侯雷鸣，张 栋

（长安大学工程机械学院，陕西 西安 710064）

太阳能作为一种新型清洁能源具有众多优点，但是太阳能又存在着利用率不高的缺点[1]。为了提高太阳能转换效率，往往在太阳能电池板的底部配置跟踪装置及驱动装置，跟踪装置及驱动装置在不同的时间段驱动太阳能电池板转动一定角度[2]。在转动过程中，转动角度往往不能准确测定，故需要一种能精确测定太阳能的最佳照射角度的装置和方法，使太阳能电池板发挥最佳效果[3]。

1 研究背景

现有关于太阳能照射角度测定的方案有“GPS定位”“四象限光电式”和“光敏元件控制器”等，而“GPS定位”不仅系统成本高而且角度调整不能随区域气象条件实际调整；一般的“四象限光电式”跟踪精度较低；“光敏元件控制”信号处理环节较多，误差较大[4]。

笔者利用太阳能电池板不同光照角度下产生电压不同的特点，设计一种成本低且控制环节少、精度高的太阳能照射角度测定装置。

2 设计理念概述

为了实现对太阳角度的测量，测量装置由互成角度的两块太阳能电池板组成，太阳能电池板同时连接低速精密电机，低速精密电机根据太阳能电池板产生的电压差值，带动太阳能电池组件朝着最佳的照射位置转动，低速精密电机的尾端连接旋转编码器，旋转编码器输出脉冲信号[5]，通过控制器读取脉冲信号获得太阳能电池组件的转动角度，即阳光照射角度。

3 装置结构示意图及工作流程

3.1 结构示意图

阳光角度测量装置由太阳能组件和旋转编码器、低速精密电机等组成。……