极轴式太阳跟踪装置的设计

Ⅰ 跪求...基于51单片机自动跟踪阳光太阳能热水器控制系统的设计

你还真是挺执着的，呵呵。如果简单一点，可以通过时钟来控制，不过这个有误差，也需要频繁调试。最好的是光线跟踪和集热管移动分开来实现。用体积较小的光敏电阻（放置在金属管里面，类似枪管），加万向移动的马达支架来寻找最佳的角度；角度确定后再启动集热管移动的马达到此位置。移动频率可以设置为一小时移动一次，如果只是在水平方向上移动的话还是有点意义的，否则跟踪本身消耗的的能量太大，就得不偿失了。

Ⅱ 自制阳光导入装置：家里客厅没有光，能不能自制一套简易、可行、经济的装置，将阳光引入

要自制太阳光导入器可能有些困难，尤其要达到实用的程度，可能要利用一些半成品
首先我们要理解，光是走直线的，所以要利用光的折射、反射原理才能达成。
简单可分为三部分
1. 集光器: 利用光的折射、反射原理采集太阳光，面积越大光量越大，一般都会利用好几个甚或数百个菲尼尔透镜来提高采光量，如果要自制的话就可以用新型的汽车大灯壳来改造，但效果差很多；但如果要考虑早晚与四季的太阳直射角度就还要加装太阳光跟踪器，跟踪器内部的控制系统，会自动计算出太阳光采集面与太阳光的角度，从而跟踪太阳光，控制集光器接受太阳光照的角度，提高采光量。
2. 传导管:目前有1.光导管，用反射率很高的材料制成的圆管，将光线反射到您想要的位置，通常圆管的截面积只比集光器小一些(看集光器的设计)，体积很大很占空间，如果要自制的话，可用镜子(只能做成潜艇潜望镜的形式)或高亮度铝箔纸等材料。2.光纤，优点，体积小，可任意弯曲，但缺点是需要许多专业光学设备来支持，自己DIY可买LED光纤照明线与衔接的接口设备来使用。
3. 散射器:将传导进室内的光线散射出去，一般要增加散射角度，所以仍是半球体居多，自己DIY则可找高透光的雾面玻璃瓶罐，或利用高透光的雾面贴纸(像手机雾面的保护贴等)贴在可用的玻璃瓶罐上也行。
总之，要自己DIY达到堪用的程度很难，买一些半成品来组装才有实用价值。

Ⅲ 关于光伏跟踪的几个疑问

这个资料供参考：可能所问非所答

双轴跟踪优势
当今，利用太阳能发电已成为新能源利用的一种重要的方法。太阳能光伏组件阵列是实现光电转换的主要器件，光伏系统的发电量大小除与电池板功率和运行状况有关外，还与能量的转换效率有关，直接影响性能的好坏。因此太阳能光伏组件阵列的安装方式对太阳能发电系统的效率影响非常大。传统的太阳能光伏组件大都采用固定式安装，即电池板固定在支架结构上，不随太阳位置的变化而移动，这样的结果是将严重影响转换效率。据测算，如果系统与太阳光线角度存在25°的偏差，就会因垂直射入的辐射能减少而使光伏阵列的输出功率下降10%左右，这是因为太阳能光伏组件阵列的发电量与阳光光线入射角度有关，光线垂直与组件平面时光伏阵列接收到的太阳辐射量最大，其发电量最大。为了解决这一问题，太阳自动跟踪系统应运而生，采用太阳自动跟踪系统可在最大程度上保证电池组件与太阳光光线的始终垂直。
目前使用广泛的有三种太阳光伏自动跟踪系统，包括水平单轴跟踪、倾纬度角斜单轴跟踪和双轴跟踪，其中水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。三种跟踪系统采用的跟踪控制策略为主动式跟踪控制策略，通过计算得出太阳在天空中的方位，并控制光伏阵列朝向。这种主动式光伏自动跟踪系统能够较好的适用于多霜雪、多沙尘的环境中，在无人值守的光伏电站中也能够可靠工作。从跟踪是否连续的角度看，所研制的光伏自动跟踪系统采用了步进跟踪方式，与连续跟踪方式相比，步进跟踪方式能够大大的降低跟踪系统自身能耗。
下图是某地不同安装情况组件接收到的辐射强度（度/平方米/日）对比数据。
水平面 最佳倾角安装 水平单轴跟踪 倾纬度角斜单轴跟踪 双轴跟踪
一月 2.78 5.38 4.97 6.77 7.44
二月 3.79 5.95 5.88 7.46 7.75
三月 4.86 6.07 7.04 7.99 8.00
四月 5.90 6.20 8.27 8.61 8.70
五月 6.53 6.10 8.50 8.33 8.71
六月 6.35 5.67 7.90 7.51 8.03
七月 5.99 5.46 7.45 7.17 7.59
八月 5.66 5.62 7.47 7.54 7.73
九月 4.91 5.64 6.65 7.27 7.27
十月 4.08 5.74 5.77 7.06 7.16
十一月 2.92 5.13 4.76 6.39 6.75
十二月 2.32 4.65 4.19 5.79 6.45
年平均数 4.68 5.63 6.57 7.32 7.63

逐月数据比较

年平均值比较
从上表中可以知道,与水平相比,最佳倾角安装可提高发电量20.3%，水平单轴安装可提高40.3%，倾纬度角斜单轴跟踪可提高56.4%，双轴跟踪可提高63.3%。

Ⅳ 单轴和双轴太阳能跟踪器移动光伏板跟随太阳

当入射光线照射到垂直于面板平面的面板表面时，太阳能光伏板的转换效率最高。考虑到太阳是一个不断移动的光源，这种情况在固定安装的情况下每天只会发生一次!然而，一个被称为太阳能跟踪器的机械系统，可以用来不断移动光伏板，使其直接面对太阳。太阳能跟踪器通常会将太阳能电池阵列的发电量从20%提高到40%。

有许多不同的太阳能跟踪器设计，涉及不同的方法和技术，让移动光伏电池板紧紧跟随太阳。然而，从根本上讲，太阳能跟踪器可以分为两种基本类型:单轴和双轴。

一些典型的单轴设计包括:

典型的双轴设计包括:

使用“开环”控件可以粗略地定义跟踪器跟随太阳的运动。这些控件根据安装的时间和地理纬度计算太阳从日出到日落的运动，并开发相应的运动程序来移动光伏阵列。然而，环境负荷(风、雪、冰等)和累积的定位误差使开环系统随着时间的推移变得不那么理想(也不那么准确)。不能保证跟踪器确实指向控件认为应该指向的位置。

利用位置反馈可以提高跟踪精度，并有助于确保太阳能电池阵列实际定位在控制装置指示的位置，根据一天的时间和一年的时间，特别是在涉及强风、雪和冰的气象事件之后。

显然，跟踪器的设计几何和运动力学将有助于确定位置反馈的最佳解决方案。五种不同的传感技术可以用来为太阳能跟踪器提供位置反馈。我将简要描述每一种方法的独特优点。

1 倾角传感器

它们直接安装到PV阵列上，就阵列相对于地平线的“倾斜”提供直接反馈。倾角传感器的单轴跟踪器类似如图a和b以上,或“海拔”轴位置追踪器如图d,e,f。很明显,一个倾角传感器将没有价值一种追踪与图c。绝对位置保留——倾角传感器将准确地报告倾斜角。

2 接近传感器

这些是用来计数齿轮齿仰角或千斤顶螺钉或旋转回转环。根据具体设计的运动执行机构安装。位置数据(脉冲计数)必须保存在控制器中，因为接近传感器本身不知道角度或旋转位置。因此，传感器不提供绝对位置——它只报告基于感知目标存在/不存在的增量运动。尽管有这些缺点，接近传感器是许多跟踪应用程序最具成本效益的解决方案之一。

3. 旋转编码器

这些传感器和测量驱动电机或电机驱动直线执行机构的旋转，通常需要紧密地集成到执行机构本身的设计中。(例如，旋转编码器对于液压缸驱动的线性执行器就不是一个好的选择。)绝对多圈旋转编码器可以提供保留绝对位置数据的功能，并可以应用于任何仰角或旋转轴的跟踪类型以上所示。

4 感应旋转位置传感器

位置传感器直接安装到跟踪器仰角轴的旋转部件上，以感知旋转位置。他们是理想的单轴跟踪器类似如图a和b以上,或“海拔”轴的追踪器如图d,e, f。

5 超声波传感器

超声波传感器能够测量相对较长的距离，可以安装在跟踪框架上，并提供传感器与安装在地面或跟踪基座上的固定目标之间的距离反馈。太阳能电池板的倾斜角可以很容易地确定使用这个测量距离和一点。超声波传感器的方法还提供了准确的绝对位置信息。

Ⅳ 怎么做太阳能跟踪控制器控制

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，送至比较器输人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，而且调试十分简单，成本也比较低。

电路原理

电路原理图如图1所示，双运放LM358与R1、R2构成两个电压比较器，参考电压为VDD（＋12V）的1/2。光敏电阻RT1、RT2与电位器RP1和光敏电阻RT3、RT4与电位器RP2分别构成光敏传感电路，该电路的特殊之处在于能根据环境光线的强弱进行自动补偿。如图2所示，将RT1和RT3安装在垂直遮阳板的一侧，RT4和RT2安装在另一侧。当RT1、RT2、RT3和RT4同时受环境自然光线作用时，RP1和RP2的中心点电压不变。如果只有RT1、RT3受太阳光照射，RT1的内阻减小，LM358的③脚电位升高，①脚输出高电平，三极管VT1饱和导通，继电器K1导通，其转换触点3与触点1闭合。同时RT3内阻减小，LM358的⑤脚电位下降，K2不动作，其转换触点3与静触点2闭合，电机M正转；同理，如果只有RT2、RT4受太阳光照射，继电器K2导通，K1断开，电机M反转。当转到垂直遮阳板两侧的光照度相同时，继由器K1、K2都导通，电机M才停转。在太阳不停地偏移过程中，垂直遮阳板两侧光照度的强弱不断地交替变化，电机M转——停、转——停，使太阳能接收装置始终面朝太阳。4只光敏电阻这样交叉安排的优点是：（l）LM358的③脚电位升高时，⑤脚电位则降低，LM358的⑤脚电位升高时，③脚电位则降低，可使电机的正反转工作既干脆又可靠；（2）可直接用安装电路板的外壳兼作垂直遮阳板，避免将光敏电阻RT2、RT3引至蔽阴处的麻烦。

使用该装置，不必担心第二天早晨它能否自动退回。早晨太阳升起时，垂直遮阳板两侧的光照度不可能正好相等，这样，上述控制电路就会控制电机，从而驱动接收装置向东旋转，直至太阳能接收装置对准太阳为止。

安装调试

整个太阳能接收装置的结构如图2。兼作垂直遮阳板的外壳最好使用无反射的深颜色材料，四只光敏电阻的参数要求一致，即亮、暗电阻相等且成线性变化。安装时，四只光敏电阻不要凸出外壳的表面，最好凹进一点，以免散射阳光的干扰；垂直遮阳板（即控制盒）装在接收装置的边缘，既能随之转动又不受其反射光的强烈照射。凋试时，首先不让太阳直接照到四只光敏电阻上，然后调节RP1、RI2，使LM358两正向输人端的电位相等且高于反向输人端0.5V－1V。调试完毕后，让阳光照到垂直遮阳板上，接收装置即可自动跟踪太阳了。

Ⅵ 关于国内外太阳能自动跟踪装置的研究现状，求资料!

在太阳能跟踪方面， 我国在 1997 年研制了单轴太阳跟踪器， 完成了东西方向的自动 跟 踪，而南北方专向则通过属手动调节，接收器的接收效率提高了。[16]1998 年美国加州成功 的 研究了 ATM 两轴跟踪器，并在太阳能面板上装有集中阳光的透镜，这样可以使小块的太 阳 能面板硅收集更多的能量， 使效率进一步提高。 2002 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， 采用铝型材框架结构， 结构紧凑， 量轻， 重 大大拓宽了跟踪器的应用领域。在国内近年来有不少专家学者也相继开展了这方面 的研究， 1992 年推出了太阳灶自动跟踪系统，1994 年《太阳能》杂志介绍的单轴液压自 4 动跟踪器，完成了单向跟踪。 目前，[17]太阳追踪系统中实现追踪太阳的方法很多，但 是不外乎采用如下两种方式： 一种是光电追踪方式，另一种是根据视日运动轨迹追踪；前者 是闭环的随机系统，后者是 开环的程控系统。

Ⅶ 太阳能跟踪装置国内外研究概况和发展趋势

以下是国内外对于太阳跟踪装置的研究。
美国Blackace，在1997年研制了单轴太阳跟踪器，完成了东西方向的白动跟踪，而南北方向则通过手动调节，接收器的热接收率提高了15%。1998年美国加州成功的研究了ATM两轴跟踪器，并在太阳能面板上装有集中阳光的涅耳透镜，这样可以使小块的太阳能面板硅收集更多的能晕，使热接收率进一步提高。Joel.H.Goodman研制了活动太阳能方位跟踪装置，该装置通过人一南径回转台使人阳能接收器可从东到西跟踪太阳，这个方位跟踪器具有人直径的轨迹，通风窗体是自昼光照鼓膜ii’i构窗体，窗体上面是圆顶结构，成排的太阳能收集器可以从为、到西跟踪太阳，以提高夏人季’l\’里能举的获取率。2002年2月美国亚利桑那人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，采用铝型材框架结构，结构紧凑，重量轻，人人拓宽了跟踪器的应用领域。1994年在德国北部，太阳能厨房投入使用，该厨房也采用了单轴太阳能跟踪装置121。捷克科学院物理研究所则以形状记忆合金调节器为基础，通过日照温度的变化实现了单轴被动式太阳跟踪。图1.1，1.2为两种太阳跟踪装置。

手头有一篇关于太阳能跟踪装置的论文，有一节是讲国内外研究概况和发展趋势的，留个邮箱，我可以发给你，不过要用CAJViewer才能打开。

Ⅷ 为什么建立追日系统的太阳能板

为什么建立追日系统的太阳能板

在太阳能光伏发电系统中，为实现最大的发电效率，要求太阳能电池板与日光投射方向垂直。设计一个满足上述要求的追日系统，确保太阳能电池板有最佳的工作角度。

提高太阳能的利用率

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。尽管相继研究出一系列的太阳能装置如太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能电池等等，但太阳能的利用还远远不够，究其原因，主要是利用率不高。就目前的太阳能装置而言，如何最大限度的提高太阳能的利用率，仍为国内外学者的研究热点。解决这一问题应从两个方面入手，一是提高太阳能装置的能量转换率，二是提高太阳能的接收效率， 前者属于能量转换领域， 还有待研究， 而后者利用现有的技术则可解决。

太阳跟踪系统为解决这一问题提供了可能。不管哪种太阳能利用设备，如果它的集热装置能始终保持与太阳光垂直，并且收集更多方向上的太阳光，那么，它就可以在有限的使用面积内收集更多的太阳能。但是太阳每时每刻都是在运动着，集热装置若想收集更多方向上的太阳光，那就必须要跟踪太阳。香港大学建筑系的教授研究了太阳光照角度与太阳能接收率的关系，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%，精确的跟踪太阳可使接收器的接收效率大大提高，进而提高了太阳能装置的太阳能利用率，拓宽了太阳能的利用领域。

目前跟踪太阳的方式

时钟式太阳跟踪装置：

此装置是一种被动式装置有单轴和双轴两种类型系统根据时间将方位角和仰俯角分为几等份在固定时间段内通过控制器驱动电机按固定的角度旋转进而跟踪太阳。

最大功率跟踪装置：

本方法以动态平衡追踪太阳能系统的最大功率，本方法特征是太阳能板与直流直流升降压转换器间联接一个瞬间功率型超级电容作为能量的动态平衡器，将太阳能板产生的电能转换成电容器形态的电能进行最大功率演算可大幅度简化演算程序提 升追踪演算的实时性与可靠度提高太阳能系统效率。

光电式跟踪装置：

此类装置使用光敏传感器如硅光电管硅光电管要靠近遮光板安装调整遮光板的位置使遮光板对准太阳硅光电池处于阴影区。当太阳西移时遮光板的阴影偏移硅光电管受到阳光直射输出一定值的微电流该微电流作为偏差信号经放大电路放大，由伺服机构调整度使跟踪装置对准太阳完成跟踪。

Ⅸ 用什么方法可以让某个物体随着太阳的移动而移动即让它跟随太阳运动而运动

简单,竖个标杆,测量一下影子的一天下来运动的轨迹,计算一下角速度,然后再回找个步进答电机并设置成同样的角速度,驱动你要带动的东西就OK了,根本用不着什么自动装置.好处是即使太阳不出来,也能跟踪太阳.缺点是四季太阳运动的轨迹不同,你需要多测几次角速度.