位置的实时计算和反馈控制的。

系统通过安装在太阳能电池板上的传感器，实时监测太阳位置，并将数据传输给控制器。

控制器会根据太阳位置信息，计算出太阳能电池板需要调整的角度，并通过追踪装置调整电池板的角度，使其面向太阳。

3.太阳位置计算太阳位置计算是太阳能发电自动跟踪系统的核心算法之一、根据地理位置和时间，可以通过公式计算出太阳高度角和方位角。

高度角表示太阳光线与地平面的夹角，而方位角表示太阳在东西方向上的位置。

利用这些数据，可以精确计算出太阳在天空中的位置。

4.追踪装置追踪装置是太阳能发电自动跟踪系统的核心部件之一、它包括电机和支架，能够根据控制器的指令，调整太阳能电池板的角度。

追踪装置可以分为单轴和双轴两种类型。

单轴追踪装置只能实现水平角度的调整，而双轴追踪装置还可以调整垂直角度。

5.控制器控制器是太阳能发电自动跟踪系统的关键组件之一、它负责收集太阳位置数据，并根据算法计算太阳能电池板需要调整的角度。

控制器还可以监测系统的工作状态，并根据环境条件进行智能调节，例如在阴天或夜间停止跟踪，以节省能源。

6.电池电池是太阳能发电自动跟踪系统的能量储存装置。

太阳能发电系统不仅可以随着太阳位置的变化而调整电池板的角度，同时也可以将多余的电能储存到电池中，以备不时之需。

太阳光自动跟踪系统课程设计

太阳光自动跟踪系统课程设计太阳光自动跟踪系统，听起来是不是有点高大上？其实说白了，就是一个能自动跟着太阳转的设备，简单点说，就是“阳光大追踪”。

你是不是已经想象到那个阳光照射下来，跟着阳光走，一直不离不弃的场景了？其实这就是太阳能发电的一个重要环节，咱们把它搞得聪明一点，让它自己动起来，追着太阳走，这样能更好地吸收阳光，提高发电效率。

不信？你往下看，保证让你眼前一亮。

咱得知道，太阳能发电要靠阳光。

你想呀，太阳一出来，咱们就等着吸收它的能量，但光照强度不同的时候，怎么能最有效地利用太阳能呢？这时候，咱们就得用太阳光自动跟踪系统了。

这个系统呢，通俗点说，就是给光伏电池板装上一双“眼睛”，让它能看到太阳，然后根据太阳的位置，自动调整角度。

就像咱们平常看电影的时候，电视遥控器能调节角度一样，太阳光自动跟踪系统就能调整光伏板的方向，使其始终对准太阳，保证最大限度地吸收太阳能。

你要是问，为什么不直接让太阳能板朝一个固定的方向就行了呢？唉，这问题可难不倒我。

因为太阳从早到晚的路径是不一样的。

早上从升起，下午落到西方，你要是把光伏板固定不动，太阳照射的角度就会一直变化，结果呢，电池板吸收的太阳能就不够多，效率也就大打折扣了。

对吧？就像你一整天都对着太阳背面站，怎么可能晒到好太阳？不过，太阳光自动跟踪系统就不同了，它能通过一系列巧妙的装置，全天候调节板子的角度，始终保持最优的光照位置。

这一切的核心其实就是那些传感器。

别看它们个头不大，作用可不小。

它们会感应太阳的位置，然后通过控制系统计算出光伏板应该转到什么角度。

然后，电机一启动，板子就开始转动，跟着太阳跑。

这过程啊，看着真是简单，实际操作起来，可是有一套复杂的技术在里面。

你想想，传感器得精确，电机得有劲，还得考虑到各种环境因素，比如风速、温度啥的。

这就像是在和太阳斗智斗勇，你追我赶，谁也不愿意掉队。

其实你仔细想想，太阳光自动跟踪系统就像是一个忠实的小跟班。

它总是默默地执行着它的任务，似乎没什么大不了的，但它的努力却决定了电池板的吸收效率。

太阳能自动跟踪器系统设计

太阳能自动跟踪器系统设计摘要：人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁，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。

但是太阳能又存在着低密度间歇性空间分布不断变化的缺点，这就使目前的一系列太阳能设备对太阳能的利用率不高，太阳能自动跟踪装置解决了太阳能利用率不高的问题。

采用光线自动跟踪的方式，使太阳能电池板的朝向始终精确跟随太阳位置的变化，保持太阳能电池板表面与太阳光垂直，这样会大大提高发电效率。

本文主要介绍太阳能跟踪控制系统的设计,该控制系统具有结构简单、稳定性好、精度高的特点。

关键词：太阳能；自动跟踪；能源；自动化；光伏发电1系统总体结构太阳能自动跟踪装置由四象限光电探测器、照度传感器、方位角跟踪机构、高度角跟踪机构和自动控制装置组成。

方位角跟踪机构由电源、方位角传感器、放大器、执行器组成。

执行器由步进电机和传动齿轮组成。

方位角传感器由外壳与安装在外壳内的一对光电二极管组成。

高度角跟踪机构由高度角传感器、放大器、执行器组成。

执行器包括电机和传动齿条。

高度角传感器的一对光电二极管与方位角传感器和照度传感器的光电二极管安装在一个传感器壳内。

控制单元由运算放大器、晶体管和继电器组成，并与照度传感器、方位角和高度角传感驱动电机连接。

（见图1）2太阳能自动跟踪器工作原理太阳能自动跟踪装置采用四象限光电探测器，该器件实际由四个光电探测器构成，每个探测器一个象限，器件由于象限化，当太阳光辐射到器件各象限的辐射通量相等时,各象限输出的光电流相等。

而当光线发生偏移时,象限辐射量的变化将引起各象限输出光电流的变化,由此可测出太阳的方位并实现跟踪。

跟踪方式采用光电跟踪与太阳视日运动轨迹跟踪相结合,可加强系统的稳定性，步骤如下：步骤1 通过太阳视日运动轨迹跟踪,将系统带入一个预知的足够小的范围内,再启动光电跟踪或视日运动轨迹跟踪。

步骤2 开机后光电检测电路检测白天还是黑夜。

当检测为黑夜时系统停止运行;若检测为白天,系统进行初始化。

太阳追踪系统设计论文

太阳追踪系统设计论文1阳光追踪控制方案1.1双轴阳光追踪装置数学模型装置采用高度角和方位角的全追踪方式，又称为地平坐标系双轴追踪。

工作平面的方位轴垂直于地平面，另一根轴与方位轴垂直，称为俯仰轴。

阳光追踪系统通过实时计算，求出装置所在地的太阳位置。

工作时工作平面根据太阳的视日运动计算结果绕方位轴转动改变方位角α，绕俯仰轴作俯仰运动改变工作台的倾斜角β，从而使工作平面始终与太阳光线垂直。

工作平面方位角α与太阳方位角A相等，倾斜角β与太阳高度角h互余，如图1所示，因此只要计算出太阳的方位角A和高度角h即可确定当前工作台应该保持的姿态。

这种追踪系统的特点是追踪精度高，而且工作台承载器件的重量保持在垂直轴所在的平面内，因此结构简单，易于加工制造。

1.2阳光追踪控制系统结构本系统机械本体具有两个自由度并具备自锁能力，可以调节安装在工作台上物体的位姿，以对准太阳高度角和方向角。

单片机根据时间及当地经纬度计算出此时当地的太阳位置，并产生脉冲信号给步进电机驱动器，控制步进电机进行相应动作，并通过电子罗盘HMC5883L和加速度计MPU6050进行检测反馈。

操作者可通过人机交互模块查看或改变系统的运行参数，如角度、时间、电机转速等信息。

1.3系统工作流程控制系统上电后，系统根据时间，判断太阳是否落山，是则进入待机状态；如没有，则自动进入对正模式，系统将根据时间及当地经纬度计算出的此时太阳高度角及方位角，并实时与MPU6050检测到的工作台倾角及HMC5883L 检测到的方位角比较求出角度差，转换成控制脉冲输出步进电机驱动器，使机构对正太阳方位，对正后等待一个设定时间，进行下一次对正。

2太阳角度计算及参数修正2.1太阳主要角度计算根据天文学及航海学中常采用的天球坐标系可以方便地对天体的运动进行观测及追踪。

通常的方法是在太阳与地球间建立天球赤道坐标系主要包括天轴PNPS、天赤道、以及天体时圈。

在观测者与太阳间建立天球地平坐标系包括测者天顶Z、天底Z￠、测者真地平圈、垂直圈、测者午圈，其中太阳在天体时圈和垂直圈的交点上，如图2所示。

太阳能光源追踪系统的设计

太阳能光源追踪系统的设计太阳能光源追踪系统的设计第10 页共11 页自动追光控制电路的设计太阳能光源追踪系统的设计摘要：本文设计了一款太阳能自动跟踪采集系统，该系统由机械系统，太阳能采集系统，硬件控制系统，软件部分组成。

太阳能采集系统由太阳能电池板，蓄电池组成。

硬件控制系统以AT89C52单片机为核心构成自动跟踪太阳控制电路。

通过光电信息采集电路，信号处理电路，步进电机转动控制电路，结合C语言编程的太阳能采集控制程序，实现了对太阳能采集过程的自动追踪，达到太阳能采集的光电转换最大化，提高太阳能的利用率。

关键词：太阳能，采集，单片机，软件，自动跟踪。

1 引言随着经济发展和社会进步，人类对自然资源的开发程度加剧，面临资源枯竭的困境，人类对自然资源的需求越来越高，因此，寻找可循环利用绿色环保的新能源成为当务之急。

太阳能就是符合这一要求的,而且是取之不尽用之不竭的可再生新能源，合理开发并提高太阳能的利用率具有非常重要的意义。

目前，太阳能电池板装置安放位置大多是固定不变的。

而根据光伏电池原理，只有当阳光与电池板接收面照射角度为直角时，光电转化效率最高，因此目前太阳能电池装置转化效率较低。

自动追光控制电路以AT89C51单片机为基础，利用光电二极管检测光信号，步进电机及时控制转盘位置，能够精确追踪太阳，使太阳光在一天当中始终直射到太阳能电池板接收面上，最大限度的提高太阳能转化率。

此控制电路利用广泛，可在太阳能发电站、太阳能电池、太阳能路灯、太阳能热水器等方面使用。

2.太阳能自动追光系统设计方案图1 系统总体原理框图3.太阳能自动追光系统电路原理图如图2所示，该图为整体电路原理图，主要分为三个模块，电路正常工作时，先由光电传感器电路检测到光信号，经过转换电路输出高低电平信号。

单片机接收相应电信号，判断出是否检测到光，然后将控制信号输出到步进电机驱动芯片内，最后步进电机会根据相应控制信号驱动步进电机，从而控制步进电机的转速和转角，实现太阳能电池板实时追踪光心。

太阳能追踪系统设计方案

太阳能追踪系统设计方案标题：太阳能追踪系统设计方案摘要：本文将深入探讨太阳能追踪系统的设计方案。

通过评估太阳能追踪系统的深度和广度，我们将为您提供有关该主题的全面、深入和高质量的文章。

文章将按照结构化的格式，从简单到复杂，由浅入深地讨论太阳能追踪系统的多个方面。

在文章结束时，我们还将分享我们对太阳能追踪系统设计方案的观点和理解。

第一部分：引言引言将介绍太阳能追踪系统的背景和重要性。

我们将讨论太阳能追踪系统如何提高太阳能发电效率以及对环境的影响。

此外，我们还将介绍太阳能发电的现状和市场趋势。

第二部分：太阳能追踪系统的原理在这一部分中，我们将详细讨论太阳能追踪系统的工作原理。

我们将介绍两种常见的追踪系统类型：单轴追踪系统和双轴追踪系统。

我们将深入探讨它们的运作方式、优缺点以及应用领域。

第三部分：太阳能追踪系统的设计考虑因素在这一部分，我们将探讨太阳能追踪系统设计时需要考虑的关键因素。

我们将讨论系统的可持续性、稳定性、精度和成本等方面。

此外，我们还将介绍如何选择合适的传感器和控制系统来实现最佳的系统性能。

第四部分：太阳能追踪系统的实施和优化在这一部分中，我们将介绍实施太阳能追踪系统的关键步骤和方法。

我们将讨论安装技术、校准和调试过程，并分享一些优化追踪系统性能的实用建议。

此外，我们还将探讨太阳能追踪系统与其他太阳能技术的集成。

第五部分：对太阳能追踪系统设计方案的观点和理解在这一部分，我们将分享我们对太阳能追踪系统设计方案的观点和理解。

我们将讨论其在提高太阳能发电效率方面的前景，以及在不同应用领域的潜在价值。

此外，我们还将探讨太阳能追踪系统设计的挑战和发展趋势。

结论在本文的结尾，我们将总结太阳能追踪系统设计方案的要点，并再次强调其在太阳能发电领域的重要性和潜力。

我们还将鼓励读者对太阳能追踪系统的进一步研究和实践，并展望未来可能出现的创新和发展方向。

注：本文章将按照提供的字数要求，至少包含3000字。

太阳光跟踪系统设计

太阳光跟踪系统设计石强机电工程学院04085159太阳光跟踪系统设计1，设计理念太阳能是一种应用前景无限宽广的新型能源，如何高效的运用太阳能是当前的一大研究主题，应用太阳能一方面是要有很好的光能转化效率，最基本的是要能充分的利用能接收光照的时间，另一方面则是要降低系统设计的功耗，即尽可能少的消耗能量。

本设计利用光敏电阻构成的测光电路对太阳光方向进行检测，将检测信息传给CPU，CPU通过传来的检测信息，改变控制舵机的信号使检测系统能调整到正对太阳光的方向，即实现了对太阳光的跟踪；太阳的方位在一天的时间中总是在改变，能始终捕获到太阳的方向，就相当于可以提高接收光能的时间，这样就可以尽可能多的获取太阳能。

超低功耗处理芯片的使用，及小型舵机的使用，加上系统的低功耗设计模式（如一般分压时采用大的电阻来降低电流损耗）可以为系统尽可能的减小功耗。

本设计旨在能最大限度的使用新型能源——太阳能；因为有了对太阳光方向的跟踪，就可以实时的将系统调整到太阳光正对的方位，如太阳能电池板等，这样就可以获得最大的太阳光能量。

2，创意来源当今社会，随着对新能源技术的重视度加深，新能源应用技术方面也得到了很大的发展；太阳能作为最有潜力的新型能源，其利用将是极具吸引力的。

当前由于太阳能的使用受到诸多的局限，一方面是自然条件的局限，因为太阳的方向是时刻改变着的，而基本架设的太阳能电池板是固定不动的，这样，在一天的时间内，固定方向的太阳能接收能力自然是有限的；另一方面是科技水平的局限，即当前生产出来的太阳能——电能转化设备的效率并不高，以至于无法提供较大的功率。

虽然后者本人暂时无能为力，但是却可以在前者上下功夫；曾听闻舍友说清华曾今有全太阳能供电车设计，这种车全身装载太阳能电池板，可以载一人（当然对人的体重还是有限制的），这就说明，相对较高的光电转化设备已经在展现，如果在此同时能提高接收光照的时间的话，效果定然更好。

本系统设计通过光照检测，最终达到系统能自动识别光照方向，实现自动调整，始终跟踪太阳光；至于加载高性能的太阳能电池板对系统进行供电，暂时不作扩充，但是本设计的最终目的在于配合太阳能电池板的使用，提高光能的使用效率。

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。

太阳位置自动追踪系统的设计

太阳位置自动追踪系统的设计摘要：随着太阳能利用技术的进步，太阳能系统的效率和功率输出已经成为人们关注的焦点。

为了最大程度地提高太阳能系统的效能，太阳位置自动追踪系统应运而生。

本文将介绍原理以及实现方法，并对其应用前景进行谈论。

一、引言太阳能是一种清洁、可再生的能源，具有丰富的资源和宽广的利用前景。

然而，太阳能的效率受多种因素影响，其中太阳的位置是重要的影响因素之一。

传统的太阳能系统通常接受固定的安装角度来抓取太阳的光照，但因为太阳的位置在不息变化，这种固定角度的安装方式无法充分利用太阳能资源。

因此，对于提高太阳能利用效率至关重要。

二、原理原理基于太阳在天空中的运动规律。

太阳每天从东方升起，经过正午后逐渐西沉，最后在西方落下。

太阳位置自动追踪系统通过测量太阳的方位角和高度角，实时调整太阳能系统的朝向角度，以保持最佳的光照接见效果。

详尽而言，太阳位置自动追踪系统包含三个主要组成部分：太阳位置传感器、控制算法和驱动装置。

太阳位置传感器通常接受光电二极管或CCD摄像头来感知太阳的方位角和高度角。

控制算法负责依据传感器测量的太阳位置信息计算出太阳能系统的朝向角度，并将结果传递给驱动装置。

驱动装置依据控制信号调整太阳能系统的朝向角度，以实现太阳自动追踪。

三、太阳位置自动追踪系统的实现方法1. 太阳位置传感器的选择：太阳位置传感器是太阳位置自动追踪系统的核心组件，其准确度和响应速度直接影响系统的性能。

传感器的选择要思量其测量范围、灵敏度、抗干扰能力等因素，以满足太阳位置测量的要求。

2. 控制算法的设计：依据太阳位置传感器测量的太阳位置信息，控制算法需要能够快速准确地计算出太阳能系统的朝向角度。

控制算法可以接受传统的PID控制方法或更高级的模糊控制、神经网络控制等方法，以实现最优的追踪精度和响应速度。

3. 驱动装置的选型：驱动装置依据控制信号调整太阳能系统的朝向角度，常见的驱动装置包括电动驱动装置和液压驱动装置。

太阳能自动追光系统的设计设计

目录摘要. (1)关键词. (1)Abstract . (1)Key words . (1)引言. (2)1 太阳能自动追光系统总体设计方案. (3)1.1 太阳运行的规律. (3)1.2 跟踪器机械执行部分比较选择. (3)1.3 本课题的机械设计方案. (5)1.4 跟踪方案的比较选择. (6)1.5 本设计的跟踪方案. (8)2.1 太阳能自动追光系统机械设计方案. (8)2.2 齿轮的选择. (8)2.3 底座的设计. (10)2.4 中心轴的选择. (11)2.5 轴承的选择. (11)2.6 抗风性分析. (12)3 控制系统设计. (13)3.1 系统总体结构. (13)3.2 光电转换器. (14)3.3 步进电动机. (14)3.4 单片机及其外围电路. (16)3.5 系统的流程图. (19)4 系统软件流程及调试. (20)4.1 主控制模块的软件设计. (20)4.2 光电跟踪模块程序设计. (21)4.3 视日运动轨迹跟踪模块程序设计. (23)4.4 实验观察数据分析. (23)5 结论. (24)参考文献. (26)致谢. (27)太阳能自动追光系统的设计机械电子工程专业学生韦忠爽指导老师侯建华摘要：目前，太阳能利用装置的放置位置大多是固定不变的，而一天当中太阳与太阳能利用装置的相对位置是时刻变化的，这也就无法保证太阳能利用装置时刻受到阳光直射，从而使太阳光能的利用率大大降低。

为了提高太阳能的利用率，设计一种循日追光系统，使太阳能利用装置最大限度的利用太阳光能。

本文对太阳能跟踪系统进行了机械设计和自动跟踪系统控制部分设计，机械部分分设计主要是通过步进电机1步进电机2的共同工作实现对太阳的跟踪；控制部分设计是基于单片机的自动控制系统，采用光电检测追踪模式，配合机械装置使系统更加稳定，提高了系统的追踪精度。

关键词：太阳能；循日追光；步进电动机；单片机The Design of Automatic Tracking SystemStude nt majori ng in Mecha ni cal and electrical engin eeri ng Li YanTutor Hou Jia nhuaAbstract: At present, the solar energy utilization device placed most of the position is fixed ,but the sun and solar energy utilization of the relative position of the device is ever-changing in the day , this is to guarantee the solar energy utilization device moment is direct sunshine , so that the sun light energy utilizatio n greatly reduced .In order to improve the utilizati on rate of solar en ergy, desig n a system of solar tracking, to make solar energy utilization device maximum use of the sun light energy .The solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed. The mechanical part design is to realize the sun tracking through the joint work of stepper motor1and stepper motor 2; the control part desig n is the automatic con trol system based on sin gle chip, using photoelectric detect ion track ing mode, with the mecha ni cal device to make the system more stable, improve the system track ing accuracy.Key words: Solar Energy ；Solar Tracking ；Stepper Motor ；SCM引言随着经济发展和社会进步，自然资源被人为的任意开发和利用，面临枯竭的境地，人类的生活环境在大量自然资源使用过程中面临巨大的威胁，由于人类对自然资源的需求越来越高，因此，寻找可替代的新能源成为当务之急。

基于STC8F单片机的太阳能自动追踪控制系统设计

文章编号:1007-757X(2020)12-0072-04基于STC8F单片机的太阳能自动追踪控制系统设计谭建斌，班群，郑亚，冯泽君(佛山职业技术学院电子信息学院,广东佛山528137)摘要：针对传统的自动追踪控制系统没有考虑一天之内太阳的位置不断变化，太阳光接受率实际上与受光面的位置相关，而忽略了太阳运行规律，导致切换追踪模式时的计算存在极大误差的问题，设计了基于STC8F单片机的太阳能自动追踪控制系统#在硬件方面，设计STC8F单片机作为系统中的连接电路，设计光电检测电路和自动控制电路进行位置追踪；在软件方n，根据太阳运动规律，设计系统自动追踪控制模式，实现对太阳能的自动追踪#实验结果：与两种传统追踪控制系统相比，此次设计的自动追踪控制系统，在计算太阳位置时的误差最小，最贴近实际值#由此可见，基于STC8F单片机设计的系统，更加适合自动追踪太阳能光照位置#关键词：STC8F单片机；太阳能自动追踪控制系统；太阳运行规律；追踪模式中图分类号：TM615文献标志码：ADesign of Solar Energy Automatic Tracking Control SystemBased on STC8f Single Chip MicrocomputerTAN Jianbin,BAN Qun,ZHENG Ya,FENG Zejun(School of Electronic Information,Foshan Polytechnic,Foshan528137,China)Abstract:The traditional automatic tracking control system does not consider the changing position of the sun in a day.In fact, thesunlightacceptancerateisactua l yrelatedtothepositionofthelightreceivingsurface!butthetraditionaldesignignores thesunoperationlaw!whichleadstoagreaterrorofthetracking modeincalculation Asolarautomatictrackingcontrolsys-tem based on STC8F single-chip microcomputer is designed.In the hardware part,STC8f microcontroller is used as the connection circuit of the system,photoelectric detection circuit and automatic control circuit are designed to track the sun position；in thesoftwarepart!accordingtothelawofsolarmotion!theautomatictrackingcontrolmodeofthesystemisdesignedtorealize theautomatictrackingofsolarenergy Experimentalresultsshowthatcomparedwiththetwotraditionaltrackingcontrolsys-ems!the designed automatic tracking control system has the sma l est error in calculating the sun position!which is closest to theactualvalue It can be seen that the system based on STC8f is more suitable for automatica l y tracking the position of solar energyKeywords：STC8f single chip microcomputer；solar energy automatic tracking control system；solar operation law；tracking mode0引言为了缓解能源资源短缺问题，光伏发电技术逐渐发展,并成为主流技术，为国家和社会的发展提供更加先进的技术支持。

太阳能自动跟踪系统设计

图2.1 系统控制框图
3 详细设计
3.1 单片机概述
单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器CPU(Central processing unit)。随机存储器RAM（Random access memory）。只读存储器ROM（Read only memory）。中断系统、定时器/计数器以及I\O（Input/output）接口电路等主要微型机部件集成在一个芯片上。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了计算机系统的属性。为此，称它为单片微型计算机SCMC（Single chip micro computer），简称单片机。单片机主要应用与控制领域，用以实现各种测试和控制功能，为了强调起控制属性，也可以把单片机称为微控制器MCU（Micro controller unit）。在国际上，“微控制器”的叫法似乎更通用一些，而在我国则比较习惯用“单片机”这一名称。单片机在应用时，通常是处于控制系统的核心地位并融入其中，即以嵌入的方式进行使用，为了强调其＂嵌入＂的特点，也常常将单片机称为嵌入式微控制器EMCU（Embedded micro controller unit）。在单片机的电路和结构中，有许多嵌入式应用的特点。
（4）信息和通信产品方面.信息和通信产品的自动化和智能化程度很高，这当然离不开单片机的参与，例如计算机的外部设备和自动化办公设备中，都有单片机在其中发挥着作用。
（5）军事装备方面。科技强军、国防现代化离不开计算机，在现代化的飞机、军舰、坦克、大炮、导弹火箭和雷达等各种军用装备上，都有单片机深入其中。
3.1.4单片机基础
根据控制应用的需要，可以将单片机分成为通用型和专用型两种类型。通用型单片机是一种基本芯片，他的内部资源比较丰富，性能全面且适用性强，能覆盖多种应用需要。用户可以根据需要设计成各种不同应用的控制系统，即通用单片机有一个在设计的过程，通过用户的进一步设计，才能组建成一个以通用单片机芯片为核心再配以其它外围电路的应用控制系统。然而在单片机的控制应用中，有许多时候是专门针对某个特定产品的，例如电度表和IC卡读写器上的单片机等。这种应用的最大特点是针对性强而且数量巨大，为此厂家常与芯片制造商合作，设计和生产专用的单片机芯片。由于专用单片机芯片是针对一种产品或一种控制应用而专门设计的，设计时已经对系统结构的最简化，软硬件资源利用的最优化，