一种太阳能自动跟踪系统的设计

杨克立，李 强

（中原工学院，郑州450007）

近年来能源短缺问题成为世界各国面临的世界性难题，新能源开发是目前的一个研究热点.在节能环保的主题下，世界各国都把目光转向太阳能这一清洁且极具开发潜力的能源.在我国，虽然太阳能可开发利用资源非常丰富（每年约17 000亿吨标准煤当量），但光伏发电产业起步较晚，通常是采用太阳能电池板固定朝南安装的方式对太阳能进行采集［1］，技术落后导致其利用率不高，普及也受到限制.在相同的条件下，如果使太阳能电池板的法向与太阳辐射方向平行，则与朝南固定安装的太阳能接收的能量之比约为3∶1.据此理论分析可知，如果使太阳能电池板的法向始终与太阳辐射方向平行，即采用太阳跟踪的方式，则与采用非跟踪方式的太阳能相比能量接收率相差37.7%［2］.因此，在太阳能装置中运用精确有效的太阳方位自动跟踪技术将是解决目前我国太阳能利用困境的重要方法之一.

基于精确的方位自动跟踪技术，可以使太阳能的接收效率大大提高.目前光伏发电跟踪系统正处于研究应用中.文献［3］提出了倾纬度角跟踪方案，其结构虽然简单，但因是单轴跟踪，接收效率不高；文献［4］提出了一种时钟追踪方式，该方法虽然采用双轴追踪，但是俯仰角的确定涉及到正弦函数的计算，若采用数据库查找的方式，则必须有一个庞大的专家系统，这也会增加系统反应时间，使得功耗较高；文献［5］、［6］提出了……