申来明　杨亚龙

摘 要： 由于单片机对追光系统中太阳高度角和方位角的计算公式计算能力不足等缺点，往往会导致追光系统不够精确和稳定。该设计在处理太阳高度角和方位角时摒弃了单片机直接套用太阳高度角和方位角计算公式的做法，而是利用计算机将某一地点确定月份的太阳高度角与方位角进行计算和统计，得到了其近似拟合函数，单片机可根据此拟合函数进行太阳高度角与方位角的近似计算并进行太阳跟踪，在完成近似跟踪后启动由四象限硅光电池和凸透镜组成的光电跟踪系统，完成对系统的精确调整。该方法的应用解决了单片机对天文算法计算能力不足的缺点，同时实现了对太阳高效、实时、精确的追踪，对实际工程实践有一定的指导意义。

关键字： PIC18F6520； 数据拟合； 太阳高度角与方位角； 四象限硅光电池

中图分类号： TN919?34； TP23 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）10?0158?05

Abstract： Since the calculating ability of single?chip microcomputer （SCM） for dealing with the calculational formula in the sun?tracking system for computing sun altitude angle and azimuth angle is insufficient， which often leads to inaccuracy and instability of the spotlight system， the calculation and statistics of the solar altitude angle and azimuth angle in a certain month are made by a computer to obtain their approximate fitting functions when the sun altitude angle and azimuth angle need to be calculated， instead of straightly using the sun altitude angle and azimuth angle calculation formula to calculate the sun altitude angle and azimuth. According to the fitting functions， SCM can be used to approximately calculate the sun altitude angle and azimuth angle， and realize the sun tracking. After fulfilling the approximate tracking， the photoelectric tracking system composed of four quadrant silicon photocell and convex lens is started to complete the precise adjustment of the system. The method overcame the disadvantage of SCM for astronomical algorithm calculation， and at the same time realized the efficient， real?time and accurate tracking to the sun. It has certain guiding significance for the actual engineering application.

Keywords： PIC18F6520； data fitting； solar elevation angle and azimuth angle； four?quadrant silicon photovoltaic cell

0 引 言

太阳能的利用是现代能源新的发展方向，由于太阳能与其他能源如煤炭、石油相比有着无污染、用之不竭等优点[1]，太阳能的利用在西方国家已经有了很大的发展，我国光伏产业起步较晚，但最近几年发展较快。在太阳能的利用过程中提高太阳能的转化率始终是国内外太阳能利用的一个瓶颈，传统的做法是把太阳能板放在一个固定朝向的支架上，由于太阳一直在不停地运动，这样就不能够保证时时刻刻太阳能电池板和太阳的入射光线处于垂直关系，太阳能电池板也就不能获得最大的光照值，这样在很大程度上限制了太阳能的转化利用率[2]。……