尤金正,邹丽新,周 同,王海燕,杜伟巍

摘 要:设计一种根据视日运动规律自动跟踪太阳的系统。采用双轴跟踪的办法,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,实现对太阳的实时跟踪。该系统适用于各种需要跟踪太阳的装置。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。系统在实际运行中状况良好,表现出较高的稳定性,达到了预期目标。

关键词:太阳;自动跟踪;实时;步进电机

中图分类号:TK513.4文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)19-139-04

Design of Automatic Solar Tracking System

YOU Jinzheng,ZOU Lixin,ZHOU Tong,WANG Haiyan,DU Weiwei

(Department of Physics Science and Technology,Soochow University,Suzhou,215006,China)

Abstract:An automatic solar tracking system in accordance with characteristics of the sun moving is designed,adopting biax tracking way,driven by the two step-by-step electric motors,controlling the two degree of freedom of both level and pitching to achieve real-time tracking of the sun.The system can be applicable for a variety of devices to track the sun.Both the hardware and software analyse the implementation of automatic solar tracking system.The operation of system is in good condition in the experiment,showing higher stability and attaining the achievement of the anticipant targets.

Keywords:sun;automatic tracking;real-time;stepping motor

0 引 言

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。……