太阳能追踪装置的结构设计
光伏发电系统中的跟踪装置设计与控制
光伏发电系统中的跟踪装置设计与控制随着能源危机和环境保护意识的不断提高，太阳能作为清洁能源的代表，正越来越受到人们的重视。
光伏发电系统作为利用太阳能进行发电的一种方式，已经被广泛应用于各个领域。
在光伏发电系统中，跟踪装置的设计与控制起着至关重要的作用。
一、跟踪装置的概念和作用在光伏发电系统中，跟踪装置是指可以根据太阳的位置实时调整太阳能电池板的角度和方向，使电池板能够始终朝向太阳，最大限度地接收太阳能，并转化为电能的装置。
跟踪装置的作用是提高太阳能电池板的转换效率，增加发电量。
二、跟踪装置的设计原理1. 光敏传感器光敏传感器是跟踪装置的核心组成部分之一，用于检测太阳的位置和强度。
常用的光敏传感器有光电二极管、硅光电池等。
传感器将通过测量太阳的位置和强度，向控制系统发送信号，以实现跟踪装置的调整。
2. 控制系统跟踪装置的控制系统根据光敏传感器的反馈信号，调整太阳能电池板的角度和方向。
控制系统可以采用单片机或者PLC等设备，通过程序控制定时器、电机和气动系统等，实现对太阳能电池板的精确控制。
3. 组件选择和机械结构设计跟踪装置的成功与否还与组件选择和机械结构设计密切相关。
组件选择需要考虑太阳能电池板的大小、重量、建筑环境等因素，选择合适的材料和电机。
机械结构设计需要考虑转动平稳性、风荷载、抗震性等因素，确保跟踪装置的稳定性和可靠性。
三、跟踪装置的控制策略1. 零误差控制策略零误差控制策略是指让太阳能电池板与太阳完全一致的策略。
通过精确测量太阳的位置和强度，并实时调整太阳能电池板的角度和方向，使其始终与太阳保持完美对齐。
这种控制策略通常适用于精密的光伏发电系统，如太阳能航天器等。
2. 模糊控制策略模糊控制策略是指根据太阳的位置和强度，采用模糊的控制规则进行调整。
模糊控制器将太阳的位置和强度与预设的模糊规则进行匹配，根据匹配结果调整太阳能电池板的角度和方向。
这种控制策略适用于一般的光伏发电系统，可以在一定程度上提高发电效率。
太阳能光追踪结构
太阳能光追踪结构
太阳能光追踪结构是一种用于优化太阳能光伏系统性能的技术，旨在实现太阳能电池板随着太阳的运动而调整其方向，最大程度地吸收阳光并提高能源转化效率。
以下是一些常见的太阳能光追踪结构：
1.单轴追踪系统：单轴追踪系统根据太阳在天空中的运动，沿着一个单一轴线进行调整。
通常有水平和竖直两种类型。
水平单轴追踪系统使太阳能板在水平面上转动，而竖直单轴追踪系统则使其在竖直面上旋转。
2.双轴追踪系统：双轴追踪系统通过两个轴线，通常是水平轴和竖直轴，对太阳能电池板进行精确的定位。
这种系统可以更准确地跟踪太阳在天空中的位置，提供更高的能源收集效率。
3.极轴追踪系统：极轴追踪系统是双轴追踪系统的一种变体，其轴线设置与地球的极轴垂直。
这种结构通常需要更复杂的机械设计，但可以在不同地理位置获得更一致的性能。
4.经纬度追踪系统：这种结构根据太阳在天空中的位置以及设备所在地的经纬度信息，进行精确的调整。
这种系统考虑到地理位置的差异，可以更好地适应不同区域的日照条件。
5.光学追踪系统：光学追踪系统使用反射镜或透镜来聚焦阳光，并将其集中在太阳能电池板上。
这种结构可以降低系统的复杂性，提高光能利用率。
6.无机械追踪系统：无机械追踪系统通过利用材料的光学特性，如光学膜或透明液体，实现太阳能电池板的光追踪，避免了传统机械追踪系统的一些问题，如机械磨损和能耗。
这些太阳能光追踪结构的选择取决于系统的需求、成本预算和所
在地区的日照条件。
不同的结构在提高太阳能电池效率、降低能源成本以及促进可再生能源的使用方面各具优势。
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是一种清洁、可再生的能源，越来越多的人开始关注和使用太阳能发电系统。
太阳能发电系统中，太阳能电池板的角度对能量转换效率影响很大。
为了使太阳能电池板能够始终面向太阳，保持最佳角度，研究和设计太阳能双轴自动跟踪系统是非常必要的。
首先，系统设计方面。
太阳能双轴自动跟踪系统主要由太阳能电池板、运动控制系统和传感器系统组成。
太阳能电池板负责转换太阳能为电能，是整个系统的核心部件。
运动控制系统根据传感器系统实时采集到的太阳位置数据，控制太阳能电池板的角度调整。
传感器系统包括光敏传感器和方位传感器，负责检测太阳的位置并将数据传输到运动控制系统。
在太阳能双轴自动跟踪系统的研究中，需要考虑以下几个问题。
首先是数据采集问题。
传感器系统需要实时采集太阳的位置数据，以便运动控制系统进行调整。
传感器系统应该具备高精度、快速响应的特点，以确保数据的准确性和系统的灵敏度。
其次是运动控制问题。
运动控制系统需要精确地控制太阳能电池板的角度调整，以达到最佳转换效率。
运动控制系统应该具备稳定性和高精度的特点，以确保太阳能电池板能够准确地跟踪太阳的位置。
此外，系统的安全性和稳定性问题也需要考虑。
例如，对于极端天气条件下的系统运行，系统应该具备抗风、抗雨和抗震能力。
太阳能双轴自动跟踪系统的研究还可以从以下几个方面展开。
首先是材料和结构的研究。
太阳能电池板的材料和结构对于系统的效率和稳定性有着重要影响。
通过研究和优化太阳能电池板的材料和结构，可以提高系统的效率和稳定性。
其次是算法和控制的研究。
根据实时采集到的太阳位置数据，运动控制系统需要精确地计算调整角度，并控制太阳能电池板的运动。
通过研究和优化算法和控制策略，可以提高系统的精度和响应速度。
综上所述，太阳能双轴自动跟踪系统的设计与研究非常重要。
通过合理设计系统的结构和算法，并优化材料和控制策略，可以提高太阳能发电系统的转换效率和稳定性。
这将对太阳能发电系统的普及和应用起到积极的促进作用，推动可持续能源发展。
太阳能自动跟踪装置设计
太阳能自动跟踪装置设计摘要随着能源需求的不断增长和传统能源的禁限，太阳能作为一种可再生，环保且无限可用的清洁能源显得越来越重要。
但是由于其发电量受到日照角度的影响，因此需要设计一种能够自动跟踪太阳光线的装置，以最大化太阳能电池板的能量输出。
本文设计了一种太阳能自动跟踪装置，并对其原理、结构、控制系统以及实验结果进行了分析和评价。
实验结果表明，本文设计的太阳能自动跟踪装置可以有效提高太阳能电池板的能量输出，同时具有结构简单、节能环保等优点。
关键词：太阳能，自动跟踪，电池板，能量输出AbstractWith the continuous increase of energy demand and the limitations of traditional energy, solar energy as a renewable, environmentally friendly and unlimited clean energy is becoming more and more important. However, sinceits power generation is affected by the angle of sunlight, it is necessary to design a device that can automatically track solar rays in order to maximize the energy output of solar panels. In this paper, a solar automatic tracking device is designed, and the principle, structure, control system and experimental results are analyzed and evaluated. The experimental results show that the solar automatic tracking device designed in this paper can effectively improve the energy output of solar panels, and has the advantages of simple structure, energy saving and environmental protection.Keywords: solar energy, automatic tracking, solar panel, energy output.1.引言随着环保意识的提高和可再生能源需求的不断增长，太阳能作为一种非常重要的清洁能源被广泛应用于各个领域。
自动跟踪太阳智能型太阳能系统设计
图书分类号：密级：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。
太阳光线自动跟踪装置解决了太阳能利用率不高的问题。
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。
第一，机械部分设计：机械结构主要包括底座、主轴、齿轮和齿圈等。
当太阳光线发生偏离时，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，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。
第二，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，将两个完全相同的光敏电阻分别放置于一块电池板东西方向边沿处下方。
当两个光敏电阻接收到的光强度不相同时，通过运放比较电路将信号送给单片机，驱动步进电机正反转，实现电池板对太阳的跟踪。
关键词太阳能；跟踪；光敏电阻；单片机；步进电机AbstractHuman being is seriously threatened by exhausting mineral fuel, such as coal and fossil oil. As a kind of new type of energy sources, solar energy has the advantages of unlimited reserves, existing everywhere,using clean and economical .But it also has disadvantages ,such as low density,intermission,change of space distributing and so on.These make that the current series of solar energy equipment for the utilization of solar energy is not high. In order to keep the energy exchange part to plumb up the solar beam,it must track the movement of solar.In this paper, the solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed.First, the mechanical part is designed.Mechanical structure mainly includes the main spindle, stepping motors, gears and gear ring, and so on. When the sun's rays has a deviation, small gear are rotated by stepper motor according to the control signal from MCU. And the large gear and main spindle is rotated by small gear in order to track to achieve the level direction.At the same time, another small gear is rotated by another stepper motor according to the control signal.And the large gear and the solar panels are rotated by the small gear in order to track to achieve the vertical direction. Solar is tracked by the two stepper motors together.Second, control system part is designed.Control system mainly includes the sensors part, stepper motor, MCU system and the corresponding external circuit, and so on. Photoelectric detection system is used to track solar. Sensors use photosensitive resistance. The two same photosensitive resistances were placed in east and west direction of the bottom edge .When the two photosensitive resistances received different light at the same time, the signal from comparison circuit is sent to MCU in order to rotate stepping motors.Keywords Solar energy Tracking Photosensitive resistance SCM Stepping motor目录1绪论 (I)1.1课题来源 (I)1.2课题背景 (I)1.2.1能源现状及发展 (I)1.2.2我国太阳能资源 (I)1.2.3目前太阳能的开发和利用 (II)1.2.4太阳能的特点 (II)1.3课题研究的目的 (II)1.4研究课题的意义 (II)1.4.1新环保能源 (II)1.4.2提高太阳能的利用率.................................................................................................... I II 1.5太阳能利用的国内外发展现状.......................................................................................... I II 1.6太阳追踪系统的国内外研究现状...................................................................................... I V 1.7论文的研究内容. (V)1.8论文结构 (V)2太阳能自动跟踪系统总体设计 (V)2.1太阳运行的规律 (V)2.2跟踪器机械执行部分比较选择.......................................................................................... V I2.2.1立柱转动式跟踪器........................................................................................................ V I2.2.2陀螺仪式跟踪器 (VII)2.2.3齿圈转动式跟踪器 (VII)2.2.4本课题的机械设计方案 (VIII)2.3跟踪方案的比较选择 (VIII)2.3.1视日运动轨迹跟踪........................................................................................................ I X2.3.2光电跟踪........................................................................................................................ I X2.3.3视日运动轨迹跟踪和光电跟踪相结合........................................................................ X I2.3.4本设计的跟踪方案 (XII)3机械设计部分 (XIII)3.1太阳能自动跟踪系统机械设计方案 (XIII)3.2第一齿轮转动计算 (XIII)3.2.1材料选择 (XIII)3.2.2尺寸计算 (XIII)3.2.3校核计算..................................................................................................................... X IV3.2.4齿根弯曲疲劳强度验算 (XV)3.3第二齿轮转动计算 (XVII)3.3.1材料选择 (XVII)3.3.2尺寸计算 (XVII)3.3.3校核计算 (XVII)3.3.4齿根弯曲疲劳强度验算............................................................................................. X IX 3.4轴瓦校核计算.. (XX)3.4.1大轴瓦校核计算 (XX)3.4.2小轴瓦校核计算 (XXII)3.5键联接计算.................................................................................................................... X XIV3.5.1主轴与大齿轮的键联接.......................................................................................... X XIV3.5.2小轴与齿圈的键联接 (XXV)3.5.3步进电机1输出轴与小齿轮1的联接 (XXV)3.5.4步进电机2输出轴与小齿轮2的联接 (XXV)3.6抗风性分析.................................................................................................................... X XVI3.6.1底座上螺钉校核...................................................................................................... X XVI3.6.2轴校核...................................................................................................................... X XVI 4自动跟踪系统设计............................................................................................................. X XVII 4.1系统总体结构............................................................................................................... X XVII 4.2光电转换器.. (XXVIII)4.2.1光电转换电路 (XXVIII)4.3单片机及其外围电路.................................................................................................... X XIX4.3.1 AT89C51单片机...................................................................................................... X XIX4.3.2外围电路.................................................................................................................. X XXI 4.4步进电动机及驱动电路............................................................................................... X XXII4.4.1步进电动机介绍..................................................................................................... X XXII4.4.2步进电机的主要特性............................................................................................. X XXII4.4.3步进电机的选择 (XXXIII)4.4.4驱动电路 (XXXIV)4.5系统的实现 (XXXV)4.5.1光敏电阻光强比较法 (XXXV)4.5.2光敏电阻光强比较法的工作过程 (XXXVI)4.5.3系统的流程图...................................................................................................... X XXVII 5结论.. (XXXIX)5.1结论 (XXXIX)5.2展望 (XXXIX)致谢.............................................................................................................................................. X L 参考文献.................................................................................................................................... XLI 附录1 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。
简易太阳能跟踪装置
简易太阳能跟踪装置一.引言太阳能是已知的最原始的能源，它干净、丰富、可再生，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且不稳定，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，太阳能自动跟踪装置的设计为解决这一难题创造了可能，从而大大提高了太阳能的利用率。
一般来说，跟踪太阳能的方法可概括为两种方式：光电跟踪法和根据视日运动轨迹跟踪。
根据太阳在一天之内的运动轨迹跟踪的优点是能够全天候实时跟踪，缺点是误差较大，且编写的软件程序应根据四季的变迁与太阳运行轨迹变化不断进行修改和优化，较为麻烦和繁琐。
而光电跟踪是由光电传感器件根据入射光线强弱变化产生反馈信号到计算机或单片机，然后计算机或者单片机运行程序调整采光板的角度实现对太阳能的跟踪。
光电跟踪的优点是灵敏度高、智能化、结构设计较为方便；对软件稍加调整和优化便可一劳永逸。
所以本设计采用光电跟踪法。
将光电传感器接收到的信号经单片机处理之后控制两个步进电机的转动从而控制采光板在水平和俯仰两个自由度的旋转，以实现对太阳的几乎全方位的跟踪！该系统适用于各种需要跟踪太阳的装置。
二.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，系统主要由光信号的接收与转化、信号处理电路、单片机控制核心、功放电路、双轴步进电机方位限位等部分组成。
跟踪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。
太阳能自动跟踪装置组成框图三．定位模块太阳光线可以分解为两个分量，一个垂直于收集器表面，一个平行于收集器表面，只有前者的辐射能被收集器汲取。
具有保护功能的并联式太阳能跟踪装置结构设计
2021年8期科技创新与应用Technology Innovation and Application众创空间具有保护功能的并联式太阳能跟踪装置结构设计*罗嘉庆，张礼兵，董杭峰，毛张萍（嘉兴学院机电工程学院，浙江嘉兴314001）1概述从18世纪60年代开始，经历三次工业革命，人类对化石燃料的大规模使用已经造成严重的环境问题，因此，必须主动转变和改进传统的能源体系的构成。
太阳能发电是最具有前景、最为洁净、最为可靠以及高性能的能源，具有成本低，利用价值优良，无副作用等优点。
尤其是在居住分散以及较为偏远的地区，利用太阳能发电显得非常重要。
但要得到较高的集热温度，太阳能跟踪装置必须实时跟踪太阳，从已知的实验证明，在太阳能光电中，采用自动跟踪装置要比不采用时的接受率高37.7豫。
自动跟踪式太阳能发电装置包括机械式[1]、电子式[2]、光电跟踪[3]和GPS 定位跟踪[4]，而常用的跟踪装置一般都为机械式，其跟踪太阳精度是影响聚光效果的一个重要因素。
基于太阳能跟踪机构的机械特性，又可以将跟踪装置机构分为单轴跟踪[5]和双轴跟踪[6]。
目前，国内外学者已对单轴和双轴跟踪装置进行了大量的研究。
文献[7]通过设计和制作单轴式跟踪太阳能装置，并对其进行性能测试，得到了较好的实验效果。
而文献[8]提出了传统的单轴跟踪，采用南北轴水平放置、东西向跟踪和东西轴水平放置、南北向跟踪，聚光效率低。
双轴跟踪能控制复杂，成本高，耗电量大，系统维护费用高[9]。
并联机构是指动平台和静平台经过不少于两个彼此独立的运动链相连接，具有两个或者两个自由度以上，并且利用并联方法驱动的一种闭环控制机构，相比较于单轴和双轴机构，其具有刚度大、承载能力强、误差无累计等特点，并且现有的单轴或者双轴跟踪装置，其大多数不能调节太阳能板的高度，仅仅只能改变太阳能板的角度，在恶劣天气的影响下，由于恶劣天气的原因，始终展开的太阳能板会造成损坏，为了避免恶劣天气对光伏发电装置造成的影响，一种可调节太阳能板高度的保护机构显得尤为重要。
太阳能自动跟踪机械执行装置的设计
太阳能自动跟踪机械执行装置的设计[摘要] 本文旨在设计制作一种双轴光伏自动跟踪机械执行装置。
该执行装置能够实现水平方向270°、俯仰180°旋转，并具有自锁和限位功能，可使太阳能电池板对太阳的自动跟踪。
设计中充分考虑传动精度、抗风性能以及传动效率等因素。
[关键词] 太阳能自动跟踪双轴机械执行装置引言近年来能源短缺问题成为世界各国必须面临的世界性难题，开发新的能源是目前的一个热点，太阳能的开发和使用是一个正在发展的重要方向。
包括太阳能热水器、太阳灶、太阳能电池发电等。
目前，太阳能电池的成本相对较高而转化成电能的效率又太低，限制了太阳能发电的使用。
目前的大部分太阳能收集装置是静止的，而太阳是有规律的运动的，无法保证太阳能电池始终正对太阳，这在一定程度上影响了太阳能的采集效率。
有研究者做过试验，采用太阳能跟踪装置可提高太阳能的采集效率约30%。
目前我国太阳能自动跟踪系统的研究集中在控制部分，忽略了机械传动装置的传动效率、精度等对系统性能的影响，从而造成执行部件消耗功率过大，甚至于跟踪精度达不到设计要求。
1.总体设计1.1传动方案目前，太阳能自动跟踪系统的机械执行装置的传动方式很多，主要有蜗轮蜗杆、链传动、齿轮传动、齿轮齿条传动等。
研究表明，这些传动机构具有各自特点，如链传动空间不够紧凑，链条的铰链磨损使节距变大造成脱节，安装和维护要求较高，传动效率较低,容易出现误差积累；齿轮传动能保证瞬时传动比恒定、平稳性高、传递运动准确可靠、传递的功率和速度范围较大、结构紧凑、可实现较大的传动比、传动效率高、使用寿命长、制造和安装要求较低；涡轮蜗杆具有自锁功能、传动比大、传动平稳、结构紧凑。
图1 阳能自动跟踪系统机械执行装置结构原理图1-箱体；2-弹性挡圈；3-电池板支架；4-销；5-法兰；6连接板；7，15-大齿轮；8-螺栓；9-底座；10，12-小齿轮；11-涡轮蜗杆减速器；13-轴；14-涡轮蜗杆减速器；16，18-电机；17-垫块本装置采用两级传动，一级传动实用齿轮传动，二级传动才用涡轮蜗杆传动。
太阳能跟踪系统追日装置的设计与实现
“太阳能跟踪系统追日装置”旳设计与实现摘要：本追日装置是由STC51单片机、光敏三极管和云台等构成闭环控制系统，重要构成模块有主控模块、光能检测模块和云台控制模块。
在日照环境下，通过光能检测模块比较各方位日照强度，控制云台转动，使光能检测模块正对光源，实现追日功能。
本装置具有高效、简易旳特点，能应用于太阳能领域，以提高太阳能旳转换效率。
关键词：单片机，感光模块，云台控制The design and implementation of“Solar Tracking System”Zhang zhe Wen yi Yu hai(Science and Technology Innovation Center of Electrician and Electron, HuaZhong University of Science and Technology, WuHan 430074) Abstract：The Silversun device was made from STC51 MCU, PTZ composed of photosensitive transistor, and closed-loop control system.The main component modules are main control module, light detection module and PTZ control module.Meanwhile ,through light detection module to compare sunshine intensity and control PTZ rotation, it can devote to the device being in line to the light ,whichreaches the eternal function. This device has high efficiency, simple features, which can be applied to solar energy, to enhance solar energy conversion efficiency.Key Words：Microcontroller Unit, hotosensitive module, PTZ一、总体方案设计与论证1.方案旳设计与选择方案一：设计一种二维电机转动装置，通过单片机来控制两个电机旳转动，以实现对任意方向旳跟踪。
太阳自动追踪器设计
太阳自动追踪器设计二章太阳能电池板的自动寻光电路2．1寻光元件光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。
当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。
一般光敏电阻器结构如图2.1所示。
根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、图2.1 光敏电阻器结构硒化镉光敏电阻器等，用于探测紫外线。
红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。
锑化铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、科学研究和工农业生产中。
可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。
主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。
2．2 电压比较元件2.2.1 LM358 双运算放大器概述LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358 的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。
2.2.2 LM358特性✓内部频率补偿✓直流电压增益高(约 100dB)✓单位增益频带宽(约 1MHz)✓电源电压范围宽：单电源(3—30V); 双电源(±1.5 一±15V)✓低功耗电流，适合于电池供电✓低输入偏流✓低输入失调电压和失调电流✓共模输入电压范围宽，包括接地✓差模输入电压范围宽，等于电源电压范围✓输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)图2.2 LM358引脚图2.3 继电器工作原理2.3.1继电器（relay）的工作原理和特性当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。
智能型太阳能跟踪系统设计
2.IARM微处理器
本文选用微控制器LPC2290oLPC2290是一个基于实时仿真和嵌入式跟踪的16/32位ARM7TDMbS(ARM芯片 )CPU的微控制器，对代码规模有严格控制，可使用16位Thumb模式将代码规模降低超过30%而性能的损失却很小 ［3］。由于LPC2290的144脚封装、极低的功耗、2个32位定时器、8路10位模数转换器(analog-todigitaiconverter,ADC)>脉宽调制输出(puIsewidthmoduIation,PWM)以及多达9个外部中断使它们应用得非常广泛。 并通过外部存储器接口，可将存储器配置成4组，每组容量高达16MB,共64MB0因此，LPC2290高性能的 ARM7CPU内核和丰富的片上外设，可使系统设计简化，并大幅降低系统成本。
图3LPC2290与SST39VF160的连接
3)电源电路。电源电路主要为微控制器、外围器件以及控制系统中所用到的其他芯片提供工作电源。由于采用 的ARM微控制器为LPC2290,而它具有独立的模拟电源和数字电源，为降低出错几率，模拟电源和数字电源应该隔 离。因此接入的220V电源经滤波后分为2路：一路作为步进电机驱动器工作电源；一•路经整流后为系统提供+5V和 +15V电源。微控制器的2组电源在+5V的基础上经过一个电压调节器分别输出+3.3V和+1.8Vo
智能型太阳能跟踪系统设计
智能型太阳能跟踪系统设计
在主动式跟踪太阳能热发电系统中，要求计算太阳位置以实现跟踪，提高发电效率。对于开环控制的太阳能跟 踪系统，太阳位置的计算精度尤为重要。采用水平-俯仰双轴坐标系统，利用32位嵌入式微处理器，以步进电机作为 执行机构，提出了基于程控跟踪和光电跟踪相结合的复合跟踪方式，并采用太阳位置计算系统，减小计算误差，提 高跟踪精度。该跟踪装置是一种能根据不同地理位置和时间自动计算太阳运行参数，通过光电检测构成反馈回路， 实现在不同环境下自动跟踪的智能型跟踪装置。
课程设计(太阳能跟踪器)
= 2π ×
= 104.7rad/s
Fφ
2
Bdηω
=
5000 × 0.001 × 0.001 0.1 × 0.1 × 0.018 × 104.7
= 0.26
半径间隙 δ = φr = 0.001 × 0.1 ∕ 2 = 50 × 10 m 临界雷诺数 Rℯ = 41.3 轴承雷诺数 1 ρ = 41.3 1 0.001 = 1306
1、太阳能跟踪器的现状 现阶段的太阳能跟踪器主要的工作方式有以下几种； 1）.压差式太阳能跟踪器 压力差式跟踪器的原理是：当入射太阳光发生偏斜时，密闭容器的两侧受光面积不同，会产 生压力差，在压力的作用下，使装跟踪器重新对准太阳。根据密闭容器内所装介质的不同， 可分为重力差式，气压差式，和液压式。该机构结构简单，制作费用低，纯机械控制，不需 电子控制部分及外接电源。但是，该机构只能用于单轴跟踪，精度很低。 2）.控放式太阳跟踪器 控放式太阳能跟踪器在太阳能接收器的西侧放置一偏重，作为太阳光接收器向西的转动力， 并利用控放式自动跟随装置对此动力的释放加以控制，慢慢释放此转动力，使太阳光接收 器向西偏转运动。该机构成本低廉，纯机械控制，不需电子控制部分及外接电源。但是该机 构不能自动复位，不能满足昼夜更替之后的跟踪需求，除非另外加复位机构；而且该跟踪器 只能用于单轴跟踪，精度低。 3).时钟式跟踪器 时钟式跟踪器是一种主动式的跟踪器，有单轴和双轴两种形式。其控制方法是定时法：根据 太阳在天空中每分钟的运动角度，计算出太阳光接收器每分钟应转动的角度，从而确定出 电动机的转速，使得太阳光接收器根据太阳的位置而相应变动。其特点是电路简单，但由于 时钟累积误差不断增加，系统的跟踪精度很低；同时需外接电源，日夜不停的运转，浪费能 源。 4）. 比较控制式太阳跟踪器 利用光敏电阻在光照时阻值发生变化的原理， 将四个完全相同的光敏电阻分别放置于太阳光 接收器的东南西北方向边沿处。如果太阳光垂直照射太阳能电池板时，东西（南北）两个 光敏电阻接收到的光照强度相同，所以它们的阻值完全相等，此时电动机不转动。当太阳光 方向与电池板的法线有夹角时， 接收光强多的光敏电阻阻值减小， 信号采集电路可以采集到
太阳能自动跟踪机械装置
A—A1-支座；2-支柱；3-电池板支架；4-销轴；5-减速箱体；6、15-主轴；7-丝杆；8-横支架；9、18-电机；10-减速器；11-铰链；12、13-齿轮；14-连接轴；16-蜗轮；17-蜗杆1．东西方向跟踪在减速箱体5内安装由电机18、齿轮12、13、蜗轮16、蜗杆17构成的传动机构。
齿轮13固定在连接轴14中部，连接轴通过轴承安装在减速箱体上，蜗轮16固定在主轴6的上端，主轴通过轴承安装在减速箱体上，主轴的下端固定在支座1上，支柱2的下端固定在减速箱体上，支柱2的上端通过销轴4与电池板支架连接。
电机18通过齿轮12、13带动蜗杆17转动，并带动减速箱体、电池板支架转动，完成东西方向的跟踪。
2．南北方向跟踪支柱2上设置一个横支架8，横支架8端部铰接一个减速器10，减速器中设有蜗杆（图中未画出）与电机9相连，蜗杆与设在减速器中的蜗轮啮合，蜗轮中心设有螺孔与丝杆7连接配合，丝杆7的一端通过铰链11与电池板支架连接。
电机9通过蜗轮蜗杆、丝杆螺孔机构，带动电池板支架转动，完成南北方向的跟踪。
俯仰跟踪控制。
动力源电机1通过联轴器7带动蜗杆8与蜗轮9啮合运动,蜗轮9与齿轮10同轴,经过齿轮10与11的啮合运动,带动与齿轮11同轴的支架12转动,从而实现与支架12固接的硅光电池板13达到仰俯运动跟踪的目的。
周转跟踪控制。
动力源电机6通过联轴器5带动蜗杆4与蜗轮3啮合运转,从而带动与蜗轮3同轴固联的上箱2实现周转运动,因仰俯控制的传动机构都装在上箱2内,从而达到硅光电池板周转运动跟踪的目的。
两轴分别由两个电机控制，图a表示电机1输出轴连接固定在转台上的减速器1输入轴，减速器1输出轴连接小齿轮，大齿轮固定，当电机转动时驱动小齿轮绕着大齿轮做行星转动，带动转台做回转运动以跟踪太阳方位角。
图b表示高度角传动关系，电机2固定在转台上的减速器2输入轴，减速器1输出轴连接小齿轮带动大齿轮旋转跟踪太阳高度角。
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。
太阳能电池板自动追踪系统的设计
太阳能电池板自动追踪系统结构设计1目录1.课程项目任务书 (3)2.项目选题构思 (4)2.1选题的背景依据 (4)2.2 方案的分析 (4)2.3项目规划 (4)3.项目整体设计 (5)4.项目运行 (5)4.1三维设计图 (5)4.2实物设计 (8)4.3 整体调试 (8)5．总结与体会 (9)21.课程项目任务书本学期开展可编程控制系统设计与实现课程项目，是为了培养学生运用专业知识解决实际应用的能力，进一步加强一般控制系统的安装调试技能训练，引导学生进行项目任务要求分析及项目实施工作方法选择，建立创新意识、激发其对专业学习兴趣和热情，培养学生团队的工作作风。
2.项目选题构思2.1选题的背景依据目前对于能源大多行业还在使用传统的煤炭，电能等，而现在据国务院印发的“十四五”节能减排综合工作方案的通知可以明确看出未来的能源市场会被新型的绿色能源所据，太阳能无疑是非常好的选择，但是现在的太阳能收集装置大多都是靠着大的占地面积才能收集到能源，因为太阳会随着时间偏移，使得收集能量的效率大幅降低，这对于将太阳能运用到生活中无疑是不小的缺陷，同时在操作太阳能板块时操作不规范将会导致不小的能量损失，而本次项目的设计灵感无疑是由此产生的。
2.2 方案的分析我们先设计电路，进行仿真，然后再使用三维软件搭建结构。
我们在实物的顶端全方面安装的光敏电阻，连接到arduion主板，在电脑上使用的arduion软件进行编程，同时配对适应的步进电机，光敏电阻发出信号至主板，主板根据编程带动步进电机，使太阳能板可以精准的收集太阳能，同时因为可运动的结构使得需要的占地面积得到减少，可以大幅度的提高能力的收集率。
2.3项目规划3.项目整体设计本设计采用Arduino Nono来实现控制，用光敏电阻传递信号，本项目用到了两个步进电机，一个来控制控制横向运动，一个控制纵向运动。
利用光敏电阻接收信号，根据光敏电阻的信号。
4.项目运行4.1三维设计图机械三维装配图如图4.1-4.2所示。
太阳能自动跟踪装置设计报告
吉林铁道职业技术学院电子制作职业技能大赛（论文）题目太阳能自动跟踪装置设计参赛人姓名王志会张卫国朱峰所在系电气工程系指导教师陈冬鹤完成时间2013年5月26日吉林铁道电子制作职业技能大赛设计报告题目：太阳能自动跟踪装置设计主要内容、基本要求等：◆主要内容：加强大学生动手操作能力，促进集体荣誉感。
◆基本要求：1，利用单片机控制实现太阳能电池板随着太阳（光源）的位置变化而调整自身相应的姿态，以达到太阳光能的最佳利用。
2，实现一定的姿态控制精度。
3，以低成本、低功耗完成设计并实现目标电路的组装。
◆主要参考资料：电路基础、电工技术、电子手工焊接、单片机原理及应用、传感器原理与应用。
完成日期：2013年5月26日指导教师：陈冬鹤实验组组长：王志会2013年 6 月 5 日课题名称太阳能自动跟踪装置设计指导教师陈冬鹤组别第四组组员姓名王志会张卫国朱峰课题来源：设计目的：掌握单片机、电机拖动及传感器等基本工作原理，根据任务要求能够设计出简单的自动控制电路。
为了达到方便、准确而又不耗费人力资源的情况下，制作一个人工智能电子产品---- 太阳能自动跟踪装置设计。
设计要求：1，能够实现利用太阳能电池板随着太阳角度而随时转变，从而实现太阳能电池板一直照向太阳。
2，能够实现一定的精度控制要求。
设计特色：利用TRCT5000对系统进行自定位，以达到最佳演示效果。
任务完成的阶段内容及时间安排：1，2013年5月初，构思方案，设计和论证，若有问题和指导老师沟通，完成方案的设计，进行该设计的程序编写及电路的制作；2，2013年5月中旬，完成对太阳能自动跟踪装置的设计、调试并与指导老师汇报自己的设计进展；3，2013年5月末制作出作品，调试成功后交由指导老师验收成果太阳能自动跟踪装置研制目的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，太阳能光伏发电是改善生态环境、提高人类生存质量的绿色能源之一，但由于传统太阳能板方向固定，受光时间有限。
太阳光照自动跟踪装置机械设计与开发
太阳光照自动跟踪装置机械设计与开发摘要：太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。
尽管相继研究出了一系列的太阳能设备，如太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能电池等，但对太阳能的利用还远远不够，究其原因，主要是利用率不高。
就现有的太阳能装置而言，如何最大限度地提高太阳能的利用率，仍是国内外学者的研究热点。
自动跟踪装置的稳定性、精度等性能间接影响了太阳自动跟踪装置的成本。
目的是将此系统应用在小型光伏发电设备或其它所需太阳收集装置上，这将使光伏发电行业发生很大的变革。
关键词：太阳能；自动装置；照射1 研究背景为了应对当前化石燃料的危机，应逐步改变能源结构。
太阳能作为一种可再生资源，具有清洁度高、资源潜力大、可持续利用等优点，现已为各国争相开发利用。
但由于太阳能存在空间分布不均、间歇性大的特点，因此其利用率一直较低，不能大面积推广应用。
提高太阳能利用有两种方案：一是提高太阳能的能量转换率；该方案需要研究材料的性能，也就是要研究太阳能电池材料，目前的太阳能电池都是用硅材料做的，其能量转换效率较低，并且成本较高，难以普及，因此用该方案来提高太阳能转换率难度较大。
二是提高太阳能的接受效率；该方案可以用现有的技术来解决，实现相对简单，太阳自动跟踪系统是目前提高太阳能接受率的有效方法。
太阳自动跟踪指在太阳光照射过程中，太阳能板的采光面与太阳光线始终垂直，在有限的面积内获得更多的太阳辐射能量。
若采用的跟踪方式不同，其太阳的能量接受率也不同。
实验证明，具有太阳光线自动跟踪装置的比固定角度安装的太阳能利用率要高30%以上。
2 研究目的和意义精确的太阳自动跟踪装置可以根据太阳在一天中不同时刻的变化，在俯仰和水平方向上自动调节太阳能采光板，使太阳能采光板始终垂直太阳的入射光，充分接受太阳能。
就目前的高精度自动跟踪装置来说，由于成本较高，只适用于一些航天、军事、科研单位方面的应用，并不能够普及推广。
侧拉式太阳能跟踪装置设计
Ｓ ｏ ｔｗａ ｆ ｒ ｅ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
一
侧拉式太阳能跟踪装置设计
刘 强
（ 英利新能 源有 限公 司 ，河北保 定 ０ ７ １ ０ ０ ０）
摘 要 ：太 阳能是全球公认 的最佳清洁型能 源，如何 更好 的利 用好 太阳能 已成为世界 各 国科研人 员研 究的重点。 现在 ，影响太 阳能完成光伏发 电最大 的因素就是光 电的转换成本过 高的 问题 ，而且发 电量 的波动 过大 ，这就导致 了 无法远 距 离的输送 。如 果使 用 自动跟踪 系统就可 以使 太阳能的发 电时 间延长 ，还会 有效降低发 电量产生波动 ，控制 太 阳能 的发 电成本 ，使 太 阳能发 电的技术 获得 更 大的发展 空 间。本 文在 单片机控制 太阳能跟踪 器的研 究基础上 ．完 成 了全新的机械设计 ，以单片机进 行控 制 完成的单轴跟踪 器，也就是￣ ｊ ， ４ ｅ 式太阳能跟踪 装置设计 。
关 键 词 ：侧 拉 式 ：太 阳 能 ；跟 踪 装 置
中图分 类号 ：Ｔ Ｋ ５ １ ３ ． ４
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ６ ７ ４ — ７ ７ １ ２（ ２ ０ １ ４ ） １ ２ — ０ １ ８ ０ — ０ １
能够提高发电量，可以降低发 电的成本和 电网的波动，但是附加 电力的消耗如果大于 了跟踪产生的电能，那么跟踪器也就毫无 意义了。所 以，一定要解决能量消耗 的问题 ，由于跟踪器处于户 外的工作环境 ， 很容易受到大风或者雨雪的天气影响，首先，就 是要保证跟踪器的稳定性 ， 对跟踪器制造的成本也要重点考虑， 定要满足了能量消耗与稳定使用前提下 ，使系统成本的回收 时期大于使用 的寿命，才 能证明跟踪器 的性价比。可见 ，跟踪 技术一定要解决相关问题 ，才能实现推广和应用 ，只有选择开 发成本不 高，能量消耗少的跟踪器才是主要的开发方 向 。 三 、侧 拉式 太 阳 能跟 踪 装置 的设 计 使用 单片机远程 控制跟踪 ，通 过光敏跟踪配 合，以混合 的单轴跟踪系统使跟踪 的精度有效提高 ，还 能简化模型，完成 了全 自动 的跟踪。以一维驱动进行太阳能 自动 的跟踪系统设计 工作 ，既能减少元器件，还能使硬件系统简化 ，有效 降低成本。 软件 以简单时间进行控制，以中天坐标完成定位 ，这样可 以使 程度 的设计得到简化 ，按照时间完成 电机转速与方向，而且光 电敏传感器可以完成 同步的校准 ，既能跟踪太阳的位 置，还能 有效抵抗狂风和暴雨的袭击，成为跟踪的传递轴 。可见，中心 轴具有十分重要的作用 ，而光伏 电站一般建于户外，在 自然环 境 的考验之下，要使跟踪器保证正常的工作 ，就要使机械结构 保持稳定性， 而侧 拉式太阳能跟 踪装置的设计克服 以往的不足 ， 有 以下几点创新 。 （ １ ）把 中心的支撑功能进行分解 ； （ ２ ） 把杠杆原理应用于太阳能的跟踪系统设计 中，将杠杆分解转轴 承受到载荷于跟踪 时完 成水 平跟 踪推动力； （ ３ ）通过三点完 成平面或者直线与一点，有效解决了阳光的采集器在平面稳定 性； （ ４ ）对风暴 与冰雹 的预 防设计，可 以使驱动力减小，使 能耗降低 ，还能转动机制 ， 在融化 ，全 世界各地 的 自然 灾 害也在频 繁的发生着 ，现阶段 的人类生存环 境 已经 受到 了 很严 重的威胁 。人类对 于矿物能源 已经过度 开发与 利用，工 业和汽 车排放 大量二氧化 碳与二氧化 硫 ，对环 境造成 了严重 的污染 。人类对 资源过度 的开发与利 用使生存 的环境受 到破 坏还 导致 了能源 危机 的出现 。如何 开展节 能减 排 ，使 国家保 持可持 续发展 已成为 当前 的重要任 务，一定要 寻找 出一 种可 再生 的能源 来代 替石油 、煤 炭、天然气 等常规 资源 ，也 成为 解 决气体排 放也解 决能源危 机的重要 途径 。开 发太 阳 能进 行 发 电虽然 有很 多的优势 ，同时， 因为太 阳 能量 的密度低 ，太 阳能的 能量连续 接收差 ，还 会受到季 节、昼夜 等影响 ，太 阳 能的转化效率不高而且造价极 高，使光伏发 电无法普及 。 太 阳 能跟 踪 技 术 发 展 的 现 状 太 阳能光伏发 电有着十 分重要 的意义 ，但 是现 阶段 的太 阳能光伏发 电转换成 本极高 ，而且发 电量 的波动 很大 ，并不 方便 完成远距 离 的输送 。跟踪信 号产生 既有主动 、被动和混 合 ，根据旋转轴 个数还 可 以分 成单轴跟踪 与双轴跟 踪 。主动 双轴 的跟踪 的设计 由单片机完 成系统 的控 制，而开 始就要设 定好跟踪 的时间与停止的时间 ， 通过Ｃ Ｐ Ｕ 发 出信号 ， 完 成跟 踪 。 设计 手动的 开关 可 以方 便维修 ，通 过人为 实现 太 阳能的 电池 板调整 ，可以提高跟踪的精度 ，还 能提 高发 电量 …。 自动跟踪 系统既 能延长太 阳能的发 电时间 ，还 能增加发 电量 ，使 发 电量 波动得 到有效 的控 制 ，还 能使 太 阳能的发 电 成本 降低。可 以说，太 阳能的跟踪 系统可 以有 效降低光 伏 的 电价 ，可见 ，只有 设计 出具有高效 而节能 ，具 有低成本 太 阳 能的 自动跟踪 系统，才能使光伏发 电取得最 大的发展前景 。 二 、 太 阳 能 跟 踪 技 术 的 问题 太 阳能跟踪系统一般要考虑 以下几个方面的因素，在跟踪 的精度上 、系统 的成本上 、实 际的耗 电量上及后期的维护上都 会产生大量 的费用 ，所 以，只有对 跟踪系统做 出科学 的评价 ， 才能考 虑好各方面。例 如：单轴跟 踪系统可 以实现远 比固定的 安装得到更高太 阳辐射的利用率，而且这种系统在成本上和耗 电量上 的消耗都极低 ，而且在后期的维护上也十分 的方便。而 双轴跟踪 系统可 以实现最大程度 的利用太阳能的辐射能量 ，而 且在 自动化 的程度上较高， 只不过控制比较复杂， 而且成本过高， 耗 电量也过大，在后期的系统维护上费用也过高 Ｊ 。 主动跟踪的优 点是 实现全天 的正常工作，缺点是有着很大 的累积误差 ，而且这种误差通过 自身是很难消除的。而被动跟 踪优点可 以以反馈 通过 自身 的努力将误差消除掉，不 过如果云 层较多的情况工作就会发生不稳定的情况 ，而跟踪的精度 大多 要依靠光敏传感器精度上，而混合控制可 以把两者优点结合起 来，还能克各缺点，可以实现被动传感器的跟踪，一旦出现云层 阻挡太阳后，控制系统就 可以转变成主 动跟 踪，将主动与被动 形成互相交替的混合控制，达到最佳控制的效果。不过，混合控 制系统的成本过高，尤其对 于光伏发 电，使用跟踪系统后 ，虽然
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毕业设计(论文)太阳能追踪装置的结构设计THE STRUCTURE DESIGN OF SOLAR TRACKING DEVICES图书分类号： 密 级：XXX学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：日期：XXX学位论文版权协议书本人完全了解XXX关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归XXX所拥有。
XXX有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本影本和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。
XXX可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要我们现在使用的能源大部分是煤炭等化石能源。
但是随着时间的增长，天然气、煤炭、石油是非再生能源，濒临枯竭。
而且会产生环境污染的问题，当我们面临这种状况时，我们更应该开发并使用可再生资源。
太阳作为自然界的一种天然可再生能源，它的优秀特点有：散布领域广、储量无限以及清洁没有污染，它的开发和利用已经成为再生资源的开发的热点，是人类最为理想的替代品。
其中最为重要的问题是我们怎么样才能快速地提高太阳能使用效率。
当太阳能效率的提高后我国能源利用也会相应的受到影响，它对我国的可持续发展有很大的作用，也对资源节约型和环境友好型社会的形成有很大的帮助。
当我看到太阳能利用效率时，我就觉得这个设计应该选择太阳能自动跟踪装置，使得太阳能板能够时刻对着太阳光线，让这个跟踪装置最大限度的发挥太阳能的作用。
这个装置是由一个名为单片机控制的自动跟踪系统，在考虑了某一个地方的经纬度或者光照强度等因素后，单片机会输出控制系统的一些相关數据，这样一来就可以控制電动机，与此同时也是由机械传动机构来让太阳能電池板能够对太阳光进行自动追踪的目的。
并且对该系统采用二维跟踪方式，以实现太阳能電池板东西方向和南北方向共同调整跟踪，从而使利用效率更高、跟踪精度更高。
[关键字]：太阳能；自动跟踪；步进电机；二维运动。
AbstractThe energy we use today is mostly fossil energy, such as coal.. But with the increase of time, natural gas, coal, oil is non renewable energy, the verge of exhaustion. And the problem of environmental pollution, in which the development of renewable energy becomes more and more important.. Sun as the nature of a kind of natural renewable energy, its outstanding features are: the scattered fields, unlimited reserves and clean without pollution, its development and use has become the hotspot in regenerative resources development, is the ideal substitute for human beings.How to make the use of solar energy efficiency rapid and rapid growth has become the top priority of all issues. The improvement of solar energy efficiency will directly affect the energy utilization of our country, and directly affect the sustainable development of our country and have a lot of significance for the construction of the resource-saving and environment-friendly society.. Taking into account the utilization efficiency of solar energy, this design choice for solar automatic tracking device, the solar panels can constantly facing the sun light, let this tracking device to maximize the use of solar energy. The device is controlled by a single chip microcomputer automatic tracking system by latitude and longitude consider somewhere, light according to such factors as the strength, system is controlled by the microcontroller output data to control the motor and through a mechanical transmission mechanism to make solar panels to the sunlight automatic tracking purposes. And the system uses the two-dimensional tracking mode, in order to achieve the solar panel and the direction of the east-west direction and the direction of the common tracking, so that the use of higher efficiency, higher tracking accuracy.[Key words]：solar energy automatic track stepping motor two-dimensional movement.目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (1)1绪论 (1)1.1概述 (1)1.1.1能源使用的状况及未来发展情况 (1)1.1.2太阳能利用背景及意义 (2)1.2太阳能装置在国内外的研究状况及发展趋势 (2)1.3论文研究内容 (3)2 太阳能自动追踪装置的设计方案 (3)2.1 太阳围绕地转动的规律.................................. 错误!未定义书签。
2.1.1地平坐标系.................................... 错误!未定义书签。
2.1.2赤道坐标系.................................... 错误!未定义书签。
2.1.3太阳位置的确定................................ 错误!未定义书签。
2.2 太阳能自动跟踪装置性能分析............................ 错误!未定义书签。
2.3 太阳能跟踪方式的比较和选择............................ 错误!未定义书签。
2.3.1 跟踪方式的比较................................ 错误!未定义书签。
2.3.2 本课题跟踪方式的选用.......................... 错误!未定义书签。
2.4本章小结.............................................. 错误!未定义书签。
3 机械设计部分 (4)3.1 太阳能电池板及收放装置 (4)3.1.1太阳能电池板的设计 (4)3.1.2電池板收放装置的设计 (5)3.2 行星轮减速器的设计 (6)3.2.1齿形及精度 (6)3.2.2齿轮材料及性能 (6)3.2.3传动比分配 (7)3.2.4 第一级行星轮系设计 (7)3.2.5第二级行星轮系部分设计计算 (11)3.2.6 轴上部件的设计计算与校核 (16)3.3 水平方向角跟踪装置的设计 (19)3.3.1 蜗轮蜗杆减速器的设计 (19)3.4 俯仰角调节的装置设计 (27)3.5电机的选择 (28)3.5.1步进电动机 (28)3.5.2步进电机的主要特性 (29)3.5.3步进电机的选择 (30)3.6 底座的设计 (30)3.7 本章小结 (31)4 结论 (32)4.1总结 (32)4.2展望 (32)致谢 (33)参考文献 (33)1绪论1.1概述1.1.1能源使用的状况及未来发展情况能源是我们现在也是祖先、子孙后代生存和发展中不可缺少的基础，我们也可以这样理解，现在展现在我们面前的这样一个文明社会的形成与能源有紧密的联系。
如今像天然气、石油这种矿物燃料已经被很多国家使用，并将它们作为主要能源。
由于化石燃料变得越来越少加上全世界环境变差，世界各国人民越来越重视开发可循环再生能源和绿色新能源这项工作。
在以后可以预想到的很长时间中，天然气、石油、煤炭等一些矿石燃料仍然会在以后的生活中被人类主要使用，然而随着人们对风、太阳、地热、潮汐等一系列可再生能源的开发和利用的越来越重视，所以在整个能源消耗中这一系列的绿色可再生能源所占的比重也变得越来越多。
根据相关资料可以统计出在二十世纪九十年代的时候，全世界每年风力所发电的增长量为百分之二十七左右，太阳能所发的电内能增长百分之二十左右，与此同时例如煤炭、石油等化石燃料每年发电的增长量却仅有1.2%，通过这些数据资料我们也可以猜测在以后的几年中，绿色可再生能源在未来能源的使用比重的加大，它们和化石燃料使用机会的次数有很强的竞争性，因此也有利于结束大量使用化石燃料的局面。