双轴跟踪

双轴太阳能自动跟踪装置是一种通过自动跟踪太阳的位置来提高太阳能发电效率的装置。

它可以根据太阳的位置自动调整太阳能电池板的角度和方向，以最大化吸收太阳能的效果。

这种装置在太阳能发电系统中具有广泛的应用场景，下面将详细介绍一些应用场景。

1. 大型太阳能发电站大型太阳能发电站通常由大面积的太阳能电池板组成，为了最大化吸收太阳能的效果，需要使用双轴太阳能自动跟踪装置来调整太阳能电池板的角度和方向。

这种装置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，使其始终面向太阳，从而提高太阳能电池板的发电效率。

2. 农业温室大棚在农业温室大棚中，太阳能发电系统通常被用来为温室大棚提供电力和照明。

为了提高太阳能发电系统的发电效率，可以使用双轴太阳能自动跟踪装置来调整太阳能电池板的角度和方向，以最大化吸收太阳能的效果。

这样不仅可以提高太阳能发电系统的发电量，还可以降低温室大棚的能耗成本。

3. 太阳能热水器太阳能热水器是一种利用太阳能发热水的设备，为了提高太阳能热水器的能源利用率，可以使用双轴太阳能自动跟踪装置来调整太阳能热水器的太阳能集热器板的角度和方向，以最大化吸收太阳能的效果。

这样可以提高太阳能热水器的热水产量，为用户节约能源成本。

4. 太阳能驱动的户外设备在一些需要使用太阳能驱动的户外设备中，如太阳能驱动的水泵、太阳能驱动的灯具等，为了提高设备的能源利用率，可以使用双轴太阳能自动跟踪装置来调整太阳能电池板的角度和方向，以最大化吸收太阳能的效果。

这样可以提高设备的工作效率，延长设备的使用寿命。

5. 太阳能充电器在户外活动或者紧急情况下，太阳能充电器是一种非常便捷的充电设备。

为了提高太阳能充电器的充电效率，可以使用双轴太阳能自动跟踪装置来调整太阳能电池板的角度和方向，以最大化吸收太阳能的效果。

这样可以缩短设备的充电时间，提高设备的充电效率。

双轴太阳能自动跟踪装置在太阳能发电系统、农业温室大棚、太阳能热水器、太阳能驱动的户外设备和太阳能充电器等多个领域都有广泛的应用场景，可以提高太阳能设备的效率和能源利用率，为用户节约能源成本，具有非常重要的意义。

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。

跟踪支架研究报告跟踪支架研究报告一、引言跟踪支架是太阳能发电系统中的重要组成部分，其主要功能是将太阳能组件定位在最佳太阳辐射位置，以最大程度提高电能的输出。

随着太阳能发电行业的快速发展，对跟踪支架的研究与应用也变得越来越重要。

本研究报告旨在对跟踪支架的研究现状进行概述，并对未来的发展方向进行展望。

二、跟踪支架的分类跟踪支架按照其运动方式和轴线的类型可以分为以下几类：单轴跟踪支架、双轴跟踪支架和光伏-热耦合跟踪支架。

1. 单轴跟踪支架：单轴跟踪支架可以分为水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪两种。

水平单轴跟踪支架的轴线与地平线垂直，可以根据太阳的位置旋转；倾斜单轴跟踪支架的轴线与地平线倾斜，可以根据太阳的高度角旋转。

水平单轴跟踪支架适用于大面积的平坦地形，而倾斜单轴跟踪支架适用于山地等复杂地形。

2. 双轴跟踪支架：双轴跟踪支架可以根据太阳的位置和高度角进行精确跟踪。

相较于单轴跟踪支架，双轴跟踪支架具有更高的跟踪精度和太阳能利用率。

3. 光伏-热耦合跟踪支架：光伏-热耦合跟踪支架在满足电能输出的同时，也可以利用太阳能产生热能。

这种跟踪支架可以将太阳能组件转换为电能和热能，提高能源利用效率。

三、跟踪支架的优势和挑战1. 优势：跟踪支架可以使太阳能组件始终保持在最佳的太阳辐射位置，提高电能的输出效率。

尤其是双轴跟踪支架，能够根据太阳的位置和高度角精确跟踪，能够最大程度地捕捉太阳能。

2. 挑战：跟踪支架的成本相对较高，需要额外的投资。

同时，跟踪支架在设计和制造过程中也面临一定的技术挑战，如结构强度、运动控制和防腐等方面。

四、跟踪支架的应用前景跟踪支架的应用前景非常广阔。

随着太阳能发电技术的发展和成熟，跟踪支架作为提高太阳能利用效率的关键技术之一，将在未来得到更多的应用。

尤其是在光伏-热耦合跟踪支架的研究与应用方面还有很大的潜力。

此外，随着清洁能源的推广，太阳能发电系统也将在更多领域得到应用，如农业、建筑、交通等。

跟踪支架作为太阳能发电系统的重要组成部分，其应用前景将与太阳能发电行业的发展水平紧密相关。

太阳能双轴跟踪控制系统工作流程太阳能是一种清洁、可再生的能源，近年来得到了广泛的应用。

然而，由于太阳能的收集效率与太阳的位置有关，因此需要使用太阳能跟踪系统来提高太阳能的收集效率。

太阳能双轴跟踪控制系统是一种高效的太阳能跟踪系统，下面将介绍该系统的工作流程。

一、系统结构太阳能双轴跟踪控制系统由以下几部分组成：1. 太阳能电池板：用于收集太阳能供电。

2. 电机和减速器：用于控制太阳能电池板的运动。

3. 传感器：用于检测太阳的位置和太阳能电池板的位置。

4. 控制器：用于控制电机和减速器的运动，使太阳能电池板始终面向太阳并跟随太阳运动。

二、系统工作原理太阳能双轴跟踪控制系统的工作原理如下：1. 传感器检测到太阳的位置。

2. 控制器接收传感器的信号，并计算出太阳能电池板需要转动的角度和方向。

3. 控制器控制电机和减速器的运动，使太阳能电池板始终面向太阳并跟随太阳运动。

4. 传感器不断检测太阳的位置，并向控制器发送信号，控制器根据信号调整太阳能电池板的位置。

5. 太阳能电池板始终面向太阳并跟随太阳运动，从而提高太阳能的收集效率。

三、系统优点太阳能双轴跟踪控制系统具有以下优点：1. 收集效率高：太阳能双轴跟踪控制系统可以使太阳能电池板始终面向太阳并跟随太阳运动，从而提高太阳能的收集效率。

2. 稳定性强：太阳能双轴跟踪控制系统可以根据传感器检测到的太阳位置进行实时调整，保证太阳能电池板始终面向太阳并跟随太阳运动，从而保证系统的稳定性。

3. 适应性强：太阳能双轴跟踪控制系统可以适应不同的地理位置和气候条件，从而适用范围广。

4. 节能环保：太阳能双轴跟踪控制系统使用太阳能作为能源，不产生污染物，具有良好的节能环保效果。

四、系统应用太阳能双轴跟踪控制系统可以广泛应用于太阳能发电、太阳能光热利用等领域。

例如，在太阳能发电中，太阳能双轴跟踪控制系统可以提高太阳能电池板的收集效率，从而提高发电量；在太阳能光热利用中，太阳能双轴跟踪控制系统可以调整太阳能集热器的位置，从而提高集热效率。

技术专题echnology topicsT太阳能双轴追踪系统Solar dual-axis tracking system徐海洲 王 菲 李子轩 李志刚辽宁科技大学电子与信息工程学院，辽宁 鞍山 114051摘要：太阳能是一种可再生能源，太阳能发电是当今一种普遍的发电方式，由于一天中太阳高度角不同，太阳能板的发电效率也随之改变，通过研究发现，太阳光线与太阳能光伏板的角度是影响太阳能发电效率的关键因素。

介绍了一种基于STM32开发板和双舵机控制的太阳能双轴追踪系统，该系统将逆向光源追踪算法和比例积分微分（proportional integral derivative，PID）控制算法相结合，具有提升太阳能发电效率、延长太阳能光伏板使用寿命以及提高土地利用率等优点。

关键词：光能发电；双轴追踪；逆向光源追踪中图分类号：TM615；TP277 文献标识码：A0 引言本文介绍了太阳能双轴追踪系统的控制方法，其能够实现对太阳光照的追踪，大大提高了发电效率，降低了环境污染和对资源的依赖。

该系统主要由机械部分和控制系统组成，其中机械部分包括舵机、光能传感器、太阳能光伏发电板和STM32F103C8T6最小系统板。

通过比例积分微分（proportional integral derivative ，PID ）控制算法计算摆放在4个方向的光能传感器传输的数据的差值，来判断太阳的方位。

通过逆向光源追踪算法，能够在太阳能光伏板密集区域实现光能的高效利用，并且有效减小热斑效应，延长太阳能发电板使用寿 命[1]。

该系统具有反馈速度快、运行时间短、制作成本低等优点。

1 研究背景及意义1.1　研究背景光伏发电的背景可以追溯到19世纪初，当时科学家发现某些材料在受到光照时会产生电流。

这个现象被称为光电效应，为光伏发电的研究奠定了理论基础[2]。

然而，直到20世纪中叶，才出现了真正可用的太阳能电池技术。

最早的太阳能电池是由硅材料制成的，其基于光照射到材料上时电子会受到激发而产生电流的原理。

单轴跟踪系统与双轴跟踪系统的比较/news/785.html时间:2011-12-12 08:34 来源:Powerway 点击:497 次太阳能作为一种清洁无污染的能源，发展前景非常广阔，已成为各国竞相开发的绿色能源。

但太阳能存在着密度低，间歇性，光照方向和强度不断随时间变化等问题。

传统的太阳能电池...太阳能作为一种清洁无污染的能源，发展前景非常广阔，已成为各国竞相开发的绿色能源。

但太阳能存在着密度低，间歇性，光照方向和强度不断随时间变化等问题。

传统的太阳能电池板大都采用固定式安装，即电池板固定在某个角度，不随太阳的位置变化而变化。

严重影响光电转化效率，据推算：如果光电系统与太阳光线角度存在25度偏差，就会因垂直入射的辐射能减少而使光伏阵列输出功率下降10%左右。

一年四季春夏秋冬，白天到晚上太阳的起落，太阳光线角度，时刻都在变化。

因此如何在随着光线角度改变电池面板角度，来提升光伏转换率，这就切入到我们主题，单轴跟踪系统与双轴跟踪。

本文将通过结构以及运动机构两者的不同点，还有不同纬度地区单轴及双轴跟踪的投资回报率做个比较。

单轴跟踪，顾名思义，即只有一个旋转轴，来改变电池板的位置角度，来达到太阳光线垂直于电池面板光射强度的最大化，从而提高光伏转化率。

单轴跟踪根据转轴的方位可以分为：水平单轴跟踪，倾斜单轴跟踪，竖直单轴跟踪。

如果按照运动机构动力执行件类型，以及传动系统类型又可以分为：电动推杆单体结构类型，电动推杆联动结构类型，回转减速器单体结构类型，回转减速器联动结构。

水平单轴斜单轴联动结构水平单轴单轴跟踪由电池板支撑系统，转轴梁，动力驱动系统，电动控制系统，中央监控系统等组成。

水平跟踪适合在纬度低于30度的地区内使用，可以提高20%-30% 的发电量斜单轴跟踪以及垂直单轴跟踪适合在纬度高于40的区域使用，可以提高25%-35%的发电量。

双轴跟踪，顾名思义，是指具备两个方向的旋转轴。

这样电池板可以在太阳的方位角，以及高度角上同时跟踪太阳。

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。

题目：光伏发电太阳能电池板双轴伺服控制系统研究一、题目说明1、双轴跟踪的基本原理双轴跟踪又可以分为两种方式：极轴式全跟踪和高度----方位角式全跟踪。

极轴式全跟踪原理如图1.1所示，太阳能设备的能量转换部分的一轴指向地球北极，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。

工作时太阳能设备的能量转换部分所在平面绕极轴运转，其转速的设定与地球自转角速度大小相同方向相反用以跟踪太阳方位角：反射镜围绕赤纬轴作俯仰转动是为了适应太阳高度角的变化，通常根据季节的变化定期调整养第轴图1.1极轴式跟踪高度角---方位角式太阳跟踪方法又称为地平坐标系双轴跟踪，其原理如图 1.2所示。

太图1.2高度---方位角式全跟踪阳能设备的能量转换部分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。

工 作时太阳能设备的能量转换部分根据太阳的视日运动绕方位轴转动改变方位角，绕俯仰轴作 俯仰运动改变太阳能设备的能量转换部分的倾斜角，从而使能量转换部分所在平面的主光轴 始终与太阳光线平行。

这种跟踪系统的特点是跟踪精度高，而且太阳能设备的能量转换部分 的重量保持在垂直轴所在的平面内，支承结构的设计比较容易。

2、光伏发电系统光电板自动跟踪系统的原理太阳电池方阵的发电量与阳光入射角有关， 光线与太阳电池方阵平面垂直时发电量最大， 如果改变入射角，发电量将明显下降。

其基本原理与结构为：由 2台电动机和减速机分别构成 方位角转动机构和高度角转动机构，光电传感器与太阳能电池板方阵平面垂直安装。

随着光 线方向的细微改变，传感器失衡，引起系统输出信号产生偏差，达到一定幅度时，方向开关 电路启动，执行机构开始进行纠正，使光电传感器重新达到平衡，即太阳能电池板方阵平面 与光线构成90度角而停止转动，并完成一次调整周期。

如此不断地调整，时刻沿着太阳的运 行轨迹追随太阳，构成一个闭路负反馈系统，实现了跟踪功能。

该系统不需设定基准位置， 跟踪器永远不会迷失方向。

双轴跟踪机构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解双轴跟踪机构的概念、原理及分类；2. 学生能够掌握双轴跟踪机构的数学模型及其运动学、动力学特性；3. 学生能够了解双轴跟踪机构在工程领域的应用及发展趋势。

技能目标：1. 学生能够运用数学知识分析双轴跟踪机构的运动轨迹；2. 学生能够运用CAD软件设计简单的双轴跟踪机构；3. 学生能够通过实验操作，验证双轴跟踪机构的性能及优化方法。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械设计及自动化领域的兴趣，提高探究精神；2. 学生树立正确的工程观念，认识到双轴跟踪机构在国民经济发展中的重要性；3. 学生在团队协作中培养沟通、交流、合作的能力，增强集体荣誉感。

课程性质：本课程为高二年级机械设计基础课程，旨在让学生了解双轴跟踪机构的基本知识，提高学生的实际操作能力。

学生特点：高二学生在数学、物理等学科基础上具备一定知识储备，具备初步的自主学习能力和动手操作能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养创新意识和实践能力。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题中，为未来的学习和工作打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 双轴跟踪机构的基本概念与分类：介绍双轴跟踪机构的工作原理、结构特点及分类方法。

对应教材第二章第一节。

2. 双轴跟踪机构的数学模型：讲解双轴跟踪机构的运动学、动力学建模方法，分析其主要参数对性能的影响。

对应教材第二章第二节。

3. 双轴跟踪机构的运动轨迹分析：运用数学知识，分析双轴跟踪机构的运动轨迹，探讨优化方法。

对应教材第二章第三节。

4. 双轴跟踪机构的设计与CAD软件应用：介绍双轴跟踪机构的设计方法，结合CAD软件进行实例演示。

对应教材第二章第四节。

5. 双轴跟踪机构的性能验证与优化：通过实验操作，验证双轴跟踪机构的性能，探讨优化方案。

对应教材第二章第五节。

6. 双轴跟踪机构的应用及发展趋势：介绍双轴跟踪机构在工程领域的应用，展望其未来发展趋势。

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摘要：随着能源危机的深化和环境保护意识的增强，太阳能作为一种清洁可再生能源得到了广泛关注和应用。

太阳能发电系统中，太阳能电池板的跟踪器是提高发电效率的重要组成部分。

本文设计并研究了一种太阳能双轴自动跟踪系统，通过对其结构、原理、控制算法和实验测试的分析，验证了其良好的跟踪性能和高效的发电能力。

关键词：太阳能；双轴自动跟踪系统；发电效率；控制算法1. 引言太阳能作为一种绿色、清洁、可再生的能源，受到了广泛的关注和应用。

然而，太阳能电池板在没有跟踪系统的情况下，其发电效率会受到太阳高度角和方位角的限制，造成太阳能的浪费。

因此，研究并设计一种高效、稳定的太阳能双轴自动跟踪系统具有重要意义。

2. 太阳能双轴自动跟踪系统的结构和原理太阳能双轴自动跟踪系统主要由电机、转轴、太阳能电池板和控制系统等组成。

其原理是通过不同天文数据和传感器的反馈，实时测量太阳位置，并通过控制系统将太阳能电池板按照最佳角度面向太阳，以提高发电效率。

3. 控制算法设计与实现为了实现太阳能双轴自动跟踪系统的高效工作，本文采用了基于PID控制算法。

该算法通过测量太阳位置与目标角度的偏差，计算出控制信号，通过电机驱动系统实现太阳能电池板的跟踪运动，并实时校准参数以提高系统的稳定性和精度。

4. 实验测试与结果分析为了验证太阳能双轴自动跟踪系统的性能，进行了一系列实验测试。

结果表明，该系统具有优异的跟踪性能和高效的发电能力。

与不同太阳能电池板跟踪方式相比，本系统的发电效率提高了20%以上，能更好地吸收和利用太阳能。

5. 总结与展望本文设计并研究了一种太阳能双轴自动跟踪系统，通过对其结构、原理、控制算法和实验测试的分析，验证了其良好的跟踪性能和高效的发电能力。

然而，目前还存在一些问题，如成本高、零部件寿命较短等。

因此，未来的研究方向包括提高系统的稳定性、降低成本、延长零部件寿命等，以进一步推动太阳能双轴自动跟踪系统的应用和发展综上所述，本文设计并研究了一种基于太阳能双轴自动跟踪系统，通过对其结构、原理、控制算法和实验测试的分析，验证了其良好的跟踪性能和高效的发电能力。

一、实习背景随着我国能源结构的调整和新能源产业的快速发展，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到了越来越多的关注。

太阳能光伏发电技术以其高效、环保、无污染等特点，成为新能源领域的重要发展方向。

然而，传统的太阳能光伏发电系统存在发电效率低、能源利用率不高等问题。

为了提高太阳能光伏发电系统的发电效率，双轴跟踪系统应运而生。

本实习报告主要介绍了双轴跟踪系统的设计、原理及在实际应用中的效果。

二、实习目的1. 了解双轴跟踪系统的基本原理和设计方法；2. 掌握双轴跟踪系统的硬件和软件设计；3. 分析双轴跟踪系统在实际应用中的效果；4. 培养实际工程应用能力和创新能力。

三、实习内容1. 双轴跟踪系统原理双轴跟踪系统主要由两个轴组成：方位轴和俯仰轴。

方位轴负责控制太阳能电池板在东西方向上的旋转，以跟踪太阳的方位角；俯仰轴负责控制太阳能电池板在南北方向上的旋转，以跟踪太阳的高度角。

通过精确控制两个轴的旋转，使太阳能电池板始终垂直于太阳光线，从而提高发电效率。

2. 硬件设计（1）控制系统：采用STC89C51单片机作为控制核心，负责接收传感器信号、处理数据、控制电机驱动器等。

（2）传感器：采用光敏电阻作为光强传感器，用于检测太阳光强度；采用陀螺仪和加速度计作为姿态传感器，用于检测太阳能电池板的角度。

（3）电机驱动器：采用步进电机驱动器，用于驱动两个轴的旋转。

3. 软件设计（1）初始化：设置单片机的工作模式、初始化传感器参数等。

（2）数据采集：读取传感器数据，包括光强、角度等。

（3）数据处理：根据传感器数据，计算太阳能电池板的角度偏差，并调整电机驱动器输出脉冲，使太阳能电池板跟踪太阳。

（4）系统自检：定期检查系统运行状态，确保系统稳定可靠。

4. 实际应用效果通过实际测试，双轴跟踪系统在晴天条件下，太阳能电池板的发电量比固定安装提高了约30%。

在阴雨天或夜间等光线不足的条件下，系统自动停止跟踪，降低能耗。

四、实习体会1. 通过本次实习，我对双轴跟踪系统的原理和设计方法有了深入的了解，提高了实际工程应用能力。

光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计与应用摘要：为了提高光伏阵列吸收太阳辐射能量的能力，目前国内外大多数研究主要集中在最佳倾角固定安装和传感器跟踪装置。

光伏阵列最佳倾角固定安装成本最低，但由于太阳光入射角的变化，光伏阵列不能高效吸收太阳辐射能量，性价比较低。

自动跟踪装置随时根据太阳的运行轨迹调整阵列表面角度，在相同的辐照条件下吸收比固定安装方式更多的太阳辐射能量。

但由于太阳能发电系统的长期工作、气候条件的多变性、复杂性，使传感器分辨率降低，导致电动机经常性动作，浪费电能，造成系统损坏，降低了发电效率。

关键词：光伏发电；自动跟踪；控制通常，光伏电池板用于捕获太阳辐照度。

但是，从一个固定的面板中提取的能量，在一整天内，是不能达到最大的，这是由于光伏板的静态排列限制了能量利用。

为了在一天中获得最大的发电量，需要设计一种太阳自动跟踪装置，能对太阳光线实施随时跟踪，使得太阳光线能与光伏电池方阵始终保持垂直。

太阳能跟踪常用的方法有两种：视日跟踪和光电跟踪。

视日跟踪是根据光伏发电装置所在位置的经度、纬度、日期等信息，计算出一天中不同时段太阳位置信息，并存储在控制器的存储芯片中光，通过当天不同时刻太阳的位置数据而进行跟踪的方式。

光电跟踪则是利用光电传感器来采集太阳光信号，将光线传感器输出的模拟量电压信号通过模数转换，使用单片机或ＰＬＣ等来驱动光伏电池板实现实时追踪太阳光。

一、光伏发电1、光伏电池。

太阳能光伏发电主要通过光伏电池进行光能和电能之间的转化，通过 PN 结的电场效应产生电能。

当前光伏电池的种类很多，制作工艺也有很多种，光伏电池的发电效率随着太阳光谱分布、太阳光强度及电池自身温度等的变化而不断变化。

2、光伏发电的优点。

光伏电池是以 PN 结半导体为主，在地球上拥有丰富的半导体制作原材料——硅，因此光伏发电与传统的发电设备相比，有以下优点：（1）太阳能非常丰富，取之不尽，用之不竭，在当前看来，太阳能是一种可以“无限”使用的可再生免费能源。