邓 滔，王倩怡，付 有，马 龙，魏宏魁

（太原科技大学，山西太原 030024）

1 设计思路

目前我国的太阳能利用率处于较低水平，主要原因是太阳能密度低，照射到地面上的平均光强只有1 kW/m2，并且随着季节和天气因素的变化，更增强了太阳能利用的难度;我国现有的太阳能电池板的发展水平也限制了太阳能的利用率，目前，单晶体硅的太阳能转化率可以达到23%，多晶体硅可以达到16%，而薄膜的只能达到8%。这具有挑战性的难题是这次太阳能定位和跟踪系统设计的出发点。

为了克服太阳能量密度低的劣势，我们采用了带有定位与跟踪功能的太阳能电池板支架，利用电机传动带动电池板的两个自由度的旋转，尽量使每个时刻电池板都能垂直接收太阳能。跟踪功能的实现根本是定位，我们使用分辨率为640×320的CCD图像采集传感器，以至少0.2 s/幅的速度来拍摄参考物的太阳影子长度并与参考物的垂直投影作比较，精确地测量出当前太阳的偏转角度;通过高速的控制芯片，将得到的角度进行采集与处理，得到相应的控制角度与位移量。这样，定位的目的实现了，跟踪的效率自然就会大大提高。使用精度为1/10 000度的伺服电机与高精度涡轮蜗杆传动机构，使太阳能支架能自如的旋转，以最高的效率接受太阳能。

2 支架设计部分

在设计太阳能电池板支架的过程中，不仅要考虑到材料自身重量和惯性的因素，还要考虑到投入应用后，实际的自然条件的因素。大风是不可忽略的一个重要自然现象，在世界各个国家各个城市，全年都会刮起不同风速等级的大风。……