仓思雨，孙建明，王忠军，张兰红

（盐城工学院 电气工程学院，江苏 盐城 224051)

近年来，由于石油和煤炭等能源短缺及其对环境的污染问题，可再生能源发电技术广受各国政府和研究人员的重视。在所有可再生能源中，太阳能具有储量丰富、无污染、分布范围广等诸多显著优点，其发电技术正得到迅速的发展。太阳能的有效应用将大大缓解化石能源危机，解决环境污染问题。太阳能虽然环保、储量丰富，但也存在密度低、间歇性、空间分布不断变化的缺点，在太阳能电池板价格居高不下的情况下，研制具有实用价值的太阳自动跟踪系统，使太阳能电池板时刻跟踪太阳最强光，充分利用太阳能，是降低太阳能发电系统成本、提高太阳能发电系统效率的有效途径［1－3］。

1 太阳自动跟踪系统旋转原理

太阳自动跟踪系统中太阳能电池板时刻保持与太阳最强光线垂直，跟踪系统原理用图1来说明。图1中平面α为太阳能电池板平面，n为电池板法线方向，l为太阳最强光方向，xoy为水平面，yoz为垂直面。要使电池板平面α与太阳最强光l垂直，则应将n方向旋转到和l方向平行。

根据欧几里得几何知识，在三维空间中，假设有一条直线和一个平面，要使直线和平面垂直，可通过对平面的旋转实现。平面的旋转可由水平方向旋转和垂直方向旋转叠加而得。

图1 太阳自动跟踪系统旋转原理图Fig.1 Rotation principle diagram of sun automatic tracking system

将平面α在yoz垂直面方向上沿逆时针方向旋转一角度，其值为θ11与θ21的夹角角度，用θ1表示；……